阅读说明：本技术 3d打印机和3d打印机故障检测方法、装置和存储介质 (3D printer, 3D printer fault detection method and device and storage medium ) 是由 陆元芳 于 2020-06-04 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种3D打印机和3D打印机故障检测方法、装置和存储介质。其中3D打印机,包括升降平台,图像采集装置,设置于升降平台上方,并且与打印作业区域对应；以及控制器,与图像采集装置连接,其中控制器配置用于：确定3D打印机已经打印完成3D打印对象的一层图案；接收图像采集装置发送的第一图像；根据与3D打印对象相关的3D打印数据,生成第二图像,其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的虚拟影像以及3D打印机位于升降平台上方的打印机部件的虚拟影像；将第一图像与第二图像进行比对,得到比对的比对结果；以及根据比对结果,确定3D打印机是否发生故障。(The application discloses a 3D printer, a 3D printer fault detection method and device and a storage medium. The 3D printer comprises a lifting platform and an image acquisition device, wherein the image acquisition device is arranged above the lifting platform and corresponds to a printing operation area; and a controller connected to the image capture device, wherein the controller is configured to: determining that the 3D printer has printed a layer of pattern of the 3D printed object; receiving a first image sent by an image acquisition device; generating a second image according to the 3D printing data related to the 3D printing object, wherein the second image comprises a virtual image of the 3D printing object after the layer of pattern is printed and a virtual image of a printer component of the 3D printer above the lifting platform; comparing the first image with the second image to obtain a comparison result; and determining whether the 3D printer fails according to the comparison result.)

3D打印机和3D打印机故障检测方法、装置和存储介质

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种3D打印机和3D打印机故障检测方法、装置和存储介质。

背景技术

随着3D打印技术的发展，越来越多的3D打印机应用到了无人值守的工厂中。全部由3D打印机构成的工厂也在建设之中，由于3D打印的精度较高，对于中大规模的零件的打印时间非常久，普通零件打印时间也在数小时以上。由于打印时间较长，容易在内部故障或者外部干扰的情况下(诸如断料、断电、电机卡阻以及位置漂移等)导致整个后续打印部分发生错误，造成较大的时间延误以及物料损失。并且由于打印时间较长，难以人工进行24小时巡检。现有的部分3D打印机带有远程摄像头以供用户查看，但是难以实现长期人工监控，同时多个摄像头带来了巨大的网络流量带宽要求，成本较高。

针对上述的现有技术中存在的现有的3D打印机的故障检测方式是通过远程摄像头进行远程监控，但是由于打印时间较长难以实现长期人工监控，并且多个摄像头带来了巨大的网络流量带宽要求，成本较高的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本公开提供了一种3D打印机和3D打印机故障检测方法、装置和存储介质，以至少解决现有技术中存在的现有的3D打印机的故障检测方式是通过远程摄像头进行远程监控，但是由于打印时间较长难以实现长期人工监控，并且多个摄像头带来了巨大的网络流量带宽要求，成本较高的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种3D打印机，包括升降平台，并且升降平台设置有用于进行3D打印作业的打印作业区域，还包括：图像采集装置，设置于升降平台上方，并且与打印作业区域对应；以及控制器，与图像采集装置连接，其中控制器配置用于：确定3D打印机已经打印完成3D打印对象的一层图案；接收图像采集装置发送的第一图像，其中第一图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的影像以及3D打印机位于升降平台上方的打印机部件的影像；根据与3D打印对象相关的3D打印数据，生成第二图像，其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的虚拟影像以及3D打印机位于升降平台上方的打印机部件的虚拟影像；将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果；以及根据比对结果，确定3D打印机是否发生故障。

根据本公开实施例的另一个方面，还提供了一种3D打印机故障检测方法，3D打印机包括升降平台，并且升降平台设置有用于进行3D打印作业的打印作业区域，包括：确定3D打印机已经打印完成3D打印对象的一层图案；接收图像采集装置发送的第一图像，其中第一图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的影像以及3D打印机位于升降平台上方的打印机部件的影像；根据与3D打印对象相关的3D打印数据，生成第二图像，其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的虚拟影像以及3D打印机位于升降平台上方的打印机部件的虚拟影像；将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果；以及根据比对结果，确定3D打印机是否发生故障。

根据本公开实施例的另一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时由处理器执行以上任意一项所述的方法。

