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一种适用于批量生产的高效自动化3d打印系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于批量生产的高效自动化3D打印系统，包括工作平台、设置在工作平台上方的打印机、抓取机构和推动机构，所述抓取机构设置在推动机构和打印机之间，所述推动机构与抓取机构传动连接，该适用于批量生产的高效自动化3D打印系统通过打印机中多个打印单元同步运行并利用调节打印喷头的角度实现打印操作以线为单元进行3D打印，进而加快了打印速度，提高了工作效率，不仅如此，通过抓取机构抓取打印成品，并利用推动机构使成品离开原先的打印区域，使打印机能够继续进行打印，从而实现了自动化批量生产，提高了工作效率。

Description

一种适用于批量生产的高效自动化3D打印系统
技术领域
本发明涉及3D打印领域，特别涉及一种适用于批量生产的高效自动化3D打印系统。
背景技术
3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品，通过逐层打印的方式来构造物体，将数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序，把产品一层层制造出来。
现有的3D打印机大都仅设有唯一的打印喷头，通过打印平头的移动实现由点到线、再由线到面的打印过程，因此，打印效率十分低下，同时当人们需要批量打印同一物品时，通常需要在完成单个物品打印后取走打印成品后3D打印机才能继续打印，这种方式不仅浪费人力资源，而且浪费时间，使需要打印数量较多的物品时效率更为低下。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种适用于批量生产的高效自动化3D打印系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于批量生产的高效自动化3D打印系统，包括工作平台、设置在工作平台上方的打印机、抓取机构和推动机构，所述抓取机构设置在推动机构和打印机之间，所述推动机构与抓取机构传动连接；
所述打印机包括打印装置和设置在打印装置两侧的升降单元，所述打印装置包括顶板、材料盘、平板、平面移动机构、加热装置、第一材料管和若干打印单元，所述材料盘设置在顶板的上方，所述加热装置固定在顶板的下方，所述材料盘通过第一材料管与加热装置连接，所述平板设置在加热装置的下方，所述升降单元与加热装置传动连接，所述平面移动机构设置在平板的下方且与打印单元传动连接；
所述打印单元包括第二驱动电机、驱动轮、打印喷头和第二材料管，所述第二驱动电机与驱动轮传动连接，所述打印喷头固定在驱动轮上，所述打印喷头通过第二材料管与加热装置连接；
所述抓取机构包括托板、设置在托板上的驱动单元、第三连杆和两个传动单元，所述驱动单元通过第三连杆与其中一个传动单元传动连接，所述驱动单元包括气泵、气缸和活塞，所述气泵和气缸均固定在托板上，所述气泵与气缸连通，所述活塞的一端设置在气缸内，所述活塞的另一端与第三连杆铰接，所述传动单元包括齿轮、夹杆和夹块，所述第三连杆与其中一个传动单元的齿轮固定连接，两个传动单元的齿轮相互啮合，所述夹杆固定在齿轮上，所述夹块固定在夹杆的一侧且靠近另外一个传动单元。
作为优选，为了实现逐层打印，所述升降单元包括第一驱动电机、第一驱动轴、滑块和缓冲块，所述第一驱动电机固定在工作平台且与第一驱动轴传动连接，所述缓冲块设置在第一驱动轴的顶端且与顶板固定连接，所述滑块套设在第一驱动轴上，所述第一驱动轴上设有外螺纹，所述滑块内设有内螺纹，所述第一驱动轴上的外螺纹与滑块内的内螺纹相匹配。
作为优选，为了实现抓取机构的移动，方便将打印成品带离打印区域，所述推动机构包括固定块、推动块和两个连接单元，所述两个连接单元设置在固定块的两侧，所述固定块固定在工作平台上，所述推动块与托板固定连接，所述连接单元包括第一连杆、第二连杆和线圈，所述固定块通过第一连杆与线圈铰接，所述线圈通过第二连杆与推动块铰接。
