CN105312506A - 一种自动夹取3d打印砂芯的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动夹取3D打印砂芯的装置，包括Y轴导轨、X轴导轨、顶座、Z轴、基座、J1轴、J2轴、J3轴、J4轴、J5轴和夹具；X轴导轨垂直设置在两条平行的X轴导轨之上；X轴导轨上设置有两个顶座；顶座中间垂直设置有Z轴辊；Z轴辊下端固定设置有基座；基座下端设置有悬挂式六轴机器人；机器人包括J1轴、J2轴、J3轴、J4轴和J5轴；J1轴一侧与基座固定连接；J1轴、J2轴、J3轴、J4轴和J5轴两两间通过轴向旋转连接；J5轴上固定设置有夹具；夹具与待夹工件的夹取孔相配合。本发明的有益效果是：对尺寸、形状的砂芯进行自动抓取，为砂芯的后续自动化进程创造了前提；解决了当前3D打印行业中采用人工难的问题；提高了生产效率。

Description

一种自动夹取3D打印砂芯的装置

技术领域

本发明涉及一种应用于抓取3D打印出的各种形状、尺寸的砂芯，具体的涉及一种自动夹取3D打印砂芯的装置，属于机械自动化加工类领域。

背景技术

3D打印技术是一种以数字三维模型为基础，运用粉末状可粘合材料，通过逐层打印层叠的方式来构造物体的技术，所以3D打印几乎可以制造出任意可以想象的形状结构。但是，目前3D打印速度较慢、成本较高，所以多用于制造一些精度高、结构复杂、小批量、高附加值的产品。因此3D打印的砂芯具有种类繁多、形状各异、尺寸重量差异大，且砂芯摆放位置不确定等特点，这给自动化生产线的设计流造成了非常大的困难。目前世界上大多的3D打印砂芯，都是由人工进行取出，后续再处理，不仅消耗大量的人力成本，效率低下，而且还无法有效控制砂芯的质量。

为此，如何提供一种自动夹取3D打印砂芯的装置，解决以上难题，是本发明研究的目的所在。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种自动夹取3D打印砂芯的装置，可以对几乎所有尺寸、形状的砂芯进行自动抓取，为砂芯的后续自动化进程创造了前提，解放了人力，对整个3D打印产业的自动化进程具有重大的意义。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种自动夹取3D打印砂芯的装置，包括Y轴导轨、X轴导轨、顶座、Z轴、基座、J1轴、J2轴、J3轴、J4轴、J5轴和夹具；

所述的X轴导轨垂直设置在两条平行的Y轴导轨之上，并能沿着Y轴导轨方向移动；所述的X轴导轨上设置有两个顶座，并能沿X轴导轨方向移动；所述的顶座中部垂直设置有Z轴辊，并能沿着Z轴方向上下移动；所述的Z轴辊下端固定设置有基座；

所述的基座下端设置有悬挂式六轴机器人；所述的悬挂式六轴机器人包括J1轴、J2轴、J3轴、J4轴和J5轴，上述每个轴都能够旋转；所述的J1轴与基座固定连接，并能沿着Z轴辊360度旋转

；所述的J1轴、J2轴、J3轴、J4轴和J5轴两两间通过轴向旋转连接；所述的J2轴、J3轴和J4轴能沿X轴轴向360度旋转；所述的J5轴能沿Y轴轴向360度旋转；所述的J5轴上固定设置有夹具；所述的夹具与待夹工件的夹取孔相配合。

进一步的，所述X轴导轨的中部具有贯通槽，顶座卡设在槽的上方，Z轴辊穿过所述贯通槽向下延伸。

进一步的，所述的两个顶座之间不相撞。

进一步的，所述的J1轴、J2轴、J3轴、J4轴和J5轴通过电机驱动旋转。

进一步的，所述夹具包括平板部，在平板部上端面设有两个突出部，该突出部与砂芯的夹取孔相匹配，并能深入到夹取孔中，平板部下端面设有安装座，该安装座与J5轴固定连接。

本发明的有益效果是：对尺寸、形状的砂芯进行自动抓取，为砂芯的后续自动化进程创造了前提；解决了当前3D打印行业中采用人工难的问题；提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的装置示意图。

图2为本发明装置的夹具安装结构图。

其中：工作台1、砂芯2、抓取孔3、Y轴导轨4、X轴导轨5、顶座6、Z轴辊7、基座8、J1轴9、J2轴10、J3轴11、J4轴12、J5轴13、夹具14。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

下面结合附图1-2对本发明做进一步分析。

如图1所示，本发明所述自动夹取3D打印砂芯的装置，包括Y轴导轨、X轴导轨、顶座、Z轴、基座、J1轴、J2轴、J3轴、J4轴、J5轴和夹具；所述的X轴导轨垂直设置在两条平行的Y轴导轨之上，并能沿着Y轴导轨方向移动；所述的X轴导轨上设置有两个顶座，并能沿X轴导轨方向移动；所述的顶座中部垂直设置有Z轴辊，并能沿着Z轴方向上下移动；所述的Z轴辊下端固定设置有基座；

所述的基座下端设置有悬挂式六轴机器人；所述的悬挂式六轴机器人包括J1轴、J2轴、J3轴、J4轴和J5轴，上述每个轴都能够旋转；所述的J1轴与基座固定连接，并能沿着Z轴辊360度旋转