根据本公开实施例的另一个方面，还提供了一种3D打印机故障检测装置，3D打印机包括升降平台，并且升降平台设置有用于进行3D打印作业的打印作业区域，包括：处理器；以及存储器，与处理器连接，用于为处理器提供处理以下处理步骤的指令：确定3D打印机已经打印完成3D打印对象的一层图案；接收图像采集装置发送的第一图像，其中第一图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的影像以及3D打印机位于升降平台上方的打印机部件的影像；根据与3D打印对象相关的3D打印数据，生成第二图像，其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的虚拟影像以及3D打印机位于升降平台上方的打印机部件的虚拟影像；将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果；以及根据比对结果，确定3D打印机是否发生故障。

从而，在本实施例中，首先通过控制器确定3D打印机已经打印完成3D打印对象的一层图案。然后控制器从图像采集装置接收第一图像，其中第一图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的影像。然后控制器根据与3D打印对象相关的3D打印数据，生成第二图像，其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的虚拟影像以及3D打印机位于升降平台上方的打印机部件的虚拟影像。进一步地，控制器可以将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果。最后控制器根据比对结果，确定3D打印机是否发生故障。从而通过上述方式，通过一个图像采集装置以及控制器可以实时检测3D打印对象在打印过程中的打印情况，达到可以及时发现3D打印机故障且有效降低监控成本的技术效果。进而解决了现有的3D打印机的故障检测方式是通过远程摄像头进行远程监控，但是由于打印时间较长难以实现长期人工监控，并且多个摄像头带来了巨大的网络流量带宽要求，成本较高的技术问题。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请实施例1第一个方面所述的3D打印机的示意图；

图2是根据本申请实施例1第一个方面所述的3D打印机的控制模块示意图；

图3A是根据本申请实施例1第一个方面所述的第一图像的示例性示意图；

图3B是根据本申请实施例1第一个方面所述的第二图像的示例性示意图；

图4是根据本申请实施例1第一个方面所述的3D打印机的工作流程的示意图；

图5是根据本申请实施例1第二个方面所述的3D打印机故障检测方法的流程示意图；以及

图6是根据本申请实施例2所述的3D打印机故障检测装置的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

图1是根据本申请实施例第一个方面所述的3D打印机的示意图，图2示出了3D打印机的控制模块示意图。参考图1和图2所示，3D打印机10包括升降平台110，并且升降平台110设置有用于进行3D打印作业的打印作业区域。此外，3D打印机10还包括：图像采集装置120，设置于升降平台110上方，并且与打印作业区域对应；以及控制器130，与图像采集装置120连接。其中控制器130配置用于：确定3D打印机10已经打印完成3D打印对象200的一层图案；接收图像采集装置120发送的第一图像，其中第一图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的影像；根据与3D打印对象相关的3D打印数据，生成第二图像，其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的虚拟影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像；将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果；以及根据比对结果，确定3D打印机10是否发生故障。

正如背景技术中所述的，由于3D打印的精度较高，对于中大规模的零件的打印时间非常久，普通零件打印时间也在数小时以上。由于打印时间较长，容易在内部故障或者外部干扰的情况下导致整个后续打印部分完全错误。诸如断料，断电，电机卡阻，位置漂移等。造成了较大的时间延误以及物料损失。并且由于打印时间较长，难以人工进行24小时巡检。现有的部分3D打印机带有远程摄像头以供用户查看，但是难以实现长期人工监控，同时多个摄像头带来了巨大的网络流量带宽要求，成本较高。

有鉴于此，参考图1所示，本实施例提供的3D打印机10包括升降平台110，并且升降平台110设置有用于进行3D打印作业的打印作业区域，其中可以在打印作业区域沉积用于打印3D打印对象200的材料。并且，通过升降平台110能够精确控制打印过程。

3D打印机10还包括：图像采集装置120，设置于升降平台110上方，并且与打印作业区域对应。从而可以通过图像采集装置120采集与打印作业区域对应的图像。

3D打印机10还包括控制器130，并且控制器130与图像采集装置120通信连接。控制器130首先可以确定3D打印机10已经打印完成3D打印对象200的一层图案。其中3D打印对象200可以是从下至上一层一层进行打印的。

进一步地，控制器130接收图像采集装置120发送的第一图像，其中第一图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象200的影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的影像。其中图像采集装置120实时采集打印作业区域的图像，并且由于3D打印对象200是一层一层的打印，所以图像采集装置120可以采集到打印出来的每层的3D打印材料。因此，当3D打印对象200打印完一层之后，图像采集装置120就可以将采集到的第一图像发送至控制器130。

