CN106738907A - 三维物体制造设备及其成型缸装配方法 - Google Patents
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Abstract
一种三维物体制造设备及其成型缸装配方法，其中设备包括腔体、成型缸、提升机构和控制系统，所述腔体上且位于成型缸下方位置设有支撑机构，所述提升机构设置在支撑机构上，且提升机构的提升杆贯穿支撑机构并与成型缸底部相接，所述支撑机构上安装有导轨，成型缸底部设有与导轨相匹配的滑动件，控制系统在接收到成型缸安装指令时，将成型缸搁置于导轨上，并将成型缸向腔体推入直到成型缸到达第一极限位置停止，控制提升机构的提升杆上升，同时带动成型缸进行上升运动，直到成型缸上升到第二极限位置停止，以使成型缸完成安装，本发明三维物体制造设备及其成型缸装配方法不仅方便成型缸快速取出及安装，而且提高了设备的工作效率。
Description
技术领域
本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种三维物体制造设备及其成型缸装配方法。
背景技术
增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM）是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，由于其不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，因此应用范围非常广。选区激光熔化技术（Selective Laser Melting，简称SLM）是近年来发展迅速的增材制造技术之一，其以粉末材料为原料，采用激光对三维实体的截面进行逐层扫描完成原型制造，不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，应用范围广。选区激光熔化工艺的基本过程是：送粉装置将一定量粉末送至工作台面，铺粉装置将一层粉末材料平铺在活塞已成型零件的上表面，振镜控制激光器按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末的温度升至熔化点，粉末熔化烧结并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺粉装置又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个三维实体制造。
现有技术中，成型缸一般固定安装在设备内部的基板上，由于缸体不能与设备分离，当工件制造完成后，需要人工在设备内部清粉、取包，然而设备腔体空间有限，不便于人工操作，而且，由于设备只能在非制造时间取包，且取包需要占据一定时间，因此大大降低了设备的工作效率。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种方便成型缸快速取出及安装，而且提高了设备的三维物体制造设备及其成型缸装配方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种三维物体制造设备，包括腔体、成型缸、提升机构和控制系统，所述腔体上且位于成型缸下方位置设有支撑机构，所述提升机构设置在支撑机构上，且提升机构的提升杆贯穿支撑机构并与成型缸底部相接，所述支撑机构上安装有导轨，成型缸底部设有与导轨相匹配的滑动件，控制系统在接收到成型缸安装指令时，将成型缸搁置于导轨上，并将成型缸向腔体推入直到成型缸到达第一极限位置停止，控制提升机构的提升杆上升，同时带动成型缸进行上升运动，直到成型缸上升到第二极限位置停止，以使成型缸完成安装。
作为本发明的进一步优选方案，所述腔体上还设有可伸缩的插头，所述成型缸外壁上设有与插头相匹配的插孔，且当成型缸上升到第二极限位置时，控制系统控制插头伸出且插入插孔，以使成型缸通电。
作为本发明的进一步优选方案，所述控制系统还包括：
当接收到成型缸推出指令时，控制插头收缩并从插孔内拔出，以使成型缸和腔体分离，控制提升机构的提升杆下降，同时带动成型缸下降，直到成型缸下降到第三极限位置停止，以使成型缸的滑动件正好落入导轨内，进而将成型缸推出腔体。
