CN104385591B - 一种具有产品检测功能的三维打印系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种具有产品检测功能的三维打印系统，包括：底座、工作台、打印模块、扫描仪、下料模块和控制处理模块；工作台可转动地安装在底座上；打印模块包括喷头、连接管、料箱和支撑架；支撑架安装在底座上，喷头通过支撑架可移动地安装在工作台上方，料箱通过连接管连接喷头；扫描仪安装在底座上；下料模块包括夹持部件、第一收集箱和第二收集箱，第一收集箱用于收集合格产品，第二收集箱用于收集不合格产品；控制处理模块分别连接工作台、喷头、扫描仪和夹持部件。本发明提出的一种具有产品检测功能的三维打印系统，可快速并精确的检测三维打印产品。

Description

一种具有产品检测功能的三维打印系统
技术领域
本发明涉及三维打印技术领域，尤其涉及一种具有产品检测功能的三维打印系统。
背景技术
三维打印也称3D打印(Three Dimensions Printing)，属于快速成形技术的一种。它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，特别是一些高价值产品(比如髋关节或牙齿，或飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现，由于三维打印技术较为复杂，打印过程中，任何细小的偏差出现，都可能导致残次品的出现。
现有的三维打印系统在控制模块预设模型图并进行分层处理生成分层图，控制模块根据分层图控制打印喷头进行打印。利用三维打印技术生产产品的速度非常快，而且往往利用三维打印技术打印的产品也更为精细，这就导致对该类产品的检测量大活细，耗时耗力。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有产品检测功能的三维打印系统，可快速并精确的检测三维打印产品。
本发明提出的一种具有产品检测功能的三维打印系统，包括：底座、工作台、打印模块、扫描仪、下料模块和控制处理模块；
工作台可转动地安装在底座上；
打印模块包括喷头、连接管、料箱和支撑架；支撑架安装在底座上，喷头通过支撑架可移动地安装在工作台上方，料箱通过连接管连接喷头；
扫描仪安装在底座上；
下料模块包括夹持部件、第一收集箱和第二收集箱，第一收集箱用于收集合格产品，第二收集箱用于收集不合格产品；
控制处理模块分别连接工作台、喷头、扫描仪和夹持部件；
在工作状态下，控制处理模块内预设有模型图，并根据模型图控制喷头在工作台上打印工件，打印完成后，控制工作台旋转并控制扫描仪扫描工件，控制处理模块根据扫描仪发送的扫描数据生成工件图，并根据模型图与工件图的对比结果，控制夹持部件夹取工件送入第一收集箱或第二收集箱。
优选地，喷头通过第一连杆和第二连杆安装在支撑架上，第一连杆水平布置且第一端可横向移动地安装在支撑架上，第二连杆垂直布置其上端连接第一连杆第二端且下端连接喷头。
优选地，第一连杆和第二连杆均为可伸缩结构。
优选地，控制处理模块分别连接第一连杆和第二连杆并控制其运动。
优选地，控制处理模块具体工作方式为：控制处理模块在模型图上选取模型参考点和多个模型特征点，计算模型特征点相对于模型参考点的相对坐标；并在工件图上选取工件参考点和多个工件特征点，计算工件特征点相对于工件参考点的相对坐标；然后将工件特征点的相对坐标与模型特征点的相对坐标进行对比，判读工件图与模型图是否一致，如果一致，则控制夹持部件夹取工件送入第一收集箱；如果不一致，则控制夹持部件夹取工件送入第二收集箱。
优选地，模型参考点为模型图的中心点，工件参考点为工件图的中心点。
优选地，以模型图的中心点为圆心，分别对模型图做垂直面上的第一模型外接圆和水平面上的第二模型外接圆，模型图位于第一模型外接圆和第二模型外接圆上的点为模型特征点；以工件图的中心点为圆心，分别对工件图做垂直面上的第一工件外接圆和水平面上的第二工件外接圆，工件图位于第一工件外接圆和第二工件外接圆上的点为工件特征点。
优选地，多个模型特征点包括模型图的最高点、最低点，工件特征点包括工件图的最高点、最低点。
本发明提供的具有产品检测功能的三维打印系统自带扫描仪对打印完的工件进行扫描，通过将打印工件的扫描图与模型图对比，判断工件是否合格，成本低廉，方便快捷。
本发明中，工件打印完成后及时检测，工作效率高，可及时避免不合格品流入下一道工序。
本发明实施例中，通过坐标对比的方式对扫描图进行判断，即分别对工件图形和模型图形选取参考点和特征点，然后计算特征点相对于参考点的相对坐标，然后将模型特征点的相对坐标与工件特征点的相对坐标一一比对进行判读，工序简单，精确度高，有利于提高工作效率。此外，特征点及参考点的选取灵活性好，有利于根据不同的工件进行设置，扩大本发明适用范围。
附图说明
图1为本发明提出的一种具有产品检测功能的三维打印系统结构示意图；
图2为本发明提出的一种具有产品检测功能的三维打印系统控制结构图。
具体实施方式
参照图1、图2，本发明提出的一种具有产品检测功能的三维打印系统，包括：底座1、工作台2、打印模块3、扫描仪4、下料模块5和控制处理模块。
工作台2可转动地安装在底座1上，用于承载打印工件。