此外，参考图3A所示，第一图像中包括在图像采集装置120采集范围内的3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件(例如丝杠140、轴承光轴150的虚拟影像以及熔融喷头160)的影像。并且进一步参考图3A所示出的，可以看出3D打印对象200上存在缺陷201，以及丝杠140上存在缺陷141。

进一步地，参考图3B所示，控制器130可以根据与3D打印对象200相关的3D打印数据，生成第二图像，其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象200的虚拟影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像。其中第二图像是根据3D打印对象200预先设置的3D模型预先合成的图像。并且控制器130上可以设置虚拟环境，虚拟环境可以使用Unity3D，3DMax，SolidWorks等三维建模软件得到的高度仿真的虚拟3D打印机三维模型，其中虚拟打印实体的生成使用切片软件处理打印3D数据文件得到。并且，参考图3B，可以看出作为参考图像，第二图像中没有包括3D打印对象200上存在的缺陷201以及丝杠140上存在的缺陷141。

进一步地，控制器130可以将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果。其中比对结果例如可以用于指示第一图像和第二图像之间的偏差度。然后，控制器130可以根据比对结果，确定3D打印机10是否发生故障。

从而通过上述方式，通过一个图像采集装置120以及控制器130可以实时检测3D打印对象200在打印过程中的打印情况，达到可以及时发现3D打印机故障且有效降低监控成本的技术效果。进而解决了现有的3D打印机的故障检测方式是通过远程摄像头进行远程监控，但是由于打印时间较长难以实现长期人工监控，并且多个摄像头带来了巨大的网络流量带宽要求，成本较高的技术问题。

并且，进一步地，本技术方案由于同时对3D打印对象200以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件进行图像监控，因此其所采集的第一图像不仅包含3D打印对象200的影像，同时也包括3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的影像。同时作为参考图像的第二图像，不仅包括3D打印对象200的虚拟影像，也包括3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像。

因此，在将第一图像和第二图像进行比对时所产生的比对结果，不仅能够反映3D打印对象200上存在的缺陷，同时也能够反映3D打印机10的部件存在的缺陷，因此可以做到通过图像监控比对的方式，综合各方面因素判定3D打印机10是否存在故障。

此外，需要说明的是，本发明所述的“确定3D打印机10已经打印完成3D打印对象200的一层图案”中的“一层图案”，其例如可以理解为每打印完一层图案后，都要确定已经打印完一层图案并进行以上所述的操作，即逐层确定是否打印机是否存在故障，这样做的好处就是可以实时地进行监控并且及时发现故障。

此外，也可以理解为确定打印完成3D打印对象200的指定的一层图案后再执行以上所述的操作。例如，可以确定为每隔两层、每隔三层或每隔更多层执行以上所述的检测操作。或者，是在3D打印对象200的打印数据中指定若干层，从而在每一个指定的层打印完成后，进行以上所述的操作。从而通过这种方式，可以灵活地安排对3D打印机10进行监控的时间和次数，从而在减少控制器130的负担的同时有效实现对3D打印机10的故障检测。

可选地，将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果的操作，包括：计算第一图像和第二图像相对应的像素之间的像素差值；以及根据像素差值，确定比对结果。

具体地，控制器130可以计算第一图像和第二图像相对应的像素之间的像素差值。即控制器130可以一一计算第一图像和第二图像相对应的像素之间的关系(例如通过像素差值进行比较)。然后控制器130可以根据像素差值，确定比对结果。例如控制器130可以将所有的像素的像素差值进行整合，确定最终的比对结果。从而通过以上方式可以准确得出第一图像和第二图像之间的偏差信息，同时又能减少图像比对过程的运算负担，从而能够适应比较大范围的图像比对。

此外，在计算第一图像和第二图像相对应的像素之间的像素差值之前，可以先执行对第一图像和第二图像的对准操作。例如可以根据3D打印对象的影像的位置，对第一图像和第二图像进行对准，从而使得比对结果更加准确。

此外，也可以使用直方图等图像相似性描述方法对第一图像以及第二图像进行比对。

可选地，根据像素差值，确定比对结果的操作，包括以下的任意一项：对像素差值进行求和运算，并将求和运算的结果作为比对结果；或对像素差值进行平均值运算，并将平均值运算的结果作为比对结果。

