CN107877863A

CN107877863A - 一种智能3d打印系统

Info

Publication number: CN107877863A
Application number: CN201711326915.1A
Authority: CN
Inventors: 傅建中; 张树盛; 徐冠华; 姜建彪; 徐月同
Original assignee: SUZHOU ZIJINGANG INTELLIGENT MANUFACTURING EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: SUZHOU ZIJINGANG INTELLIGENT MANUFACTURING EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2018-04-06

Abstract

本发明公开了一种智能3D打印系统，包括控制系统、机器人上下料系统、3D打印设备及附件、工件对接平台、立体仓库系统、人工操作台和成品货架，可实现3D打印的云端下单、自动打印、机器人智能仓储等功能。本发明将3D打印技术与机器人智能仓储技术以及互联网云制造技术结合，不仅能实现3D打印设备的自动上下料及自动加工，而且也能实现设备的联网制造，用户通过云端即可下单生产，大大提高了3D打印制造设备的资源共享程度，实现3D打印共享生产与经济模式。

Description

一种智能3D打印系统

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，尤其涉及一种智能3D打印系统。

背景技术

3D打印是一种快速成型增材制造技术，是一种通过材料逐层添加堆积实现构件无模成形的数字化制造技术。3D打印技术已在各行各业中得到广泛应用，人们对于3D打印服务需求不断增加。但目前3D打印资源有限，设备共享程度低，制约着3D打印技术的推广和发展。因此，如何实现信息化、网络化制造，实现3D打印资源高度共享，是当今急需解决的瓶颈问题。

熔融沉积成型工艺（Fused Deposition Modeling，FDM）是目前应用最为广泛的3D打印制造工艺之一。其加工原理是先将待加工的3D模型分层，生成每一层的预定路径，然后喷头将丝材加热至熔融状态并挤出，最后喷头按照生成的预定路径移动，完成每一层的成形制造，最终生成待加工的产品。在实际制造过程中，操作人员需先将STL的三维模型导入3D打印软件，然后调节依据模型特征3D打印参数，最后生成3D打印程序。3D打印机依据生成的程序进行制造。打印完成后，操作人员需将底板上粘连的模型取下，去除模型表面支撑及毛刺。

可见，3D打印制造过程存在着以下局限性：1）制造资源共享程度低。目前，3D打印资源有限，多数设置在研究院校、制造企业等，且利用率低，普通大众很难获得3D打印资源。2）自动化程度低。3D打印工序复杂，很难实现自动化连续加工作业，一般一个3D打印实验室得配备至少一名操作人员专门负责模型的输入、模型与底板的分离、模型的后处理等工序。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种智能3D打印系统，能够通过机器人以及立体仓库完成连续的3D打印及上架，大量的节省了人力物力。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种智能3D打印系统，包括控制系统、机器人上下料装置、工件对接平台、仓储装置以及若干台3D打印机；所述机器人上下料装置包括送料机器人以及移动滑轨，送料机器人设置在移动滑轨上，3D打印机设置在移动滑轨的两侧，在每台3D打印机的侧面设有送丝盘，在送料机器人的机械臂上设有抓具；

所述仓储装置设置在移动滑轨的一端，包括两套立体仓库以及一台堆垛机；两套立体仓库相互平行设置，堆垛机设置在两套立体仓库之间；

所述工件对接平台包括内侧出入库平台、中间出入库平台、外侧出入库平台以及定位装置；内侧出入库平台、中间出入库平台以及外侧出入库平台设置在立体仓库靠近移动滑轨的一侧，中间出入库平台设置在外侧出入库平台与内侧出入库平台之间，定位装置设置在中间出入库平台的一侧。

所述3D打印机的底座上方装有电磁铁。

在抓具上设置有多个吸盘。

所述的控制系统包括系统控制器、机器人控制柜和工作台，系统控制器用于接收来自云端的3D打印订单信息并将订单发送给空闲的3D打印机，同时还控制送料机器人、3D打印机、立体仓库、堆垛机以及定位装置有序的工作。

