CN108215203A - 一种3d打印装置的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及3D打印领域，具体涉及一种3D打印装置的控制系统。本发明提供的一种3D打印装置的控制系统，通过获取打印机打印是否完成信号，并根据获得的信号判断完成打印的打印机所在位置，然后控制机械手臂移动到完成打印的打印机处将打印好的3D模型取出。本发明实现了通过取放机械手臂控制至少两台3D打印机的模型的取送，实现了模型取送的自动化，节省人力的同时，能够保证打印装置的生产效率，而且安全性较高。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印领域，具体涉及一种3D打印装置的控制系统。
背景技术
3D打印是一种新型的快速成型技术，能通过打印设备将特殊打印材料按照设计的3D模型逐层打印增加材料来制造三维产品，因此也被称作增材制造。3D打印技术综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术，与传统的制造技术相比，3D打印不必事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，在生产上具有结构易优化，制作效率和精密程度高、节约材料和节省能源等优势。
而现有的3D打印通常是在一个打印机中并且在一个时间段内打印一个模型，在接受大批订单进行生产时，单个打印机的打印效率无法满足订单需求，因此需要配备多个打印机，而多个打印机在批量打印时，需要人工将打印出的模型逐个取出，然后再进行包装等后续工作，这样导致浪费大量的人力，而且人工取放时存在由于人为原因可能会出现质量事故等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种3D打印装置的控制系统，用以解决现有技术中的多个打印机工作时人工取放浪费人力且生产效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种3D打印装置的控制系统，包括：
系统方案一，包括本地系统与后台系统；所述后台系统包括服务器，所述服务器根据获取的用户设置信息进行分析运算，并向所述本地系统发送打印指令；所述本地系统包括控制器，所述控制器设有用于与所述后台系统交互的网络接口，所述网络接口用于获取所述打印指令；所述控制器还通讯连接有至少两台3D打印机，用于向所述3D打印机发送打印任务指令；所述控制器还控制连接用于取放3D模型的机械手；所述机械手包括水平驱动电机和升降驱动电机，所述控制器控制连接所述水平驱动电机和升降驱动电机从而控制所述机械手进行移动。
系统方案二，在系统方案一的基础上，所述3D打印机完成打印后向所述控制器发送打印完成信号，然后所述控制器控制所述水平驱动电机和升降驱动电机从而控制所述机械手取出打印完成的3D模型。
系统方案三，在系统方案一或者系统方案二的基础上，建立空间坐标系，所述控制器中存储有每台打印机在所述空间坐标系中的坐标，所述控制器根据所述坐标控制所述机械手移动。
系统方案四，在系统方案三的基础上，当所述控制器同时获取至少两台打印机完成打印的信号时，控制所述机械手按照距离从近到远的规则依次取出所述3D模型，所述距离为完成打印的打印机到所述机械手的距离。
本发明的有益效果是：相比于现有技术，本发明提供的一种3D打印装置的控制系统，通过获取打印机打印是否完成信号，并根据获得的信号判断完成打印的打印机所在位置，然后控制机械手移动到完成打印的打印机处将打印好的3D模型取出，从而实现了通过取放机械手控制至少两台3D打印机的模型的取送，实现了模型取送的自动化，节省人力的同时，能够保证打印装置的生产效率，而且安全性较高。
附图说明
图1为本发明控制系统结构示意图；
图2为本发明的3D打印装置的柜体与3D打印机的装配结构示意图；
图3为图2中的A处局部放大图；
图4为本发明的3D打印装置的柜体的结构示意图；
图5为本发明的3D打印装置的柜体的立体图；
图6为图5中的B处局部放大图；