作为本发明的进一步优选方案，所述腔体上还设有第一位置开关，第二位置开关和第三位置开关，第一位置开关用于检测成型缸是否运动到第一极限位置，第二位置开关用于检测成型缸是否上升到第二极限位置，第三位置开关用于检测成型缸是否下降到第三极限位置。
作为本发明的进一步优选方案，所述支撑机构包括设置在腔体两侧的两根横梁，所述导轨的数量也为两根，且分别平行设置在两根横梁上，以使成型缸通过底部的滑动件与导轨的配合实现被推入或推出腔体。
本发明还提供了一种三维物体制造设备的成型缸装配方法，包括：
当接收到成型缸安装指令时，将成型缸搁置于导轨上；
将成型缸向腔体推入直到成型缸到达第一极限位置停止；
控制提升机构的提升杆上升，同时带动成型缸进行上升运动，直到成型缸上升到第二极限位置停止；
控制插头伸出且插入插孔，以使成型缸完成安装。
作为本发明的进一步优选方案，所述方法还包括：
通过在腔体上设有可伸缩的插头，以及成型缸外壁上设有与插头相匹配的插孔，以使当成型缸上升到第二极限位置时，控制插头伸出且插入插孔，以实现成型缸通电。
作为本发明的进一步优选方案，所述方法还包括：
当接收到成型缸推出指令时；
控制系统控制插头收缩并从插孔内拔出，以使成型缸和腔体分离；
控制提升机构的提升杆下降，同时带动成型缸下降；
当成型缸下降到第三极限位置停止，以使成型缸的滑动件正好落入导轨内，进而实现
成型缸推出腔体。
作为本发明的进一步优选方案，所述方法还包括：
所述成型缸采用人工或动力装置被推入或推出腔体。
本发明的三维物体制造设备及其成型缸装配方法具有以下有益效果：
1、当工件制造完成时，可通过将成型缸推出腔体实现设备外端取包，清洁，节省设备工作腔空间，且操作方便；
2、可增加成型缸数量，使得一个或几个成型缸制造完后在外部冷却，而另一个成型缸正在制造工件，从而提高设备的工作效率；
3、设备自设导轨，容易与外部自动化对接，使工业生产线变得容易。
附图说明
图1为本发明三维物体制造设备提供的一实施例的成型缸安装前的主视图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为本发明三维物体制造设备提供的一实施例的成型缸安装前的左视图；
图4为本发明三维物体制造设备提供的一实施例的成型缸安装前的结构示意图；
图5为本发明三维物体制造设备提供的一实施例的成型缸安装完成的主视图；
图6为本发明三维物体制造设备的成型缸装配方法提供的一实施例的方法流程图；
图7为本发明三维物体制造设备的成型缸移出腔体的方法流程图。
图1-图5中部件标记如下：
1、腔体，2、成型缸，3、第二极限位置，4、第三极限位置，5、提升机构，6、横梁，7、导轨，8、导向轮，9、第一极限位置，10、插孔，11、插头，12、活塞板。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解并实现本发明的技术方案，以下将结合说明书附图和具体实施例做进一步详细说明。
如图1至图5所示，三维物体制造设备包括腔体1、成型缸2、提升机构5和控制系统，所述腔体1上且位于成型缸2下方位置设有支撑机构，所述提升机构5设置在支撑机构上，且提升机构5的提升杆贯穿支撑机构并与成型缸2底部相接，所述支撑机构上安装有导轨7，成型缸2底部设有与导轨7相匹配的滑动件，控制系统在接收到成型缸2安装指令时，将成型缸2搁置于导轨7上，并将成型缸2向腔体1推入直到成型缸2到达第一极限位置9停止，控制提升机构5的提升杆上升，同时带动成型缸2进行上升运动，直到成型缸2上升到第二极限位置3停止，以使成型缸2完成安装，这样便可开始工件制造工作。
所述腔体1上还设有可伸缩的插头11，所述成型缸2外壁上设有与插头11相匹配的插孔10，且当成型缸2上升到第二极限位置3时，控制系统控制插头11伸出且插入插孔10，以使成型缸2通电。在此需说明的是，此处仅描述了一种实现成型缸2通电的方式，但本发明不限于此种通电方式，在具体实施中，其可以采用感应通电等，在此不做一一例举。
具体实施中，所述控制系统还包括：
当接收到成型缸2推出指令时，控制插头11收缩并从插孔10内拔出，以使成型缸2和腔体1分离，控制提升机构5的提升杆下降，同时带动成型缸2下降，直到成型缸2下降到第三极限位置4停止，以使成型缸2的滑动件正好落入导轨7内，进而将成型缸2推出腔体1，以实现工件清粉、取包。
