CN108422662A - 一种基于fdm方式3d打印的自动换料装置 - Google Patents

一种基于fdm方式3d打印的自动换料装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，包括箱体，箱体内壁的底部通过电机固定板固定连接有第一电机，第一电机的输出轴端固定连接有转动装置，转动装置的一侧通过转轴固定连接有转盘，转盘的顶部固定连接有重力传感器，重力传感器的顶部竖直固定连接有料辊支撑架，料辊支撑架靠近料辊的一侧固定连接有色彩识别传感器，第一转动架、第二转动架的顶部固定连接有进料筒，进料筒的内壁相对的两侧分别固定连接有红外线发射管、红外线接收管，箱体内壁底部的一侧固定连接有锁止装置，本发明涉及3D打印技术领域。该种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，解决了单喷头只能打印一种颜色的问题，同时能够不断料的长时间工作。

Description

一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置。
背景技术
3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件，在3D打印中通常需要多种颜色的材料有多个喷头依次来完成，制造成本大，同时在打印过程中会出现缺料的情况，影响打印进度。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，解决了单喷头只能打印一种颜色的问题，同时能够不断料的长时间工作。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，包括箱体，所述箱体内壁的底部竖直固定连接有电机固定板，所述电机固定板的一侧固定连接有第一电机，所述第一电机的输出轴端固定连接有转动装置，所述转动装置的一侧固定连接有转轴，所述转轴的顶部固定连接有转盘，所述转盘的顶部固定连接有连接杆，所述连接杆远离转盘的一端贯穿箱体内壁的顶部并延伸至箱体的顶部，所述连接杆延伸至箱体顶部的一端固定连接有挂头，所述转盘的顶部固定连接有重力传感器，所述重力传感器的顶部竖直固定连接有料辊支撑架，所述料辊支撑架的中心转动连接有中心轴，所述中心轴的表面且位于料辊支撑架之间固定连接有料辊，所述中心轴的一端固定连接有第一皮带轮，所述转盘的顶部且靠近料辊支撑架的一侧固定连接有料辊驱动电机，所述料辊驱动电机的输出轴端固定连接有第二皮带轮，所述第一皮带轮与第二皮带轮的表面通过第一皮带传动连接，所述料辊支撑架靠近料辊的一侧固定连接有色彩识别传感器，所述箱体内壁底部一侧依次竖直固定连接有第一转动架、第二转动架，所述第一转动架的中心转动连接有第一传动轴，所述第一传动轴的表面且位于第一转动架内固定连接有第一进丝辊轮，所述第一传动轴的一端固定连接有第一齿轮，所述第二转动架的中心转动连接有第二传动轴，所述第二传动轴的表面且位于第二转动架内固定连接有第二进丝辊轮，所述第二传动轴的一端依次固定连接有第二齿轮、第三皮带轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接，所述箱体内壁的底部且靠近第二转动架的一侧固定连接有第二电机，所述第二电机的输出轴端固定连接有第四皮带轮，所述第三皮带轮与第四皮带轮的表面通过第二皮带传动连接，所述第一转动架、第二转动架的顶部固定连接有进料筒，所述进料筒的内壁相对的两侧分别固定连接有红外线发射管、红外线接收管，所述箱体内壁底部的一侧固定连接有锁止装置。
优选的，所述转动装置包括主动拨盘、槽轮，所述主动拨盘的顶部固定连接有凸弧锁止盘，所述主动拨盘的顶部边缘处固定连接有圆柱销，所述槽轮的表面开设有径向槽，所述槽轮的侧面设置有凹弧锁止面，所述圆柱销与径向槽滑动连接。
优选的，所述主动拨盘的中心与第一电机的输出轴端固定连接，所述槽轮的中心与转轴的表面固定连接。
优选的，所述锁止装置包括第三电机和基座，所述基座的中心转动连接有丝杆，所述丝杆的一端通过联轴器与第三电机的输出轴端固定连接，所述丝杆的表面螺纹连接有移动块，所述移动块的底部贯穿箱体内壁的底部并延伸至箱体的外部，所述移动块延伸至箱体外部的一端固定连接有夹紧块，所述丝杆的表面固定连接有限位块。
优选的，所述丝杆的左侧为左旋螺纹，所述丝杆的右侧为右旋螺纹，所述移动块位于丝杆的两侧，且对称设置，所述夹紧块为V型块，所述夹紧块与喷头相适配。
