CN107901408A - 一种3d打印作业用成型托盘及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D打印作业用成型托盘，包括承载底板、防护侧板、激光测距装置、多色LED灯及控制电路，其中承载底板为横截面呈矩形的板状结构，防护侧板通过棘轮机构与承载底板侧表面铰接，激光测距装置均布在防护侧板上，多色LED灯均布在承载底板上表面，控制电路嵌于承载底板下表面。其使用方法包括设备安装和成型加工等两个步骤。本发明设备结构简单，使用灵活方便，运行自动化程度、集成化程度、模块化程度高，一方面可有效的达到提高3D成型加工作业控制精度和控制灵活性的目的，另一方面可有效的提高3D成型加工作业过程中，对工件成型定位过程中进行全程进行精度检测作业，并在提高检测精度的同时，有效降低工件精度检测作业成本。

Description

一种3D打印作业用成型托盘及使用方法

技术领域

本发明涉及一种3D打印作业用成型托盘及使用方法，属3D加工技术领域。

背景技术

目前在3D打印作业中，工件成型精度均时通过目前在3D打印设备的机械结构和控制程序配合来实现的，虽然可以一定程度满足使用的需要，但精度控制手段相对单一，当3D打印设备结构因磨损等造成偏差过大、运行程序缺乏有效的误差消除时，极易导致3D打印设备对工件加工的成型精度受到影响，与此同时，当前在济学宁3D打印成型加工过程中，往往需要在完成一定工序后方可对工件的成型精度进行检测，且检测时往往需要停止成型加工，且需要借助专业的检测设备进行，从而一方面工件加工精度检测工作与工件成型加工间存在较大的矛盾，且不能满足对工件成型加工全程检测的需要，另一方面当前的检测设备往往操作负载，检测精度易受外界环境因素干扰且检测数据不能直接反馈到3D打印设备中并作为3D打印设备运行控制信号，从而造成工件加工成型作业精度控制和调节灵活性均受到较大影响，并导致工件的成型质量和生产效率也受到极大的影响，因此针对这一问题，迫切需要开发一种与3D打印设备配套的成型辅助设备，以满足实际使用的需要。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种3D打印作业用成型托盘及使用方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种3D打印作业用成型托盘，包括承载底板、防护侧板、激光测距装置、多色LED灯及控制电路，其中承载底板为横截面呈矩形的板状结构，其下表面均布至少两个定位机构，防护侧板环绕承载底板轴线均布，并通过棘轮机构与承载底板侧表面铰接，防护侧板与承载底板上表面呈0°—90°夹角，且相邻两防护侧板侧表面间通过弹性带相互连接，激光测距装置至少两个，环绕承载底板轴线均布在防护侧板上，并通过导向滑轨与防护侧板滑动连接，激光测距装置轴线与承载底板轴线呈0°—90°夹角并相交，导向滑轨与防护侧板表面平行分布并与承载底板上表面呈0°—90°夹角，多色LED灯若干，均布在承载底板上表面，并呈阵列结构分布在承载底板上表面，控制电路嵌于承载底板下表面并分别与承载底板、激光测距装置、多色LED灯和3D打印机构电气连接。

进一步的，所述的定位机构为电磁体、滑槽及卡盘中的任意一种或几种共用。

进一步的，所述的承载底板包括至少两个板面，相邻两个板面间通过棘轮机构相互铰接，且相邻两板面间呈0°—90°夹角。

进一步的，所述的板面包括定位底座、承载托盘、承载盖板、隔板、透光组件，其中所述的定位底座为横截面呈“凵”字型槽状结构，所述的隔板至少两个，均布在定位底座内，并将定位底座均分为至少两个定位腔，所述的承载托盘通过升降机构安装在定位腔内，并与定位腔同轴分布，所述的承载盖板嵌于定位底座上端面，且承载盖板下表面分别与定位底座和隔板上端面相抵，所述的承载盖板上均布若干透光孔，且每个透光孔均与一个定位腔同轴分布，所述的透光组件嵌于透光孔内，并与透光孔同轴分布，所述的多色LED灯嵌于定位腔内并安装在承载托盘上表面，且所述的多色LED灯光轴与透光组件同轴分布。

进一步的，所述的透光组件从上至下依次为透光盖板、平面透镜、球面透镜及定位套，所述的透光盖板、平面透镜、球面透镜间通过定位套相互连接，且所述的透光盖板、平面透镜、球面透镜及定位套同轴分布。

进一步的，所述的承载托盘侧表面与定位底座内侧面和隔板侧表面间通过滑槽滑动连接。

进一步的，所述的控制电路为基于DSP、FPGA芯片为基材的控制电路及以可编程控制器为基础的控制电路。

一种3D打印作业用成型托盘使用方法，包括如下步骤：

第一步，设备安装，首先根据使用需要，选择满足加工作业尺寸的承载底板，完成承载底板、防护侧板、激光测距装置、多色LED灯及控制电路安装，然后将承载底板安装在3D打印设备的承载台上，最后将控制电路与3D打印设备驱动电路电气连接，并由3D打印设备的驱动电路为每个多色LED灯设定定位坐标值，然后按照边界、控制节点、作业面对各多色LED灯的照明颜色方案进行设定；