；所述的J1轴、J2轴、J3轴、J4轴和J5轴两两间通过轴向旋转连接；所述的J2轴、J3轴和J4轴能沿X轴轴向360度旋转；所述的J5轴能沿Y轴轴向360度旋转；所述的J5轴上固定设置有夹具；所述的夹具与待夹工件的夹取孔相配合。

具体的，砂芯2位于工作台1上，抓取孔3位于砂芯2两侧的中间，Y轴导轨4是两条直线导轨，X轴导轨5是一条垂直位于Y轴导轨4之上的导轨，电机驱动下可以沿着Y轴导轨4方向移动；两个顶座6位于X轴导轨4上，顶座6可以在X轴5方向上移动，两个顶座6之间不会发生碰撞；两个Z轴辊7分别位于顶座6中间，可以进行上下移动；基座8固定在Z轴7下端；基座8下则是一个悬挂式六轴机器人；机器人包括J1轴9、J2轴10、J3轴11、J4轴12和J5轴13，每个轴都可以在电机驱动下进行旋转,J1轴、J2轴、J3轴、J4轴和J5轴两两间通过轴向旋转连接；J1轴9可以360度沿着Z轴辊7旋转。

如图2所述，J5轴13上固定一个夹具14，J5轴13可以沿着夹具14安装方向进行360度旋转；所述夹具包括平板部，在平板部上端面设有两个突出部，该突出部与砂芯的夹取孔相匹配，并能深入到夹取孔中，平板部下端面设有安装座，该安装座与J5轴固定连接，通过夹具4与砂芯2中间两侧的夹取孔3对接配合，则可以对砂芯2进行夹取。

本发明的工作过程包含以下两个部分：

第一，前提工作：①3D打印砂芯设计：由于3D打印砂芯重量繁多、形状各异、尺寸重量差异大，给机器人的设计造成了很大的困难。为了实现对所有砂芯的抓取，在设计3D打印砂芯时，应当按照标准夹具14形状设计一对夹取孔3，方便机器人的抓取。②空间位置识别：由于3D打印砂芯重量繁多、形状各异，这给砂芯识别、夹持孔识别造成很大的困难。所以需要将各个砂芯的形状、坐标，加持孔形状、坐标等告知打印系统（3D打印砂芯的三维形状、坐标本身就在3D打印机内，只需要将3D打印的信息共享给机器人即可）。打印结束后，机器人系统获取当前工作台上砂芯形状、夹取孔的位置坐标，方可实现自动抓取。

第二：自动抓取工作：机器人系统获取砂芯2在工作台1上的位置，并获取夹取孔3的坐标；根据坐标，打印系统计算各个轴的动作；X轴导轨5、顶座6、Z轴辊7、基座8、J1轴9、J2轴10、J3轴11、J4轴12、J5轴13各自按照程序执行相应的移动、旋转动作，通过两个夹具14的配合，将砂芯2夹取。

本发明装置可以对几乎所有尺寸、形状的砂芯进行自动抓取，为砂芯的后续自动化进程创造了前提；有效解决了当前3D打印行业中，除开打印本身外，后续工序几乎全采用人工难题，大大提高了生产效率，对砂芯的质量控制也得到有效改善，对整个3D打印产业的自动化进程推进具有重大的意义。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (5)

1.一种自动夹取3D打印砂芯的装置，其特征在于：包括Y轴导轨、X轴导轨、顶座、Z轴、基座、J1轴、J2轴、J3轴、J4轴、J5轴和夹具；所述的X轴导轨垂直设置在两条平行的Y轴导轨之上，并能沿着Y轴导轨方向移动；所述的X轴导轨上设置有两个顶座，并能沿X轴导轨方向移动；所述的顶座中部垂直设置有Z轴辊，并能沿着Z轴方向上下移动；所述的Z轴辊下端固定设置有基座；所述的基座下端设置有悬挂式六轴机器人；所述的悬挂式六轴机器人包括J1轴、J2轴、J3轴、J4轴和J5轴，上述每个轴都能够旋转；所述的J1轴与基座固定连接，并能沿着Z轴辊360度旋转；所述的J1轴、J2轴、J3轴、J4轴和J5轴两两间通过轴向旋转连接；所述的J2轴、J3轴和J4轴能沿X轴轴向360度旋转；所述的J5轴能沿Y轴轴向360度旋转；所述的J5轴上固定设置有夹具；所述的夹具与待夹工件的夹取孔相配合。

2.根据权利要求1所述的一种自动夹取3D打印砂芯的装置，其特征在于：所述X轴导轨的中部具有贯通槽，顶座卡设在槽的上方，Z轴辊穿过所述贯通槽向下延伸。

3.根据权利要求1所述的一种自动夹取3D打印砂芯的装置，其特征在于：所述的两个顶座之间不相撞。

4.根据权利要求1所述的一种自动夹取3D打印砂芯的装置，其特征在于：所述的J1轴、J2轴、J3轴、J4轴和J5轴通过电机驱动旋转。

5.进一步的，所述夹具包括平板部，在平板部上端面设有两个突出部，该突出部与砂芯的夹取孔相匹配，并能深入到夹取孔中，平板部下端面设有安装座，该安装座与J5轴固定连接。