打印模块3包括喷头31、连接管(图中未给出)、料箱(图中未给出)和支撑架32。支撑架32安装在底座1上，喷头31通过支撑架32可移动地安装在工作台2上方。具体地，喷头31通过第一连杆33和第二连杆34安装在支撑架32上。第一连杆33水平布置且第一端可横向移动地安装在支撑架32上，第二连杆垂直布置其上端连接第一连杆33第二端且下端连接喷头31。第一连杆33和第二连杆34均为可伸缩结构。喷头31可通过第一连杆33和第二连杆34实现三维方向上的运动。料箱通过连接管连接喷头31向喷头31供应打印料。
扫描仪4安装在底座1上，可配合工作台2的旋转对打印工件进行全方位扫描。
下料模块5包括夹持部件51、第一收集箱52和第二收集箱53。夹持部件51用于夹取工作台2上的打印工件送入第一收集箱52或第二收集箱53，第一收集箱52用于收集合格产品，第二收集箱53用于收集不合格产品。
控制处理模块分别连接工作台2、喷头31、扫描仪4和夹持部件51。具体的，控制处理模块分别通过驱动机构连接工作台2、第一连杆33、第二连杆34和夹持部件51，以驱动工作台2旋转或者驱动喷头31实现三维方向上的运动。
在工作状态下，控制处理模块内预设有模型图并在模型图上选取模型参考点和多个模型特征点，计算模型特征点相对于模型参考点的相对坐标；然后，控制处理模块根据模型图控制喷头31运动在工作台2上打印工件；打印完成后，控制处理模块控制工作台2旋转并控制扫描仪4扫描工件，控制处理模块根据扫描仪4发送的扫描数据生成工件图并在工件图上选取工件参考点和多个工件特征点，计算工件特征点相对于工件参考点的相对坐标；然后将工件特征点的相对坐标与模型特征点的相对坐标进行对比，判读工件图与模型图是否一致，如果一致，则控制夹持部件51夹取工件送入第一收集箱52；如果不一致，则控制夹持部件51夹取工件送入第二收集箱53。
本发明中，模型参考点和工件参考点的选取原则相同，多个模型特征点和多个工件特征点的选取原则一一对应。例如本实施方式中，以模型图的中心点为模型参考点，以工件图的中心点为工件参考点；以模型图的中心点为圆心，分别对模型图做垂直面上的第一模型外接圆和水平面上的第二模型外接圆，模型图位于第一模型外接圆和第二模型外接圆上的点为模型特征点；以工件图的中心点为圆心，分别对工件图做垂直面上的第一工件外接圆和水平面上的第二工件外接圆，工件图位于第一工件外接圆和第二工件外接圆上的点为工件特征点；此外，多个模型特征点还包括模型图的最高点、最低点，工件特征点还包括工件图的最高点、最低点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有产品检测功能的三维打印系统，其特征在于，包括：底座(1)、工作台(2)、打印模块(3)、扫描仪(4)、下料模块(5)和控制处理模块；
工作台(2)可转动地安装在底座(1)上；
打印模块(3)包括喷头(31)、连接管、料箱和支撑架(32)；支撑架(32)安装在底座(1)上，喷头(31)通过支撑架(32)可移动地安装在工作台(2)上方，料箱通过连接管连接喷头(31)；
扫描仪(4)安装在底座(1)上；
下料模块(5)包括夹持部件(51)、第一收集箱(52)和第二收集箱(53)，第一收集箱(52)用于收集合格产品，第二收集箱(53)用于收集不合格产品；
控制处理模块分别连接工作台(2)、喷头(31)、扫描仪(4)和夹持部件(51)；
在工作状态下，控制处理模块内预设有模型图，并根据模型图控制喷头(31)在工作台(2)上打印工件，打印完成后，控制工作台(2)旋转并控制扫描仪(4)扫描工件，控制处理模块根据扫描仪(4)发送的扫描数据生成工件图，并根据模型图与工件图的对比结果，控制夹持部件(51)夹取工件送入第一收集箱(52)或第二收集箱(53)；
控制处理模块具体工作方式为：控制处理模块在模型图上选取模型参考点和多个模型特征点，计算模型特征点相对于模型参考点的相对坐标；并在工件图上选取工件参考点和多个工件特征点，计算工件特征点相对于工件参考点的相对坐标；然后将工件特征点的相对坐标与模型特征点的相对坐标进行对比，判读工件图与模型图是否一致，如果一致，则控制夹持部件(51)夹取工件送入第一收集箱(52)；如果不一致，则控制夹持部件(51)夹取工件送入第二收集箱(53)；其中，模型参考点为模型图的中心点，工件参考点为工件图的中心点；以模型图的中心点为圆心，分别对模型图做垂直面上的第一模型外接圆和水平面上的第二模型外接圆，模型图位于第一模型外接圆和第二模型外接圆上的点为模型特征点；以工件图的中心点为圆心，分别对工件图做垂直面上的第一工件外接圆和水平面上的第二工件外接圆，工件图位于第一工件外接圆和第二工件外接圆上的点为工件特征点。
2.如权利要求1所述的具有产品检测功能的三维打印系统，其特征在于，喷头(31)通过第一连杆(33)和第二连杆(34)安装在支撑架(32)上，第一连杆(33)水平布置且第一端可横向移动地安装在支撑架(32)上，第二连杆(34)垂直布置其上端连接第一连杆(33)第二端且下端连接喷头(31)。
3.如权利要求2所述的具有产品检测功能的三维打印系统，其特征在于，第一连杆(33)和第二连杆(34)均为可伸缩结构。
4.如权利要求3所述的具有产品检测功能的三维打印系统，其特征在于，控制处理模块分别连接第一连杆(33)和第二连杆(34)并控制其运动。
5.如权利要求1所述的具有产品检测功能的三维打印系统，其特征在于，多个模型特征点包括模型图的最高点、最低点，工件特征点包括工件图的最高点、最低点。
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