第二步，成型加工，完成第一步后，首先将3D打印设备的作业头位置与各多色LED灯中其中一个定位，并使其同轴分布，作为成型作业的起始点，然后根据成型加工作业程序，按照边界、控制节点、作业面设定各多色LED灯工作状态，然后由3D打印设备在承载底板上进行成型加工作业，在进行成型加工时，首先由激光测距装置随工件成型高度增加保持对成型加工作业面边缘测距，作为控制3D打印设备作业头运行控制定位信号，然后一方面通过3D打印设备的加工程序对3D打印设备作业头进行成型加工定位，另一方面通过不同运行状态的多色LED灯对3D打印设备的作业头进行二次定位， 并直至完成工件加工完成。

本发明设备结构简单，使用灵活方便，运行自动化程度、集成化程度、模块化程度高，一方面可有效的达到提高3D成型加工作业控制精度和控制灵活性的目的，另一方面可有效的提高3D成型加工作业过程中，对工件成型定位过程中进行全程进行精度检测作业，并在提高检测精度的同时，有效降低工件精度检测作业成本。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明使用方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，如图1所示，一种3D打印作业用成型托盘，包括承载底板1、防护侧板2、激光测距装置3、多色LED灯4及控制电路5，其中承载底板1为横截面呈矩形的板状结构，其下表面均布至少两个定位机构6，防护侧板2环绕承载底板1轴线均布，并通过棘轮机构7与承载底板1侧表面铰接，防护侧板2与承载底板1上表面呈0°—90°夹角，且相邻两防护侧板2侧表面间通过弹性带8相互连接，激光测距装置3至少两个，环绕承载底板1轴线均布在防护侧板2上，并通过导向滑轨9与防护侧板2滑动连接，激光测距装置3轴线与承载底板1轴线呈0°—90°夹角并相交，导向滑轨9与防护侧板2表面平行分布并与承载底板1上表面呈0°—90°夹角，多色LED灯4若干，均布在承载底板1上表面，并呈阵列结构分布在承载底板1上表面，控制电路5嵌于承载底板1下表面并分别与承载底板1、激光测距装置3、多色LED灯5和3D打印机构电气连接。

本实施例中，所述的定位机构6为电磁体、滑槽及卡盘中的任意一种或几种共用。

本实施例中，所述的承载底板1包括至少两个板面，相邻两个板面间通过棘轮机构7相互铰接，且相邻两板面间呈0°—90°夹角。

本实施例中，所述的板面包括定位底座101、承载托盘102、承载盖板103、隔板104、透光组件105，其中所述的定位底座101为横截面呈“凵”字型槽状结构，所述的隔板104至少两个，均布在定位底座101内，并将定位底座101均分为至少两个定位腔106，所述的承载托盘102通过升降机构10安装在定位腔106内，并与定位腔106同轴分布，所述的承载盖板103嵌于定位底座101上端面，且承载盖板103下表面分别与定位底座101和隔板104上端面相抵，所述的承载盖板103上均布若干透光孔107，且每个透光孔107均与一个定位腔106同轴分布，所述的透光组件105嵌于透光孔107内，并与透光孔107同轴分布，所述的多色LED灯4嵌于定位腔106内并安装在承载托盘102上表面，且所述的多色LED灯4光轴与透光组件105同轴分布。

本实施例中，所述的透光组105件从上至下依次为透光盖板1051、平面透镜1052、球面透镜1053及定位套1054，所述的透光盖板1051、平面透镜1052、球面透镜1053间通过定位套1054相互连接，且所述的透光盖板1051、平面透镜1052、球面透镜1053和定位套1054间同轴分布。

本实施例中，所述的承载托盘102侧表面与定位底座101内侧面和隔板104侧表面间通过滑槽11滑动连接。

本实施例中，所述的控制电路5为基于DSP、FPGA芯片为基材的控制电路及以可编程控制器为基础的控制电路。

如图2所示，一种3D打印作业用成型托盘使用方法，包括如下步骤：

第一步，设备安装，首先根据使用需要，选择满足加工作业尺寸的承载底板，完成承载底板、防护侧板、激光测距装置、多色LED灯及控制电路安装，然后将承载底板安装在3D打印设备的承载台上，最后将控制电路与3D打印设备驱动电路电气连接，并由3D打印设备的驱动电路为每个多色LED灯设定定位坐标值，然后按照边界、控制节点、作业面对各多色LED灯的照明颜色方案进行设定；