优选的，所述转盘为圆盘，所述连接杆的数量为四根，且均匀的分布于转盘的边缘处。
优选的，所述挂头与箱体的顶部滑动连接，所述箱体的顶部开设有与挂头适配的滑槽。
优选的，所述料辊的数量为五个，均匀的分布于转盘的顶部。
优选的，所述转盘的表面且位于料辊相对应位置开设有喇叭状通孔，所述箱体的顶部开设有与转盘适配的通孔。
优选的，所述箱体内壁的底部开设有与锁止装置适配的通孔，所述箱体内壁的底部且位于进料筒相对应位置开设有出料口。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置。具备以下有益效果：
(1)、该种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，第一电机的输出轴端固定连接有转动装置，所述转动装置的一侧固定连接有转轴，所述转轴的顶部固定连接有转盘，转盘的顶部通过重力传感器固定连接有料辊支撑架，所述料辊支撑架的中心转动连接有中心轴，所述中心轴的表面且位于料辊支撑架之间固定连接有料辊，所述料辊支撑架靠近料辊的一侧固定连接有色彩识别传感器，料辊的数量为五个，均匀的分布于转盘的顶部，通过重力传感器和色彩识别传感器能够及时的发现材料不足的问题，及时添加材料，避免打印过程中出现断料的情况；同时通过多工位，可分别安装不同颜色的材料，实现单喷头能够完成多喷头的功能。
(2)、该种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，箱体内壁底部一侧依次竖直固定连接有第一转动架、第二转动架，所述第一转动架的通过第一传动轴固定连接有第一进丝辊轮，所述第二转动架的中心通过第二传动轴固定连接有第二进丝辊轮，所述第一转动架、第二转动架的顶部固定连接有进料筒，所述进料筒的内壁相对的两侧分别固定连接有红外线发射管、红外线接收管，所述箱体内壁底部的一侧固定连接有锁止装置，通过进丝辊轮实现了打印材料的自动进丝，同时通过红外线发射管、红外线接收管可检测是否有打印材料，从而决定打印机的工作状态，利用锁止装置对喷头进行锁止，进一步保证在缺料或换料过程中打印机暂停工作。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明图1中A处放大图；
图3为本发明结构俯视图；
图4为本发明转动装置的结构示意图；
图5为本发明锁止装置的结构示意图；
图中：1-箱体、2-电机固定板、3-第一电机、4-转动装置、41-主动拨盘、42-凸弧锁止盘、43-圆柱销、44-槽轮、45-径向槽、46-凹弧锁止面、5-转轴、6-转盘、7-连接杆、8-挂头、9-重力传感器、10-料辊支撑架、11-中心轴、12-料辊、13-第一皮带轮、14-料辊驱动电机、15-第二皮带轮、16-第一皮带、17-色彩识别传感器、18-第一转动架、19-第二转动架、20-第一传动轴、21-第一进丝辊轮、22-第一齿轮、23-第二传动轴、24-第二进丝辊轮、25-第二齿轮、26-第三皮带轮、27-第二电机、28-第四皮带轮、29-第二皮带、30-进料筒、31-红外线发射管、32-红外线接收管、33-锁止装置、331-第三电机、332-基座、333-丝杆、334-联轴器、335-移动块、336-夹紧块、337-限位块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，包括箱体1，箱体1内壁的底部竖直固定连接有电机固定板2，电机固定板2的一侧固定连接有第一电机3，第一电机3的输出轴端固定连接有转动装置4，转动装置4包括主动拨盘41、槽轮44，主动拨盘41的顶部固定连接有凸弧锁止盘42，主动拨盘41的顶部边缘处固定连接有圆柱销43，槽轮44的表面开设有径向槽45，槽轮44的侧面设置有凹弧锁止面46，圆柱销43与径向槽45滑动连接，转动装置4的一侧固定连接有转轴5，主动拨盘41的中心与第一电机3的输出轴端固定连接，槽轮44的中心与转轴5的表面固定连接，转轴5的顶部固定连接有转盘6，实现了转盘6的五个工位，从而能够容纳五种颜色的材料，实现单喷头多种颜色的打印。转盘6的顶部固定连接有连接杆7，连接杆7远离转盘6的一端贯穿箱体1内壁的顶部并延伸至箱体1的顶部，连接杆7延伸至箱体1顶部的一端固定连接有挂头8，转盘6为圆盘，连接杆7的数量为四根，且均匀的分布于转盘6的边缘处，挂头8与箱体1的顶部滑动连接，箱体1的顶部开设有与挂头8适配的滑槽，保证了转盘6的稳定转动。