图7为图6中机械手的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明针对多台打印机打印时取放模型容易出现的一些问题，提供了一种3D打印装置的控制系统，如图1所示，包括服务器，服务器接收用户的设置信息并进行分析运算，然后向控制器发送打印任务指令，控制器连接机械手臂和N台3D打印机，其中N台3D打印机设置在一个打印装置上。本发明包括本地系统与后台系统；后台系统包括服务器，服务器根据获取的用户设置信息进行分析运算，并向本地系统发送打印指令；本地系统包括控制器，控制器设有用于与后台系统交互的网络接口，网络接口用于获取打印指令；控制器还通讯连接有至少两台3D打印机，用于向3D打印机发送打印任务指令；控制器还控制连接用于取放3D模型的机械手；机械手包括水平驱动电机和升降驱动电机，控制器控制连接水平驱动电机和升降驱动电机从而控制机械手进行移动。
下面给出该控制系统应用的一个具体实施例。
如图3所示，图3是图2中A部分的局部放大图，打印装置包括柜体，该柜体包括柜体本体1，柜体本体1包括由立柱11和支撑设置在立柱11的上下两端的上横梁13和下横梁12组成的立体框架，柜体本体1上水平排布有八个、竖向排布有两个用于放置打印机的放置空间，且各个放置空间位于同一立面上，从而能够使得该柜体形成为具有多个3D打印机2放置空间的打印装置的柜体。
对于柜体本体1来说，定义3D打印机2开口朝向前侧，各个放置空间左右方向阵列延伸，在本实施例中，柜体本体1上配置有用于伸入至放置空间中以将对应的3D打印机2内的模型承托板取出或将模型承托板放入3D打印机2中的取放机械手3，同时，在柜体本体1上设置有与取放机械手3配合而使取放机械手3向各个放置空间移动的导向机构，同时，柜体本体1上还设有用于驱动取放机械手3上下移动的上下(升降)驱动机构和用于驱动取放机械手3左右移动的水平驱动机构。
对于导向机构来说，在本实施例中，导向机构包括设置在柜体本体1的上下两侧的横梁上的横向导轨15，如图6所示，图6是图5中B部分的局部放大图，两个横向导轨15并排间隔设置，且沿左右方向延伸，同时在横向导轨15上还滑动装配有滑块14，在本实施例中，滑块14为柱状结构，滑块14的上端与上侧的横向导轨15导向配合，滑块14的下端与下侧的横向导轨15横向配合，从而能够实现滑块14在左右方向上的移动，上述的取放机械手3装配在滑块14上，进而能够保证取放机械手3跟随滑块14左右移动，实现对左右方向布置的放置空间的管控。
对于水平驱动机构来说，在本实施例中，水平驱动机构包括水平驱动电机，以及与水平驱动电机配合的设置在其中一个横向导轨15上的轴线左右方向延伸的水平丝杠螺母机构，水平丝杠螺母机构包括丝杆和与丝杆配合的螺母，丝杆转动设置在柜体本体1上，螺母与上述的滑块14固定连接，通过水平驱动电机的驱动来控制滑块14的左右方向的移动。
上述的导向机构还包括设置在滑块14上的竖向导轨16，竖向导轨16上下方向延伸，且上述的取放机械手3滑动装配在竖向导轨16上，实现与滑块14之间的上下方向的滑动装配，进而能够保证取放机械手3在滑块14上上下移动，实现对上下方向布置的放置空间的管控。
对于上下驱动机构来说，在本实施例中，上下驱动机构包括上下驱动电机和与上下驱动电机配合的丝杆螺母机构，丝杆螺母机构的丝杆设置在滑块14上，螺母与取放机械手3固定在一起，通过上下驱动电机的驱动来控制取放机械手3的上下方向的移动。
对于取放机械手3来说，其需要实现向前移出放置空间和向后伸入放置空间，在本实施例中，取放机械手3包括滑动装配在竖向导轨16上的底座31和用于与模型承托板支撑配合的操作端32。同时，取放机械手3还包括一端铰接在底座31上、另一端铰接在操作端32上的铰接连杆34，铰接连杆34的铰接处设置有步进电机，铰接连杆34与底座31之间、以及铰接连杆34与操作端32之间均通过步进电机的竖向输出轴实现铰接配合，同时在本实施例中，铰接连杆34有相互铰接连接的两个以上的连接杆组成，这样能够实现操作端32相对于底座31具有三个竖向输出轴，通过三个竖向输出中的联动来实现对操作端32的控制，能够满足操作端32在水平面上的任意角度和位置的移动。同时，对于底座31来说，上述的三个竖向输出轴均为步进电机的竖向输出轴，因此为了实现控制功能的集成和精简控制柜体体积，在本实施例中，底座31为箱式结构，内部设置有用于控制各个步进电机的控制器。