所述腔体1上还设有第一位置开关，第二位置开关和第三位置开关，第一位置开关用于检测成型缸2是否运动到第一极限位置9，第二位置开关用于检测成型缸2是否上升到第二极限位置3，第三位置开关用于检测成型缸2是否下降到第三极限位置4。如图1-图5所示，本实施例的第一极限位置9是指成型缸2工作状态在水平方向所处的位置，第二极限位置3是成型缸2工作状态在垂直方向所处的上极限位置，第三极限位置4是成型缸2在垂直方向所处的下极限位置（此时成型缸2下降到导轨7上）。
具体实施中，所述支撑机构包括设置在腔体1两侧的两根横梁6，所述导轨7的数量也为两根，且分别平行设置在两根横梁6上，以使成型缸2通过底部的滑动件与导轨7的配合实现被推入或推出腔体1。
具体实施中，所述滑动件可为导向轮8或滑块，用于与导轨7配合实现成型缸2的导向移动。
具体实施中，所述提升机构5可由提升杆、左右两根导向柱以及液压缸组成，且可在成型缸2底部设有三个凹槽，其分别与提升杆、左右两根导向柱相匹配，使得液压缸通过控制提升杆上升或下降进而带动成型缸2进行上升或下降运动，在此需说明的是，所述提升机构5还可以由电机、螺杆等组成，在此不做一一例举。
在此需说明的是，可采用人工或动力装置将成型缸2搁置于导轨7上，以及将成型缸2推入或推出腔体1，如为了进一步提高本发明设备的自动化程度，即可通过驱动装置将成型缸2推入腔体1用于安装并准备工件制造，而在工件制造完成后再通过驱动装置将其向导轨7一侧推出腔体1，同时驱动装置将另一准备好的成型缸2推入腔体1，以使当前成型缸2在被推出腔体1进行清粉、取包时，另一成型缸2可用于工件制造，从而使得整个过程均可采用自动化控制，这样不仅提高了设备工作效率，从而也大大提高了设备的自动化程度，当然，本发明还可适用于其它更智能地自动化操作，在此不做详细阐述。
在此需说明的是，为了更好地描述成型缸安装前以及安装后的不同状态，上述图1至图5分别阐述了不同状态示意图，如图1为本发明三维物体制造设备提供的一实施例的成型缸安装前的主视图；图2为图1的A-A剖视图；图3为本发明三维物体制造设备提供的一实施例的成型缸安装前的左视图；图4为本发明三维物体制造设备提供的一实施例的成型缸安装前的结构示意图；而图5为本发明三维物体制造设备提供的一实施例的成型缸安装完成的主视图。
在此需说明的是，本发明的三维物体制造设备主要保护的是可自动拆装的成型缸2，因此，对于三维物体包括的现有技术其它部件、如激光器、送粉装置、供粉装置，驱动活塞板12进行上升或下降运动的驱动机构等，在本专利中未做说明。另外，当本发明成型缸2完成上述安装并通电后，驱动机构便可在控制系统的控制下直接控制活塞板12进行上升或下降运动。
如图6所示，本发明还提供了一种三维物体制造设备的成型缸装配方法，该方法包括：
步骤61、当接收到成型缸安装指令时，将成型缸搁置于导轨上；
步骤62、将成型缸向腔体推入直到成型缸到达第一极限位置停止；
步骤63、控制提升机构的提升杆上升，同时带动成型缸进行上升运动，直到成型缸上升到第二极限位置停止；
步骤64、控制插头伸出且插入插孔，以使成型缸完成安装。
具体实施中，所述方法还包括：
通过在腔体上设有可伸缩的插头，以及成型缸外壁上设有与插头相匹配的插孔，以使当成型缸上升到第二极限位置时，控制插头伸出且插入插孔，以实现成型缸通电。
如图7所示，所述方法还包括：
步骤71、当接收到成型缸推出指令时；
步骤72、控制系统控制插头收缩并从插孔内拔出，以使成型缸和腔体分离；
步骤73、控制提升机构的提升杆下降，同时带动成型缸下降；
步骤74、当成型缸下降到第三极限位置停止，以使成型缸的滑动件正好落入导轨内，进而实现成型缸推出腔体。
具体实施中，所述方法还包括：