作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了精确控制打印喷头的角度，所述第二驱动电机为无刷直流电机。
作为优选，为了方便统一放置打印成品，所述工作平台上还设有导轨。
作为优选，为了增加导轨长度，从而提高导轨存放打印成品的容量，所述导轨与打印机连接处的形状为半圆形。
作为优选，为了使夹块在夹取当前打印成品后能够推动之前的打印成品在导轨内移动，所述夹块的水平截面的形状为I形。
作为优选，为了方便遥控操作打印机，所述打印机内设有蓝牙。
本发明的有益效果是，该适用于批量生产的高效自动化3D打印系统通过打印机中多个打作为优选，为了方便遥控操作打印机印单元同步运行并利用调节打印喷头的角度实现打印操作以线为单元进行3D打印，进而加快了打印速度，提高了工作效率，不仅如此，通过抓取机构抓取打印成品，并利用推动机构使成品离开原先的打印区域，使打印机能够继续进行打印，从而实现了自动化批量生产，提高了工作效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的适用于批量生产的高效自动化3D打印系统的结构示意图；
图2是本发明的适用于批量生产的高效自动化3D打印系统的电表柜的俯视图；
图3是本发明的适用于批量生产的高效自动化3D打印系统的打印单元的结构示意图；
图4是本发明的适用于批量生产的高效自动化3D打印系统的推动机构的结构示意图；
图5是本发明的适用于批量生产的高效自动化3D打印系统的抓取机构的结构示意图；
图中：1.工作平台，2.第一驱动电机，3.第一驱动轴，4.滑块，5.缓冲块，6.顶板，7.导轨，8.材料盘，9.平板，10.平面移动机构，11.打印单元，12.第一材料管，13.加热装置，14.打印机，15.抓取机构，16.推动机构，17.第二驱动电机，18.第二材料管，19.驱动轮，20.打印喷头，21.固定块，22.推动块，23.线圈，24.第一连杆，25.第二连杆，26.气泵，27.气缸，28.活塞，29.第三连杆，30.齿轮，31.夹杆，32.夹块，33.托板。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图5所示，一种适用于批量生产的高效自动化3D打印系统，包括工作平台1、设置在工作平台1上方的打印机14、抓取机构15和推动机构16，所述抓取机构15设置在推动机构16和打印机14之间，所述推动机构16与抓取机构15传动连接；
所述打印机14包括打印装置和设置在打印装置两侧的升降单元，所述打印装置包括顶板6、材料盘8、平板9、平面移动机构10、加热装置13、第一材料管12和若干打印单元11，所述材料盘8设置在顶板6的上方，所述加热装置13固定在顶板6的下方，所述材料盘8通过第一材料管12与加热装置13连接，所述平板9设置在加热装置13的下方，所述升降单元与加热装置13传动连接，所述平面移动机构10设置在平板9的下方且与打印单元11传动连接；
所述打印单元11包括第二驱动电机17、驱动轮19、打印喷头20和第二材料管18，所述第二驱动电机17与驱动轮19传动连接，所述打印喷头20固定在驱动轮19上，所述打印喷头20通过第二材料管18与加热装置13连接；
所述抓取机构15包括托板33、设置在托板33上的驱动单元、第三连杆29和两个传动单元，所述驱动单元通过第三连杆29与其中一个传动单元传动连接，所述驱动单元包括气泵26、气缸27和活塞28，所述气泵26和气缸27均固定在托板33上，所述气泵26与气缸27连通，所述活塞28的一端设置在气缸27内，所述活塞28的另一端与第三连杆29铰接，所述传动单元包括齿轮30、夹杆31和夹块32，所述第三连杆29与其中一个传动单元的齿轮30固定连接，两个传动单元的齿轮30相互啮合，所述夹杆31固定在齿轮30上，所述夹块32固定在夹杆31的一侧且靠近另外一个传动单元。