对于操作端32来说，其沿水平方向伸入至对应的3D打印机2内，操作端32支撑设置在对应的模型承托板的下部，具体的为在本实施例中，操作端32为U形板结构，其U形的两臂向后悬伸与模型承托板配合，支撑比较稳定，同时在U形的两臂的上端面上均设置有用于磁性吸附模型承托板的电磁铁33，通过控制器控制电磁铁33的失电和得电，进而控制电磁铁33与模型承托板之间的吸附与否。
该柜体在工作时，在对应的放置空间内的模型打印完成后，通过导向机构和驱动机构控制取放机械手3向对应的放置空间移动，移动到位置后，控制器控制取放机械手3的操作端32伸入至3D打印机2内，并悬伸在模型承托板的下侧，此时控制器控制电磁铁33吸附模型承托板，模型承托板即可从3D打印机2中取出，然后将模型承托板上的模型送至收纳位置后，机械手将模型承托板运送至3D打印机2内，控制器控制电磁铁33撤销对模型承托板的吸附，完成模型承托板的放置。整个过程不需要人工操作，实现了打印中心模型收料的自动化，结构比较简单，而且生产效率较高。
在其他实施例中，放置空间的数量可以根据实际情况任意增加或减少；每个取放机械手3管控的放置空间也可以任意设计，如一个取放机械手3管控横向布置的放置空间，另一个取放机械手3管控竖向布置的放置空间，或者各个取放机械手3分区域管控等；驱动机构可以设置为通过齿形带来传动；取放机械手3可以设置为吸盘式的取放机械手3；操作端32与底座31之间的配合可以由使操作端32能够自动摆动的球铰式连接结构代替。
3D打印机完成打印后向控制器发送打印完成信号，然后控制器控制机械手取出打印完成的3D模型。考虑到控制器需要控制机械手进行一定轨迹的运动，因此针对整个柜体建立空间坐标系，并确定每台打印机在空间坐标系中的坐标，控制器根据这些坐标定位完成打印任务的打印机所在的位置并控制机械手移动。同时，当控制器同时获取至少两台打印机完成打印的信号时，控制机械手按照距离从近到远的规则依次取出3D模型，这里的距离是指完成打印的打印机到机械手的距离，控制器可以根据坐标系计算这些距离。
以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式，例如改变系统的通讯方式，或者建立不同形式的空间坐标系，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种3D打印装置的控制系统，其特征在于：包括本地系统与后台系统；所述后台系统包括服务器，所述服务器根据获取的用户设置信息进行分析运算，并向所述本地系统发送打印指令；所述本地系统包括控制器，所述控制器设有用于与所述后台系统交互的网络接口，所述网络接口用于获取所述打印指令；所述控制器还通讯连接有至少两台3D打印机，用于向所述3D打印机发送打印任务指令；所述控制器还控制连接用于取放3D模型的机械手；所述机械手包括水平驱动电机和升降驱动电机，所述控制器控制连接所述水平驱动电机和升降驱动电机从而控制所述机械手进行移动。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印装置的控制系统，其特征在于：所述3D打印机完成打印后向所述控制器发送打印完成信号，然后所述控制器控制所述水平驱动电机和升降驱动电机从而控制所述机械手取出打印完成的3D模型。
3.根据权利要求1或2所述的一种3D打印装置的控制系统，其特征在于：建立空间坐标系，所述控制器中存储有每台打印机在所述空间坐标系中的坐标，所述控制器根据所述坐标控制所述机械手移动。
4.根据权利要求3所述的一种3D打印装置的控制系统，其特征在于：当所述控制器同时获取至少两台打印机完成打印的信号时，控制所述机械手按照距离从近到远的规则依次取出所述3D模型，所述距离为完成打印的打印机到所述机械手的距离。
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| CN201810180607.0A Pending CN108215203A (zh) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | 一种3d打印装置的控制系统 |
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