本发明涉及3d打印，特别是涉及一种零件的3d打印方法、装置、设备及存储介质。
背景技术：
1、超大型零件通常是指重量或体积非常大的零件，包括但不限于重型机械设备、工业设备、建筑材料、交通运输工具、石油化工设备、家具家居用品和食物制作机器等。
2、近年来，伴随3d打印技术的推广，对于超大型零件的3d打印技术的需求也逐渐增加。超大型零件的3d打印技术是一种使用3d打印的原理制造超大型零件的创新技术，即基于超大型3d打印机完成超大型3d打印零件的制造。目前，这项技术已经在多个领域开展了广泛的研究和应用，例如，在房屋建筑行业，可以通过超大型建筑打印机完成定制化房屋的一次性3d打印成型，进而帮助施工人员快速搭建房屋的基本框架。此外，在太空3d打印领域中，可以依托3d打印技术高度的自动化与无人化，完成外太空星球表面超大型建筑的外太空3d打印。在机器人领域，超大型3d打印技术可以完成大型机器人零件的一体化成型，从而降低机器人装配与设计难度。然而，超大型零件的3d打印技术目前也存在一些挑战。
3、为打印出超大型零件，目前3d打印方法中的路径规划往往基于传统的3d打印方法。但是将其直接应用在超大型零件的3d打印领域时，由于零件过大，整个打印路径也会增加，传统的路径规划算法需耗费大量的时间寻找最优的打印路径，时间成本高且打印成型效率低。
技术实现思路
1、本发明提供了一种零件的3d打印方法、装置、设备及存储介质，解决了传统的3d打印方法直接应用在超大型零件的3d打印领域时会导致打印路径不易规划，时间成本高且打印成型效率低的问题。
2、第一方面，本发明提供一种零件的3d打印方法，包括以下步骤：
3、对待打印的零件的3d模型的多个切片层的工作区域进行分割，得到对应的多个打印区域，所述零件为超大型零件；
4、对于每个打印区域，基于地面打印机器人的定点打印范围对打印模式进行识别；根据打印模式的打印参数获取对应的打印轨迹；
5、通过不同的打印轨迹对对应的打印区域进行3d打印；
6、所述根据打印模式的打印参数获取对应的打印轨迹，包括：
7、根据打印参数在地面随机选取多个点为初始打印关键点；所述打印关键点为含有二维位姿的点，所述地面打印机器人沿多个打印关键点进行运动；
8、获取地面打印机器人停留在相邻初始打印关键点时对应的打印范围的重合面积，通过最小化重合面积和打印关键点数量建立优化函数；
9、对优化函数进行迭代，得到多个优化打印关键点；
10、在仿真环境中评估多个优化打印关键点的位置，根据地面打印机器人的实际打印工况对多个优化打印关键点进行筛选，得到多个打印关键点；将多个打印关键点进行连接，得到对应的打印轨迹。
11、优选的，所述通过最小化重合面积和打印关键点数量建立优化函数，具体如下所示：
12、
13、式中，n是关键点数量，s1是重合面积，s2是当前切片层未被打印范围覆盖的面积，func是优化函数。
14、优选的，对待打印的超大型零件的3d模型进行切片，得到多个切片层；
15、将当前切片层的高度与地面打印机器人的打印最高高度进行比较，若当前切片层的高度小于地面打印机器人的打印最高高度，则基于当前切片层的几何轮廓、地面打印机器人数目与每个地面打印机器人的定点打印范围对当前切片层的工作区域进行分割，得到多个打印区域。
16、优选的，所述打印模式包括外围式打印以及侵入式打印，当地面打印机器人的定点打印范围将对应的打印区域覆盖时，选择外围式打印；否则选择侵入式打印；
17、当选择侵入式打印模式时，在当前打印区域需设置对应的退出路径。
18、优选的，若当前切片层的高度小于地面打印机器人的打印最高高度，则根据该切片层的几何形状与精度需求，选择无人机打印机器人或爬行打印机器人进行3d打印。
19、优选的，当选择无人机打印机器人时，根据无人机打印机器人数目与无人机打印机器人的打印范围将当前切片层分割成多个工作区域，并配置无人机打印机器人打印参数；
20、当选择爬行打印机器人时，配置爬行打印机器人打印参数；