具体地，控制器130例如可以对所有的像素的像素差值进行求和运算，将得到的求和的结果作为最终的比对结果。此外，控制器130也可以像素差值进行平均值运算，并将平均值运算的结果作为比对结果。从而通过上述方式，从而通过以上方式可以准确得出第一图像和第二图像之间的偏差信息，同时又能减少图像比对过程的运算负担，从而能够适应比较大范围的图像比对。

可选地，根据比对结果，确定3D打印机10是否发生故障的操作，包括：判定比对结果是否超出预定阈值；以及在比对结果超出预定阈值的情况下，判定3D打印机10出现故障。

具体地，参考图4所示，控制器130首先可以判定比对结果是否超出预定阈值。并且在比对结果超出预定阈值的情况下，控制器130可以判定3D打印机10出现故障。

以对像素差值进行求和运算，并将求和运算的结果作为比对结果的情况为例。在此情况下，例如比对结果可以是5260，而预定的阈值例如可以设定为2500。此时的比对结果已经超出了预定的阈值，那么就可以说明3D打印机10出现了故障。参考作为第一图像的图3A和作为第二图像的图3B，从而可以看出打印的3D打印对象200出现了故障。

此外，控制器130可以包括报警设备，在3D打印机出现故障的情况下，发出警报信号。从而可以尽早通知工作人员进行处理。

可选地，根据比对结果，确定3D打印机10是否发生故障的操作，还包括：在比对结果未超出预定阈值的情况下，判定3D打印机10未出现故障。

具体地，以对像素差值进行求和运算，并将求和运算的结果作为比对结果的情况为例。在此情况下，例如比对结果可以是1530，而预定的阈值例如可以设定为2500。此时的比对结果未超出预定的阈值，那么就可以说明3D打印机10未出现了故障，3D打印对象200打印正常。

可选地，根据与3D打印对象200相关的3D打印数据，生成第二图像的操作，包括：根据与3D打印对象200相关的3D打印数据生成第三图像，其中第三图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象200的虚拟影像；获取第四图像，其中第四图像包括3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像；以及将第三图像以及第四图像进行合成，生成第二图像。

具体地，首先控制器130可以根据与3D打印对象200相关的3D打印数据生成第三图像，其中第三图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象200的虚拟影像。例如控制器130根据预先设置的3D打印对象200的3D模型预生成打印过程中每一层的第三图像。然后控制器130可以获取预先生成的第四图像，其中第四图像包括3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像。最后控制器130可以将第三图像以及第四图像进行合成，生成第二图像，例如图2所示的图像。

在通过本申请的方法进行3D打印机10的故障检测时，由于关于3D打印对象200的虚拟影像是伴随着每打印完一层都要实时改变的，因此需要不断更新。而作为3D打印机10的打印机部件的虚拟影像，通常都是固定的，不需要实时改变。因此，如果每次生成第二图像时，都要通过计算的方式模拟生成打印机部件的虚拟影像，这无疑会增加控制器的计算负担。

通过以上方式，可以预先生成包含打印机部件的虚拟影像的第四图像，从而在生成第二图像时，可以不必每次都计算模拟生成打印机部件的虚拟影像，而仅仅生成包含3D打印对象的虚拟影像的第三图像，并且利用第三图像与第四图像进行合成来生成第二图像，从而减少了模拟生成打印机部件的虚拟影像的计算量，从而减少了控制器130的计算负担。

可选地，升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像包括：与升降平台110连接的丝杠140的虚拟影像；与升降平台110连接的轴承光轴150的虚拟影像；以及设置于升降平台110上方的熔融喷头160的虚拟影像。

具体地，参考图1至图3所示，3D打印机10还包括丝杠140、轴承光轴150和熔融喷头160。其中丝杠140用于驱动打印升降平台按照指令精确上升或下降。轴承光轴150用于对升降平台提供光滑的运动约束。并且其中熔融喷头160可以但不限于是PLA以及ABS等，用于挤出处于熔融状态下的3D打印物料。从而通过采集以上打印机部件的图像，可以实时检测诸如断料、断电、电机卡阻以及部件位置漂移等故障原因。

此外，参考图1所示，3D打印机10还包括步进电机170，用于按照指令输出微小步进角，用于精确地控制升降平台的上升及下降。3D打印机10还包括壳体180，用于承载整个3D打印机的机械结构以及电路部件。