作为优选，为了实现逐层打印，所述升降单元包括第一驱动电机2、第一驱动轴3、滑块4和缓冲块5，所述第一驱动电机2固定在工作平台1且与第一驱动轴3传动连接，所述缓冲块5设置在第一驱动轴3的顶端且与顶板6固定连接，所述滑块4套设在第一驱动轴3上，所述第一驱动轴3上设有外螺纹，所述滑块4内设有内螺纹，所述第一驱动轴3上的外螺纹与滑块4内的内螺纹相匹配。
作为优选，为了实现抓取机构15的移动，方便将打印成品带离打印区域，所述推动机构16包括固定块21、推动块22和两个连接单元，所述两个连接单元设置在固定块21的两侧，所述固定块21固定在工作平台1上，所述推动块22与托板33固定连接，所述连接单元包括第一连杆24、第二连杆25和线圈23，所述固定块21通过第一连杆24与线圈23铰接，所述线圈23通过第二连杆25与推动块22铰接。
作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了精确控制打印喷头20的角度，所述第二驱动电机17为无刷直流电机。
作为优选，为了方便统一放置打印成品，所述工作平台1上还设有导轨7。
作为优选，为了增加导轨7长度，从而提高导轨7存放打印成品的容量，所述导轨7与打印机1连接处的形状为半圆形。
作为优选，为了使夹块32在夹取当前打印成品后能够推动之前的打印成品在导轨7内移动，所述夹块32的水平截面的形状为I形。
作为优选，为了方便遥控操作打印机14，从而提高导轨存放打印成品的容量，所述打印机14内设有蓝牙。
该3D打印系统运行时，由工作平台1上的打印机14执行3D打印操作，通过平板9上的若干打印单元11同时运行，并由第二驱动电机17控制驱动轮19的转动从而带动打印喷头20发生一定角度的转动，其中第二驱动电机17为无刷直流电机，能够精确控制打印喷头20的转动角度，通过多个打印喷头20同时打印并转动从而使打印运行时跳过点的打印并以线为单位进行打印操作，因而加快了打印速度，提高了打印效率，线打印完成时，通过平板9上平面移动机构10实现打印单元11的前后移动，进而实现单层的面打印，并通过升降单元中第一驱动电机2带动第一驱动轴3转动，调节滑块4的高度，进而实现平板9的高度变化，从而实现逐层打印。该适用于批量生产的高效自动化3D打印系统通过打印机14中多个打印单元11同步运行并利用调节打印喷头20的角度实现打印操作以线为单元进行3D打印，进而加快了打印速度，提高了工作效率。
当批量打印过程中单件物品打印完成时，通过抓取机构15中的气泵26增加气缸27中的气压，使活塞28移动，从而使其中一个传动单元中的齿轮30发生一定角度的转动，进而带动另一个传动单元中的齿轮30转动，齿轮30转动时，两个传动单元中的夹杆31分别以各自的齿轮30为圆心转动并相互靠近，带动夹块32靠近并夹住打印的成品，之后，给推进机构16中的两个线圈23通电，产生相互吸引的磁性，进而使第一连杆24和第二连杆25的夹角增大，从而使推动块22推动托板33向前移动，使夹块32进入到导轨7中，此后气泵26减小气缸27中的气压，使两个齿轮30以之前转向的反方向转动，使夹块32松开，其中夹块32采用水平I形截面的设计，能够使夹块32夹住打印成品后向前移动时推动之前的打印成品，由于夹块32将打印成品带离了原先的打印区域，因此打印机14能够继续进行打印，从而实现了自动化批量生产，提高了工作效率。该适用于批量生产的高效自动化3D打印系统通过抓取机构15抓取打印成品，并利用推动机构16使成品离开原先的打印区域，使打印机14能够继续进行打印，从而实现了自动化批量生产，提高了工作效率。