21、根据无人机打印机器人打印参数和爬行打印机器人打印参数获取多个对应的打印关键点，并将多个打印关键点进行连接，得到对应的打印轨迹；
22、通过对应的打印轨迹对当前切片层进行3d打印。
23、优选的，通过面积最大的切片层的轮廓对供料机器人的工作区域进行划分。
24、第二方面，本发明提供一种超大型零件的3d打印装置，包括：
25、分割模块，用于对待打印的零件的3d模型的多个切片层的工作区域进行分割，得到对应的多个打印区域；
26、获取模块，用于对于每个打印区域，基于地面打印机器人的定点打印范围对打印模式进行识别；根据打印模式的打印参数获取对应的打印轨迹；
27、打印模块，用于通过不同的打印轨迹对对应的打印区域进行3d打印；
28、所述根据打印模式的打印参数获取对应的打印轨迹，包括：
29、根据打印参数在地面随机选取多个点为初始打印关键点；所述打印关键点为含有二维位姿的点，所述地面打印机器人沿多个打印关键点进行运动；
30、获取地面打印机器人停留在相邻初始打印关键点时对应的打印范围的重合面积，通过最小化重合面积和打印关键点数量建立优化函数；
31、对优化函数进行迭代，得到多个优化打印关键点；
32、在仿真环境中评估多个优化打印关键点的位置，根据地面打印机器人的实际打印工况对多个优化打印关键点进行筛选，得到多个打印关键点；将多个打印关键点进行连接，得到对应的打印轨迹。
33、第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的超大型零件的3d打印方法。
34、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的超大型零件的3d打印方法。
35、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
36、本发明提供的一种零件的3d打印方法，首先将每个切片层的工作区域进行分割，得到多个打印区域，将大的工作区域拆分为小的打印区域，便于打印机器人的路径规划。同时本发明还提出了将相互连接的打印关键点作为打印机器人的打印路径，基于机器人在不同初始打印关键点时对应的打印范围的重合面积，通过最小化重合面积和打印关键点数量建立优化函数，根据优化函数获取了多个打印关键点。本发明提出了一种新的优化函数，可以事先规划好打印路径，大大减小了传统3d打印的路径规划的时间成本，提高了打印成型效率。
1.一种零件的3d打印方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种零件的3d打印方法，其特征在于，所述通过最小化重合面积和打印关键点数量建立优化函数，具体如下所示：
3.如权利要求1所述的一种零件的3d打印方法，其特征在于，对待打印的超大型零件的3d模型进行切片，得到多个切片层；
4.如权利要求1所述的一种零件的3d打印方法，其特征在于，所述打印模式包括外围式打印以及侵入式打印，当地面打印机器人的定点打印范围将对应的打印区域覆盖时，选择外围式打印；否则选择侵入式打印；
5.如权利要求3所述的一种零件的3d打印方法，其特征在于，若当前切片层的高度小于地面打印机器人的打印最高高度，则根据该切片层的几何形状与精度需求，选择无人机打印机器人或爬行打印机器人进行3d打印。
6.如权利要求5所述的一种零件的3d打印方法，其特征在于，当选择无人机打印机器人时，根据无人机打印机器人数目与无人机打印机器人的打印范围将当前切片层分割成多个工作区域，并配置无人机打印机器人打印参数；
7.如权利要求1所述的一种零件的3d打印方法，其特征在于，通过面积最大的切片层的轮廓对供料机器人的工作区域进行划分。
8.一种超大型零件的3d打印装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-7任一所述的超大型零件的3d打印方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1-7任一项所述的超大型零件的3d打印方法。