此外图4示出了3D打印机10的打印流程示意图，参考图4所示，其流程为：S402：3D打印机10开始打印；S404：控制器130确定3D打印机10已经打印完成3D打印对象200的一层图案；S406：图像采集装置120采集包括打印完成一层图案之后的3D打印对象200的影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的影像的第一图像；S408：控制器130可以根据与3D打印对象200相关的3D打印数据，生成第二图像，其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象200的虚拟影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像；S410：控制器130可以将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果；S412：控制器130判定比对结果是否超出预定阈值；S414：控制器130在判定比对结果超出预定阈值的情况下，发出警报提示。此外控制器130在判定比对结果未超出预定阈值的情况下，3D打印机继续打印3D打印对象200的下一层。

此外，根据本实施例的第二个方面，提供了一种3D打印机故障检测方法，该方法由图1中所示的控制器130实现。图5示出了该方法的流程示意图，参考图5所示，该方法包括：

S502：确定3D打印机10已经打印完成3D打印对象的一层图案；

S504：接收图像采集装置120发送的第一图像，其中第一图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的影像；

S506：根据与3D打印对象相关的3D打印数据，生成第二图像，其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的虚拟影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像；

S508：将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果；以及

S510：根据比对结果，确定3D打印机10是否发生故障。

具体地，参考图5所示，控制器130首先可以确定3D打印机10已经打印完成3D打印对象200的一层图案。其中3D打印对象200可以是从下至上一层一层进行打印。

进一步地，控制器130接收图像采集装置120发送的第一图像，其中第一图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象200的影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的影像。其中图像采集装置120实时采集打印作业区域的图像，并且由于3D打印对象200是一层一层的打印，所以图像采集装置120可以采集到打印出来的每层的3D打印材料。由于打印时间固定，所以打印3D打印对象200的每一层的时间都是预先设定的。因此，当3D打印对象200打印完一层之后，图像采集装置120就可以将采集到的第一图像发送至控制器130。

此外，参考图3A所示，第一图像中包括在图像采集装置120采集范围内的3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件(例如丝杠140、轴承光轴150的虚拟影像以及熔融喷头160)的影像。并且进一步参考图3A所示出的，可以看出3D打印对象200上存在缺陷201，以及丝杠140上存在缺陷141。

进一步地，参考图3B所示，控制器130可以根据与3D打印对象200相关的3D打印数据，生成第二图像，其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象200的虚拟影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像。其中第二图像是根据3D打印对象200预先设置的3D模型预先合成的图像。并且控制器130上可以设置虚拟环境，虚拟环境可以使用Unity3D，3DMax，SolidWorks等三维建模软件得到的高度仿真的虚拟3D打印机三维模型，其中虚拟打印实体的生成使用切片软件处理打印3D数据文件得到。并且，参考图3B，可以看出作为参考图像，第二图像中没有包括3D打印对象200上存在的缺陷201以及丝杠140上存在的缺陷141。

进一步地，控制器130可以将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果。其中比对结果例如可以用于指示第一图像和第二图像之间的偏差度。然后，控制器130可以根据比对结果，确定3D打印机10是否发生故障。

从而通过上述方式，通过一个图像采集装置120以及控制器130可以实时检测3D打印对象200在打印过程中的打印情况，达到可以及时发现3D打印机故障且有效降低监控成本的技术效果。进而解决了现有的3D打印机的故障检测方式是通过远程摄像头进行远程监控，但是由于打印时间较长难以实现长期人工监控，并且多个摄像头带来了巨大的网络流量带宽要求，成本较高的技术问题。

并且，进一步地，本技术方案由于同时对3D打印对象200以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件进行图像监控，因此其所采集的第一图像不仅包含3D打印对象200的影像，同时也包括3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的影像。同时作为参考图像的第二图像，不仅包括3D打印对象200的虚拟影像，也包括3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像。

因此，在将第一图像和第二图像进行比对时所产生的比对结果，不仅能够反映3D打印对象200上存在的缺陷，同时也能够反映3D打印机10的部件存在的缺陷，因此可以做到通过图像监控比对的方式，综合各方面因素判定3D打印机10是否存在故障。

此外，需要说明的是，本发明所述的“确定3D打印机10已经打印完成3D打印对象200的一层图案”中的“一层图案”，其例如可以理解为每打印完一层图案后，都要确定已经打印完一层图案并进行以上所述的操作，即逐层确定是否打印机是否存在故障，这样做的好处就是可以实时地进行监控并且及时发现故障。

