CN104842559A

CN104842559A - 一种喷头自动调距3d打印机

Info

Publication number: CN104842559A
Application number: CN201510224231.5A
Authority: CN
Inventors: 韦江华; 林川; 王江南; 彭鑫; 韦媚凤; 杨康玲; 陶冶; 曹以隽; 林聪�; 吕晓峰
Original assignee: Guangxi University of Science and Technology
Current assignee: Guangxi University of Science and Technology
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2015-08-19

Abstract

本发明提供了一种喷头自动调距3D打印机，包括喷头、喷头移动支架、热床，所述喷头安装于喷头移动支架上，能够在喷头移动支架的驱动下在竖直及水平方向上移动；所述喷头旁边安装有测距传感器，通过测距传感器测定喷头与热床之间的距离，到达预定距离时，控制喷头移动支架停止喷头在竖直方向上的运动。该3D打印机能够实现自动测距并调整到要求的打印距离，实现准确、快速、高精度的喷头距离调控，从而提高3D打印产品的质量和效果。

Description

一种喷头自动调距3D打印机

技术领域

本发明涉及3D打印机技术领域，具体涉及一种一种喷头自动调距3D打印机。

背景技术

3D打印已经成为一种潮流，并开始广泛应用在设计领域，尤其是工业设计、数码产品开模、汽车、航空航天等，可以在数小时内完成一个模具的打印，节约了很多产品到市场的开发时间。现有3D打印机的喷头与热床距离控制是通过触发开关来实现。触发开关分别被安装在打印机x、y、z三个轴的末端位置，打印开始喷头运动要原点位置，当喷头向下运动碰到y轴的触发开关，喷头停止运动，该位置即为喷头的初始位置，而此时喷头与热床的距离就是之后打印时的打印距离。

3D打印机喷头与热床的打印距离要求在一个微小并且精确的范围内，只有这样才能保证底层的打印与热床贴近，后续的打印才得以成功进行。喷头与热床距离太近会导致料无法挤出甚至会刮伤喷头，距离太远又会导致料无法很好的沾粘在热床上。但是，现有技术通过触发开关调控距离的方法非常不精确而且调控起来操作非常繁琐和费时，如果通过手动组装打印机，就只能慢慢调试来找到喷头与热床的最佳来最终固定触发开关的位置，这将会造成精度损失，以及时间和精力上的浪费。

因此，如何克服现有技术喷头距离调控存在的精度不佳、操作繁琐的问题，从而提高3D打印产品的质量和效果，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种喷头自动调距3D打印机，该3D打印机能够实现自动测距并调整到要求的打印距离，实现准确、快速、高精度的喷头距离调控，从而提高3D打印产品的质量和效果，为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种喷头自动调距3D打印机，包括喷头、喷头移动支架、热床，所述喷头安装于喷头移动支架上，能够在喷头移动支架的驱动下在竖直及水平方向上移动；所述喷头旁边安装有测距传感器，通过测距传感器测定喷头与热床之间的距离，到达预定距离时，控制喷头移动支架停止喷头在竖直方向上的运动。

优选地，在上述的喷头自动调距3D打印机中，还包括底座和工作台，所述工作台安装于底座之上，所述热床安装于工作台之上。

优选地，在上述的喷头自动调距3D打印机中，还包括调平机构，所述调平机构包括驱动机构和升降杆，所述驱动机构呈多边形分布，安装于底座上，其上安装升降杆，所述升降杆上安装工作台；在调平机构的作用下，调节工作台保持水平。

优选地，在上述的喷头自动调距3D打印机中，所述驱动机构为电机，所述升降杆为螺杆，所述电机通过与其连动的螺纹套管与螺杆连接，电机转动时驱动螺纹套管转动，实现升降调节。

优选地，在上述的喷头自动调距3D打印机中，所述喷头设有连接架，所述测距传感器通过连接架与喷头固定。

优选地，在上述的喷头自动调距3D打印机中，所述热床或工作台上设有多边形顶点分布的校准点。

优选地，在上述的喷头自动调距3D打印机中，所述校准点为四个，分别设置在工作台的四个顶点上。

优选地，在上述的喷头自动调距3D打印机中，所述工作台的四个顶点设有调平机构，能够调节校准点形成的校准面的水平。

优选地，在上述的喷头自动调距3D打印机中，所述测距传感器为红外测距传感器或激光测距传感器。

优选地，在上述的喷头自动调距3D打印机中，还包括Z轴电机，所述Z轴电机通过控制喷头移动支架带动喷头在竖直方向上的运动。

本发明提供的喷头自动调距3D打印机，通过接收测距传感器传递的距离数据，以所测距离是否达到设定值来控制喷头的距离，实现自动测距并调整到要求的打印距离，实现准确、快速、高精度的喷头距离调控，从而提高3D打印产品的质量和效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明喷头自动调距3D打印机的结构示意图；