第二步，成型加工，完成第一步后，首先将3D打印设备的作业头位置与各多色LED灯中其中一个定位，并使其同轴分布，作为成型作业的起始点，然后根据成型加工作业程序，按照边界、控制节点、作业面设定各多色LED灯工作状态，然后由3D打印设备在承载底板上进行成型加工作业，在进行成型加工时，首先由激光测距装置随工件成型高度增加保持对成型加工作业面边缘测距，作为控制3D打印设备作业头运行控制定位信号，然后一方面通过3D打印设备的加工程序对3D打印设备作业头进行成型加工定位，另一方面通过不同运行状态的多色LED灯对3D打印设备的作业头进行二次定位， 并直至完成工件加工完成。

本发明设备结构简单，使用灵活方便，运行自动化程度、集成化程度、模块化程度高，一方面可有效的达到提高3D成型加工作业控制精度和控制灵活性的目的，另一方面可有效的提高3D成型加工作业过程中，对工件成型定位过程中进行全程进行精度检测作业，并在提高检测精度的同时，有效降低工件精度检测作业成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种3D打印作业用成型托盘，其特征在于，所述的3D打印作业用成型托盘包括承载底板、防护侧板、激光测距装置、多色LED灯及控制电路，其中所述的承载底板为横截面呈矩形的板状结构，其下表面均布至少两个定位机构，所述的防护侧板环绕承载底板轴线均布，并通过棘轮机构与承载底板侧表面铰接，所述的防护侧板与承载底板上表面呈0°—90°夹角，且相邻两防护侧板侧表面间通过弹性带相互连接，所述的激光测距装置至少两个，环绕承载底板轴线均布在防护侧板上，并通过导向滑轨与防护侧板滑动连接，所述的激光测距装置轴线与承载底板轴线呈0°—90°夹角并相交，所述的导向滑轨与防护侧板表面平行分布并与承载底板上表面呈0°—90°夹角，所述的多色LED灯若干，均布在承载底板上表面，并呈阵列结构分布在承载底板上表面，所述的控制电路嵌于承载底板下表面并分别与承载底板、激光测距装置、多色LED灯和3D打印机构电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印作业用成型托盘，其特征在于：所述的定位机构为电磁体、滑槽及卡盘中的任意一种或几种共用。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印作业用成型托盘，其特征在于：所述的承载底板包括至少两个板面，相邻两个板面间通过棘轮机构相互铰接，且相邻两板面间呈0°—90°夹角。

4.根据权利要求3所述的一种3D打印作业用成型托盘，其特征在于：所述的板面包括定位底座、承载托盘、承载盖板、隔板、透光组件，其中所述的定位底座为横截面呈“凵”字型槽状结构，所述的隔板至少两个，均布在定位底座内，并将定位底座均分为至少两个定位腔，所述的承载托盘通过升降机构安装在定位腔内，并与定位腔同轴分布，所述的承载盖板嵌于定位底座上端面，且承载盖板下表面分别与定位底座和隔板上端面相抵，所述的承载盖板上均布若干透光孔，且每个透光孔均与一个定位腔同轴分布，所述的透光组件嵌于透光孔内，并与透光孔同轴分布，所述的多色LED灯嵌于定位腔内并安装在承载托盘上表面，且所述的多色LED灯光轴与透光组件同轴分布。

5.根据权利要求4所述的一种3D打印作业用成型托盘，其特征在于：所述的透光组件从上至下依次为透光盖板、平面透镜、球面透镜及定位套，所述的透光盖板、平面透镜、球面透镜间通过定位套相互连接，且所述的透光盖板、平面透镜、球面透镜及定位套同轴分布。

6.根据权利要求4所述的一种3D打印作业用成型托盘，其特征在于：所述的承载托盘侧表面与定位底座内侧面和隔板侧表面间通过滑槽滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印作业用成型托盘，其特征在于：所述的控制电路为基于DSP、FPGA芯片为基材的控制电路及以可编程控制器为基础的控制电路。

8.一种3D打印作业用成型托盘使用方法，其特征在于，所述的3D打印作业用成型托盘使用方法包括如下步骤：

第一步，设备安装，首先根据使用需要，选择满足加工作业尺寸的承载底板，完成承载底板、防护侧板、激光测距装置、多色LED灯及控制电路安装，然后将承载底板安装在3D打印设备的承载台上，最后将控制电路与3D打印设备驱动电路电气连接，并由3D打印设备的驱动电路为每个多色LED灯设定定位坐标值，然后按照边界、控制节点、作业面对各多色LED灯的照明颜色方案进行设定；

第二步，成型加工，完成第一步后，首先将3D打印设备的作业头位置与各多色LED灯中其中一个定位，并使其同轴分布，作为成型作业的起始点，然后根据成型加工作业程序，按照边界、控制节点、作业面设定各多色LED灯工作状态，然后由3D打印设备在承载底板上进行成型加工作业，在进行成型加工时，首先由激光测距装置随工件成型高度增加保持对成型加工作业面边缘测距，作为控制3D打印设备作业头运行控制定位信号，然后一方面通过3D打印设备的加工程序对3D打印设备作业头进行成型加工定位，另一方面通过不同运行状态的多色LED灯对3D打印设备的作业头进行二次定位， 并直至完成工件加工完成。