与现有技术相比，该适用于批量生产的高效自动化3D打印系统通过打印机14中多个打印单元11同步运行并利用调节打印喷头20的角度实现打印操作以线为单元进行3D打印，进而加快了打印速度，提高了工作效率，不仅如此，通过抓取机构15抓取打印成品，并利用推动机构16使成品离开原先的打印区域，使打印机14能够继续进行打印，从而实现了自动化批量生产，提高了工作效率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种适用于批量生产的高效自动化3D打印系统，其特征在于，包括工作平台(1)、设置在工作平台(1)上方的打印机(14)、抓取机构(15)和推动机构(16)，所述抓取机构(15)设置在推动机构(16)和打印机(14)之间，所述推动机构(16)与抓取机构(15)传动连接；
所述打印机(14)包括打印装置和设置在打印装置两侧的升降单元，所述打印装置包括顶板(6)、材料盘(8)、平板(9)、平面移动机构(10)、加热装置(13)、第一材料管(12)和若干打印单元(11)，所述材料盘(8)设置在顶板(6)的上方，所述加热装置(13)固定在顶板(6)的下方，所述材料盘(8)通过第一材料管(12)与加热装置(13)连接，所述平板(9)设置在加热装置(13)的下方，所述升降单元与加热装置(13)传动连接，所述平面移动机构(10)设置在平板(9)的下方且与打印单元(11)传动连接；
所述打印单元(11)包括第二驱动电机(17)、驱动轮(19)、打印喷头(20)和第二材料管(18)，所述第二驱动电机(17)与驱动轮(19)传动连接，所述打印喷头(20)固定在驱动轮(19)上，所述打印喷头(20)通过第二材料管(18)与加热装置(13)连接；
所述抓取机构(15)包括托板(33)、设置在托板(33)上的驱动单元、第三连杆(29)和两个传动单元，所述驱动单元通过第三连杆(29)与其中一个传动单元传动连接，所述驱动单元包括气泵(26)、气缸(27)和活塞(28)，所述气泵(26)和气缸(27)均固定在托板(33)上，所述气泵(26)与气缸(27)连通，所述活塞(28)的一端设置在气缸(27)内，所述活塞(28)的另一端与第三连杆(29)铰接，所述传动单元包括齿轮(30)、夹杆(31)和夹块(32)，所述第三连杆(29)与其中一个传动单元的齿轮(30)固定连接，两个传动单元的齿轮(30)相互啮合，所述夹杆(31)固定在齿轮(30)上，所述夹块(32)固定在夹杆(31)的一侧且靠近另外一个传动单元。
2.如权利要求1所述的适用于批量生产的高效自动化3D打印系统，其特征在于，所述升降单元包括第一驱动电机(2)、第一驱动轴(3)、滑块(4)和缓冲块(5)，所述第一驱动电机(2)固定在工作平台(1)且与第一驱动轴(3)传动连接，所述缓冲块(5)设置在第一驱动轴(3)的顶端且与顶板(6)固定连接，所述滑块(4)套设在第一驱动轴(3)上，所述第一驱动轴(3)上设有外螺纹，所述滑块(4)内设有内螺纹，所述第一驱动轴(3)上的外螺纹与滑块(4)内的内螺纹相匹配。
3.如权利要求1所述的适用于批量生产的高效自动化3D打印系统，其特征在于，所述推动机构(16)包括固定块(21)、推动块(22)和两个连接单元，所述两个连接单元设置在固定块(21)的两侧，所述固定块(21)固定在工作平台(1)上，所述推动块(22)与托板(33)固定连接，所述连接单元包括第一连杆(24)、第二连杆(25)和线圈(23)，所述固定块(21)通过第一连杆(24)与线圈(23)铰接，所述线圈(23)通过第二连杆(25)与推动块(22)铰接。
4.如权利要求3所述的适用于批量生产的高效自动化3D打印系统，其特征在于，所述第二驱动电机(17)为无刷直流电机。
5.如权利要求1所述的适用于批量生产的高效自动化3D打印系统，其特征在于，所述工作平台(1)上还设有导轨(7)。
6.如权利要求5所述的适用于批量生产的高效自动化3D打印系统，其特征在于，所述导轨(7)与打印机(1)连接处的形状为半圆形。
7.如权利要求1所述的适用于批量生产的高效自动化3D打印系统，其特征在于，所述夹块(32)的水平截面的形状为I形。
8.如权利要求1所述的适用于批量生产的高效自动化3D打印系统，其特征在于，所述打印机(14)内设有蓝牙。
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