图2是本发明喷头自动调距3D打印机的俯视图；

图3是本发明调平机构的结构示意图；

图4是本发明调平机构的立体结构示意图。

图1-4的序号和各部分结构及名称如下：

1、喷头；2、喷头移动支架；3、热床；4、测距传感器；5、底座；6、工作台；7、调平机构；8、驱动机构；9、升降杆；10、电机；11、螺杆；12、螺纹套管；13、连接架；14、校准点；15、Z轴电机。

具体实施方式

本发明公开了一种喷头自动调距3D打印机，该3D打印机能够实现自动测距并调整到要求的打印距离，实现准确、快速、高精度的喷头距离调控，从而提高3D打印产品的质量和效果。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种喷头自动调距3D打印机，包括喷头1、喷头移动支架2、热床3，其特征在于：所述喷头1安装于喷头移动支架2上，能够在喷头移动支架2的驱动下在竖直及水平方向上移动；所述喷头1旁边安装有测距传感器4，通过测距传感器4测定喷头1与热床3之间的距离，到达预定距离时，控制喷头移动支架2停止喷头1在竖直方向上的运动。

本发明实施例提供的喷头自动调距3D打印机使用时，测距传感器4的信号发射器发射出一束信号光，在照射到热床3的测距目标后形成一个反射的过程，反射到测距传感器4的信号接收器后接收信号，然后利用CCD图像处理器处理信号发射与接收的时间差的数据，经信号处理器处理后计算出喷头1与测距目标的距离。通过数据接收，将测距传感器4测到的实时距离数据和控制代码相结合，当测到的距离达到固定值时便停止喷头移动支架2运动，准确定位打印机的喷头1位置。通过源程序的调试和修改，使得该停止的位置就是打印机打印的初始位置。

从上述技术方案可以看出，如图1-4所示，本发明实施例提供的喷头自动调距3D打印机通过接收测距传感器4传递的距离数据，以所测距离是否达到设定值来控制喷头1的距离，实现自动测距并调整到要求的打印距离，实现准确、快速、高精度的喷头1距离调控，从而提高3D打印产品的质量和效果。

进一步地，如图3-4所示，在本发明实施例提供的喷头自动调距3D打印机中，还包括底座5和工作台6，所述工作台6安装于底座5之上，所述热床3安装于工作台6之上。所述热床3和工作台6上用于布置测距目标。

进一步地，如图3-4所示，在本发明实施例提供的喷头自动调距3D打印机中，还包括调平机构7，所述调平机构7包括驱动机构8和升降杆9，所述驱动机构8呈多边形分布，安装于底座5上，其上安装升降杆9，所述升降杆9上安装工作台6；在调平机构7的作用下，调节工作台6保持水平。

由于打印环境或者机器自身的问题，工作台6与喷头1存在不平行的问题，在每次打印前，喷头1进行各测距目标的测距后，比较距离是否一致，如若不平，可以通过调平机构7对3D打印机的工作台6和喷头1之间的距离进行调节以保证工作台6与喷头1是否绝对平行，避免打印误差太大而造成的效果不佳。由3D打印机的测距传感器4测量打印机的喷头1与工作台6之间的距离，当测距传感器4测量到打印机的喷头1与工作台6不平行时，调平机构7的驱动机构8带动升降杆9上下移动，从而调节工作台6和喷头1之间的距离，以实现3D打印机的自动调平。通过调平机构7调节工作台6的上下移动，从而快速、精确地进行调平，使工作台6保持水平，提高3D打印产品的质量和效果；同时，由调平机构7调节通过驱动机构8控制升降杆9，能够确保每个调平机构7调节的力度相同，进一步提高调平精度，提高3D打印产品的质量和效果。

进一步地，如图3-4所示，在本发明实施例提供的喷头自动调距3D打印机中，所述驱动机构8为电机10，所述升降杆9为螺杆11，所述电机10通过与其连动的螺纹套管12与螺杆11连接，电机10转动时驱动螺纹套管12转动，实现升降调节。当3D打印机的测距传感器4测量到打印机的喷头1与工作台6不平行时，电机10带动螺纹套管12转动，螺纹套管12与螺杆11连接从而螺杆11与螺纹套管12连动，螺杆11在电机10的旋转作用下在螺纹套管12内上下移动，实现工作台6的上升与下降，从而调节底工作台6与喷头1之间的距离，以实现3D打印机的自动调平。