所述成型缸采用人工或动力装置被推入或推出腔体，例如为了进一步提高本发明设备的自动化程度，即通过驱动装置进行腔体推入腔体用于安装并准备工件制造，而在工件制造完后通过驱动装置将其向导轨一侧推出腔体，同时驱动装置将另一准备好的成型缸推入腔体，以使当前成型缸在被推出腔体进行清粉取包时，另一成型缸可准备工件制造，整个过程可均采用自动化控制，这样不仅提高了设备工作效率，从而也大大提高了设备的自动化程度，当然，本发明还可适用于其它更智能地自动化操作，在此不做详细阐述。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均应属于本发明的保护范围。应当指出，在不脱离本发明原理前提下的若干修改和修饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种三维物体制造设备，其特征在于，包括腔体、成型缸、提升机构和控制系统，所述腔体上且位于成型缸下方位置设有支撑机构，所述提升机构设置在支撑机构上，且提升机构的提升杆贯穿支撑机构并与成型缸底部相接，所述支撑机构上安装有导轨，成型缸底部设有与导轨相匹配的滑动件，控制系统在接收到成型缸安装指令时，将成型缸搁置于导轨上，并将成型缸向腔体推入直到成型缸到达第一极限位置停止，控制提升机构的提升杆上升，同时带动成型缸进行上升运动，直到成型缸上升到第二极限位置停止，以使成型缸完成安装。
2.根据权利要求1所述的三维物体制造设备，其特征在于，所述腔体上还设有可伸缩的插头，所述成型缸外壁上设有与插头相匹配的插孔，且当成型缸上升到第二极限位置时，控制系统控制插头伸出且插入插孔，以使成型缸通电。
3.根据权利要求2所述的三维物体制造设备，其特征在于，所述控制系统还包括：
当接收到成型缸推出指令时，控制插头收缩并从插孔内拔出，以使成型缸和腔体分离，控制提升机构的提升杆下降，同时带动成型缸下降，直到成型缸下降到第三极限位置停止，以使成型缸的滑动件正好落入导轨内，进而将成型缸推出腔体。
4.根据权利要求3所述的三维物体制造设备，其特征在于，所述腔体上还设有第一位置开关，第二位置开关和第三位置开关，第一位置开关用于检测成型缸是否运动到第一极限位置，第二位置开关用于检测成型缸是否上升到第二极限位置，第三位置开关用于检测成型缸是否下降到第三极限位置。
5.根据权利要求1至4任一项所述的三维物体制造设备，其特征在于，所述支撑机构包括设置在腔体两侧的两根横梁，所述导轨的数量也为两根，且分别平行设置在两根横梁上，以使成型缸通过底部的滑动件与导轨的配合实现被推入或推出腔体。
6.一种三维物体制造设备的成型缸装配方法，其特征在于，包括：
当接收到成型缸安装指令时，将成型缸搁置于导轨上；
将成型缸向腔体推入直到成型缸到达第一极限位置停止；
控制提升机构的提升杆上升，同时带动成型缸进行上升运动，直到成型缸上升到第二极限位置停止；
控制插头伸出且插入插孔，以使成型缸完成安装。
7.根据权利要求6所述的成型缸装配方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过在腔体上设有可伸缩的插头，以及成型缸外壁上设有与插头相匹配的插孔，以使当成型缸上升到第二极限位置时，控制插头伸出且插入插孔，以实现成型缸通电。
8.根据权利要求6或7所述的成型缸装配方法，其特征在于，所述方法还包括：
当接收到成型缸推出指令时；
控制系统控制插头收缩并从插孔内拔出，以使成型缸和腔体分离；
控制提升机构的提升杆下降，同时带动成型缸下降；
当成型缸下降到第三极限位置停止，以使成型缸的滑动件正好落入导轨内，进而将成型缸推出腔体。
9.根据权利要求8所述的成型缸装配方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述成型缸采用人工或动力装置被推入或推出腔体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: No. 181, Linyu Road, national high tech Industrial Development Zone, Changsha City, Hunan Province, 410205 Patentee after: Hunan Huashu High Tech Co.,Ltd. Address before: No. 181, Linyu Road, national high tech Industrial Development Zone, Changsha City, Hunan Province, 410205 Patentee before: HUNAN FARSOON HIGH-TECH Co.,Ltd. |
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