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