进一步地，如图1-2所示，在本发明实施例提供的喷头自动调距3D打印机中，所述喷头1设有连接架13，所述测距传感器4通过连接架13与喷头1固定。连接架13用于将测距传感器4固定于喷头1，以确保测距传感器4与喷头1的准确定位。

进一步地，如图2所示，在本发明实施例提供的喷头自动调距3D打印机中，所述热床3或工作台6上设有多边形顶点分布的校准点14。多个校准点14能够增加测量数据的组数，计算比较得出的距离数据更加精确。

进一步地，如图2所示，在本发明实施例提供的喷头自动调距3D打印机中，所述校准点14为四个，分别设置在工作台6的四个顶点上。四个校准点14能够增加测量数据的组数，并能均匀获得校准数据，计算比较得出的距离数据更加精确。

进一步地，如图3-4所示，在本发明实施例提供的喷头自动调距3D打印机中，所述工作台6的四个顶点设有调平机构7，能够调节校准点14形成的校准面的水平。针对多个校准点14设置相应的调平机构，能够更好地进行调平，确保喷头1与工作台6保持平行，以提高打印效果。

进一步地，如图1-2所示，在本发明实施例提供的喷头自动调距3D打印机中，所述测距传感器4为红外测距传感器或激光测距传感器。所述红外测距传感器包括用于信号发射的红外信号发射器，以及信号接收的红外信号接收器；所述红外测距传感器包括用于信号发射的红外信号发射器，以及信号接收的红外信号接收器。

更进一步地，如图1-2所示，在本发明实施例提供的喷头自动调距3D打印机中，还包括Z轴电机15，所述Z轴电机15通过控制喷头移动支架2带动喷头1在竖直方向上的运动。测距传感器4测定喷头1与热床3之间的距离，当到达预定距离时，Z轴电机15控制喷头移动支架2停止喷头1在竖直方向上的运动。

Claims

1.一种喷头自动调距3D打印机，包括喷头（1）、喷头移动支架（2）、热床（3），其特征在于：所述喷头（1）安装于喷头移动支架（2）上，能够在喷头移动支架（2）的驱动下在竖直及水平方向上移动；所述喷头（1）旁边安装有测距传感器（4），通过测距传感器（4）测定喷头（1）与热床（3）之间的距离，到达预定距离时，控制喷头移动支架（2）停止喷头（1）在竖直方向上的运动。

2.如权利要求1所述的喷头自动调距3D打印机，其特征在于：还包括底座（5）和工作台（6），所述工作台（6）安装于底座（5）之上，所述热床（3）安装于工作台（6）之上。

3.如权利要求2所述的喷头自动调距3D打印机，其特征在于：还包括调平机构（7），所述调平机构（7）包括驱动机构（8）和升降杆（9），所述驱动机构（8）呈多边形分布，安装于底座（5）上，其上安装升降杆（9），所述升降杆（9）上安装工作台（6）；在调平机构（7）的作用下，调节工作台（6）保持水平。

4.如权利要求3所述的喷头自动调距3D打印机，其特征在于：所述驱动机构（8）为电机（10），所述升降杆（9）为螺杆（11），所述电机（10）通过与其连动的螺纹套管（12）与螺杆（11）连接，电机（10）转动时驱动螺纹套管（12）转动，实现升降调节。

5.根据权利要求1所述的喷头自动调距3D打印机，其特征在于：所述喷头（1）设有连接架（13），所述测距传感器（4）通过连接架（13）与喷头（1）固定。

6.根据权利要求1或2所述的喷头自动调距3D打印机，其特征在于：所述热床（3）或工作台（6）上设有多边形顶点分布的校准点（14）。

7.根据权利要求6所述的喷头自动调距3D打印机，其特征在于：所述校准点（14）为四个，分别设置在工作台（6）的四个顶点上。

8.根据权利要求7所述的3D打印机工作台较平调节装置，其特征在于：所述工作台（6）的四个顶点设有调平机构（7），能够调节校准点（14）形成的校准面的水平。

9.根据权利要求1所述的喷头自动调距3D打印机，其特征在于：所述测距传感器（4）为红外测距传感器或激光测距传感器。

10.根据权利要求1所述的喷头自动调距3D打印机，其特征在于：还包括Z轴电机（15），所述Z轴电机（15）通过控制喷头移动支架（2）带动喷头（1）在竖直方向上的运动。