此外，也可以理解为确定打印完成3D打印对象200的指定的一层图案后再执行以上所述的操作。例如，可以确定为每隔两层、每隔三层或每隔更多层执行以上所述的检测操作。或者，是在3D打印对象200的打印数据中指定若干层，从而在每一个指定的层打印完成后，进行以上所述的操作。从而通过这种方式，可以灵活地安排对3D打印机10进行监控的时间和次数，从而在减少控制器130的负担的同时有效实现对3D打印机10的故障检测。

此外，3D打印机故障检测方法的具体步骤与本实施例1第一个方面所述的3D打印机相同，这里就不再一一赘述。

此外，根据本实施例的第三个方面，提供了一种存储介质。所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时由处理器执行以上任意一项所述的方法。

从而根据本申请实施例所述的3D打印机10以及3D打印机故障检测方法，首先通过控制器130确定3D打印机10已经打印完成3D打印对象200的一层图案。然后控制器130可以接收图像采集装置120发送的第一图像，其中第一图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象200的影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的影像。然后控制器130根据与3D打印对象200相关的3D打印数据，生成第二图像，其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象200的虚拟影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像。控制器130可以将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果。最后控制器130根据比对结果，确定3D打印机10是否发生故障。从而通过上述方式，通过一个图像采集装置120以及控制器130可以实时检测3D打印对象200在打印过程中的打印情况，达到可以及时发现3D打印机故障且有效降低监控成本的技术效果。进而解决了现有的3D打印机的故障检测方式是通过远程摄像头进行远程监控，但是由于打印时间较长难以实现长期人工监控，并且多个摄像头带来了巨大的网络流量带宽要求，成本较高。

实施例2

图6示出了根据本实施例的所述的3D打印机故障检测装置600，该装置600与根据实施例1的第二个方面所述的方法相对应。参考图6所示，该装置600包括：处理器610；以及存储器620，与处理器610连接，用于为处理器610提供处理以下处理步骤的指令：确定3D打印机10已经打印完成3D打印对象的一层图案；接收图像采集装置120发送的第一图像，其中第一图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的影像；根据与3D打印对象相关的3D打印数据，生成第二图像，其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的虚拟影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像；将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果；以及根据比对结果，确定3D打印机10是否发生故障。

可选地，将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果的操作，包括：计算第一图像和第二图像相对应的像素之间的像素差值；以及根据像素差值，确定比对结果。

可选地，根据像素差值，确定比对结果的操作，包括以下的任意一项：对像素差值进行求和运算，并将求和运算的结果作为比对结果；或对像素差值进行平均值运算，并将平均值运算的结果作为比对结果。

可选地，根据比对结果，确定3D打印机10是否发生故障的操作，包括：判定比对结果是否超出预定阈值；以及在比对结果超出预定阈值的情况下，判定3D打印机10出现故障。

可选地，根据比对结果，确定3D打印机10是否发生故障的操作，还包括：在比对结果未超出预定阈值的情况下，判定3D打印机10未出现故障。

可选地，根据与3D打印对象相关的3D打印数据，生成第二图像的操作，包括：根据与3D打印对象相关的3D打印数据生成第三图像，其中第三图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象的虚拟影像；获取第四图像，其中第四图像包括3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像；以及将第三图像以及第四图像进行合成，生成第二图像。

可选地，升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像包括：与升降平台110连接的丝杠140的虚拟影像；与升降平台110连接的轴承光轴150的虚拟影像；以及设置于升降平台110上方的熔融喷头160的虚拟影像。

从而根据本申请实施例所述的3D打印机故障检测装置，首先通过控制器130确定3D打印机10已经打印完成3D打印对象200的一层图案。然后控制器130可以接收图像采集装置120发送的第一图像，其中第一图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象200的影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的影像。然后控制器130根据与3D打印对象200相关的3D打印数据，生成第二图像，其中第二图像包括打印完成一层图案之后的3D打印对象200的虚拟影像以及3D打印机10位于升降平台110上方的打印机部件的虚拟影像。控制器130可以将第一图像与第二图像进行比对，得到比对的比对结果。最后控制器130根据比对结果，确定3D打印机10是否发生故障。从而通过上述方式，通过一个图像采集装置120以及控制器130可以实时检测3D打印对象200在打印过程中的打印情况，达到可以及时发现3D打印机故障且有效降低监控成本的技术效果。进而解决了现有的3D打印机的故障检测方式是通过远程摄像头进行远程监控，但是由于打印时间较长难以实现长期人工监控，并且多个摄像头带来了巨大的网络流量带宽要求，成本较高。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。