系统控制器可以控制送料机器人上下料。

抓具上还设有用于检测底板的传感器。

工作的时候：

首先，用户在云端下单，导入STL格式的三维模型文件，并输入相应的打印参数；

接下来，系统控制器在线接收到来自云端的3D打印订单信息后将其发送给空闲的3D打印机进行打印。

当3D打印机打印结束后，送料机器人移动到对应3D打印机处，用其机械臂上的抓具抓取3D打印机内的载有打印件的底板；此时3D打印机底座上的电磁铁断电，与底板分离。

之后，送料机器人将载有打印件的底板运送到内侧出入库平台上，堆垛机将内侧出入库平台上载有打印件的底板存放至立体仓库里。

再接下来，堆垛机将立体仓库里的空底板运送至中间出入库平台上，送料机器人抓取中间出入库平台上的空底板，将空底板运送至定位装置上；定位装置上的定位机构对底板进行定位。

送料机器人抓取定位装置上的底板，将底板运送到没有底板的3D打印机上；此时3D打印机底盘上的电磁铁通电，底盘与底板连接。

安装了空底板后，3D打印机开始下一次打印工序。

最后，含有打印件的底板经由外侧出入库平台送出，操作人员将含打印件的底板拿到人工操作台上处理（即将底板和打印件分离），处理好的打印件放置到成品货架上，空底板放到外侧出入库平台上；堆垛机将外侧出入库平台上的空底板存放到立体仓库里。

本发明所达到的有益效果是：

1、本发明有效提高了3D打印设备的自动化程度。本发明将云制造技术应用在3D打印技术中，可在线接收3D打印订单信息，并下发给空闲3D打印机进行打印，打印完毕后，机器人将制造好的产品存储至立体仓库里，并给3D打印机换上空底板，使其可进行下一打印任务。整个过程无需人工干预，实现生产过程中的生产订单、生产计划、工艺路线的优化。

2、本发明有效增加了3D打印制造资源共享程序。利用本发明，用户无需投入高昂成本购买3D打印设备，在云端即可下单完成制造，实现了制造资源与服务的开放协作，以及3D打印资源的高度共享。

附图说明

图1为本发明的结构示意俯视图；

图2为本发明的结构示意侧视图。

具体实施方式

为了进一步描述本发明的技术特点和效果，以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。

参照图1-图2所示，一种智能3D打印系统，包括控制系统、机器人上下料装置、工件对接平台、仓储装置以及若干台3D打印机302；所述机器人上下料装置包括送料机器人202以及移动滑轨203，送料机器人202设置在移动滑轨203上，3D打印机302设置在移动滑轨203的两侧，在每台3D打印机302的侧面设有送丝盘301，在送料机器人202的机械臂上设有抓具201；

所述仓储装置设置在移动滑轨203的一端，包括两套立体仓库501以及一台堆垛机502；两套立体仓库501相互平行设置，堆垛机502设置在两套立体仓库501之间；

所述工件对接平台包括内侧出入库平台401、中间出入库平台402、外侧出入库平台403以及定位装置404；内侧出入库平台401、中间出入库平台402以及外侧出入库平台403设置在立体仓库501靠近移动滑轨203的一侧，中间出入库平台402设置在外侧出入库平台403与内侧出入库平台401之间，定位装置404设置在中间出入库平台402的一侧。

所述3D打印机302的底座上方装有电磁铁。

在抓具201上设置有多个吸盘。

所述的控制系统包括系统控制器101、机器人控制柜102和工作台103（工作台103上设有触摸屏，用于工作人员和系统之间的交互）。

系统控制器可以控制送料机器人上下料。

在抓具201上还设有用于检测底板的传感器，数量不少于一个。

本发明实施过程如下：

1）用户在云端下单，输入STL格式的三维模型以及3D打印参数；

2）系统控制器101在线接收3D打印订单信息，并发送给空闲3D打印机302进行打印；

3）3D打印机302打印结束后，送料机器人202移动到对应3D打印机302处，用其末端抓具201抓取底板（含打印件）；此时3D打印机302底座上的电磁铁断电，与底板分离；

4）送料机器人202将底板（含打印件）运送到内侧出入库平台401上，堆垛机502将内侧出入库平台401上的底板（含打印件）存储至立体仓库501里；

5）堆垛机502将立体仓库501里的空底板运送至中间出入库平台402上，送料机器人202抓取中间出入库平台402上的空底板，将空底板运送至定位装置404上；定位装置404上的定位机构对底板进行定位（在定位之前，送料机器人202只是简单的将空底板抓取，无法精确的安装到打印机上的底座上，如果不经过定位，则抓具201很难对空底板进行精确的抓取，从而影响空底板之后安装在打印机上的位置，影响打印结果，定位装置上设置有定位用的气缸和定位块，底板放在定位装置上之后，气缸推一下，将其与定位块靠紧，这样就完成了底板的定位）；

6）送料机器人202抓取定位装置404上的底板，将底板运送到没有底板的3D打印机302上；此时3D打印机302底座上的电磁铁通电，与底板连接；

7）安装空底板后，3D打印机302可开始下一打印工序；

8）底板（含打印件）可经由外侧出入库平台403送出，操作人员将底板（含打印件）拿到人工操作台601上对打印件进行后处理；处理好的打印件放置到成品货架701上，处理好的空底板放到外侧出入库平台403上；堆垛机502将外侧出入库平台403上的空底板存储至立体仓库501里。

上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采取等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种智能3D打印系统，其特征在于，包括控制系统、机器人上下料装置、工件对接平台、仓储装置以及若干台3D打印机（302）；所述机器人上下料装置包括送料机器人（202）以及移动滑轨（203），送料机器人（202）设置在移动滑轨（203）上，3D打印机（302）设置在移动滑轨（203）的两侧，在送料机器人（202）的机械臂上设有抓具（201）；

所述仓储装置设置在移动滑轨（203）的一端，包括两套立体仓库（501）以及一台堆垛机（502）；两套立体仓库（501）相互平行设置，堆垛机（502）设置在两套立体仓库（501）之间；

所述工件对接平台包括内侧出入库平台（401）、中间出入库平台（402）、外侧出入库平台（403）以及定位装置（404）；内侧出入库平台（401）、中间出入库平台（402）以及外侧出入库平台（403）设置在立体仓库（501）靠近移动滑轨（203）的一侧，中间出入库平台（402）设置在外侧出入库平台（403）与内侧出入库平台（401）之间，定位装置（404）设置在中间出入库平台（402）的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种智能3D打印系统，其特征在于：所述3D打印机（302）的底座上方装有电磁铁。

3.根据权利要求1所述的一种智能3D打印系统，其特征在于，在抓具（201）上设置有多个吸盘。

4.根据权利要求1所述的一种智能3D打印系统，其特征在于，在每台3D打印机（302）的侧面设有送丝盘（301）。

5.根据权利要求1所述的一种智能3D打印系统，其特征在于，所述的控制系统包括系统控制器（101）、机器人控制柜（102）和工作台（103）。

6.根据权利要求1所述的一种智能3D打印系统，其特征在于：在抓具（201）上还设有用于检测底板的传感器。

7.一种智能3D打印系统，其特征在于，工作过程包括以下步骤：

1）用户在云端下单，导入STL格式的三维模型文件，并输入相应的打印参数；

2）系统控制器（101）在线接收到来自云端的3D打印订单信息后将其发送给空闲的3D打印机（302）进行打印；

3）3D打印机（302）打印结束后，送料机器人（202）移动到对应3D打印机（302）处，用其机械臂上的抓具（201）抓取3D打印机（302）内的载有打印件的底板；此时3D打印机（302）底座上的电磁铁断电，与底板分离；

4）送料机器人（202）将载有打印件的底板运送到内侧出入库平台（401）上，堆垛机（502）将内侧出入库平台（401）上载有打印件的底板存放至立体仓库（501）里；

5）堆垛机（502）将立体仓库（501）里的空底板运送至中间出入库平台（402）上，送料机器人（202）抓取中间出入库平台（402）上的空底板，将空底板运送至定位装置（404）上；定位装置（404）上的定位机构对底板进行定位；

6）送料机器人（202）抓取定位装置（404）上的底板，将底板运送到没有底板的3D打印机（302）上；此时3D打印机（302）底盘上的电磁铁通电，底盘与底板连接；

7）安装了空底板后，3D打印机（302）开始下一次打印工序。

8.根据权利要求7所述的一种智能3D打印系统，其特征在于，处理好的打印件放置到成品货架（701）上，空底板放到外侧出入库平台（403）上；堆垛机（502）将外侧出入库平台（403）上的空底板存放到立体仓库（501）里。