转盘6的顶部固定连接有重力传感器9，重力传感器9的顶部竖直固定连接有料辊支撑架10，料辊支撑架10的中心转动连接有中心轴11，中心轴11的表面且位于料辊支撑架10之间固定连接有料辊12，通过重力传感器9检测料辊12上材料的变化，材料不足时，通过重力传感器9及时警报，中心轴11的一端固定连接有第一皮带轮13，转盘6的顶部且靠近料辊支撑架10的一侧固定连接有料辊驱动电机14，料辊驱动电机14的输出轴端固定连接有第二皮带轮15，第一皮带轮13与第二皮带轮15的表面通过第一皮带16传动连接，实现料辊12的转动，料辊支撑架10靠近料辊12的一侧固定连接有色彩识别传感器17，识别料辊12上材料的颜色，对应进行上料。料辊12的数量为五个，均匀的分布于转盘6的顶部，转盘6的表面且位于料辊12相对应位置开设有喇叭状通孔，便于材料的穿插，箱体1的顶部开设有与转盘6适配的通孔，箱体1内壁底部一侧依次竖直固定连接有第一转动架18、第二转动架19，第一转动架18的中心转动连接有第一传动轴20，第一传动轴20的表面且位于第一转动架18内固定连接有第一进丝辊轮21，第一传动轴20的一端固定连接有第一齿轮22，第二转动架19的中心转动连接有第二传动轴23，第二传动轴23的表面且位于第二转动架19内固定连接有第二进丝辊轮24，第二传动轴23的一端依次固定连接有第二齿轮25、第三皮带轮26，第一齿轮22与第二齿轮25啮合连接，箱体1内壁的底部且靠近第二转动架19的一侧固定连接有第二电机27，第二电机27的输出轴端固定连接有第四皮带轮28，第三皮带轮26与第四皮带轮28的表面通过第二皮带29传动连接，实现材料的自动进给，第一转动架18、第二转动架19的顶部固定连接有进料筒30，进料筒30的内壁相对的两侧分别固定连接有红外线发射管31、红外线接收管32，感应进料筒30内是否有材料，从而决定打印机的运转。箱体1内壁底部的一侧固定连接有锁止装置33，锁止装置33包括第三电机331和基座332，基座332的中心转动连接有丝杆333，丝杆333的一端通过联轴器334与第三电机331的输出轴端固定连接，丝杆333的表面螺纹连接有移动块335，移动块335的底部贯穿箱体1内壁的底部并延伸至箱体1的外部，移动块335延伸至箱体1外部的一端固定连接有夹紧块336，丝杆333的表面固定连接有限位块337，丝杆333的左侧为左旋螺纹，丝杆333的右侧为右旋螺纹，移动块335位于丝杆333的两侧，且对称设置，夹紧块336为V型块，夹紧块336与喷头相适配，实现对喷头的固定，避免在换料过程中喷头的移动，保证了打印机的安全。箱体1内壁的底部开设有与锁止装置33适配的通孔，箱体1内壁的底部且位于进料筒30相对应位置开设有出料口。
工作时，将各种颜色的材料放入料辊12中，需要换料时，通过第二电机27通过皮带传动和齿轮传动，带动第一进丝辊轮21、第二进丝辊轮24转动，同时对应的第一电机3启动，通过皮带传动带动料辊12转动，将材料从进料筒30内抽出，此时由于红外线接收管32接收到信号，打印程序暂停，同时喷头复位，第三电机331通过带动丝杆333转动，通过移动块335带动夹紧块336移动，将喷头夹紧，随后安装所需的颜色，色彩识别传感器17依次进行识别，随后通过第一电机3带动转动装置4转动，从而通过转轴5带动转盘6转动，直到识别到的工位转动到上料工位，随后通过料辊12转动和第一进丝辊轮21、第二进丝辊轮24转动，进行上料，此时红外线接收管32未接收到信号，随后启动打印程序，启动程序前，夹紧块336将喷头松开；当单色打印时，其他工位放上相同颜色的材料，断料时，转盘6及时转动，随后进行及时上料。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，包括箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)内壁的底部竖直固定连接有电机固定板(2)，所述电机固定板(2)的一侧固定连接有第一电机(3)，所述第一电机(3)的输出轴端固定连接有转动装置(4)，所述转动装置(4)的一侧固定连接有转轴(5)，所述转轴(5)的顶部固定连接有转盘(6)，所述转盘(6)的顶部固定连接有连接杆(7)，所述连接杆(7)远离转盘(6)的一端贯穿箱体(1)内壁的顶部并延伸至箱体(1)的顶部，所述连接杆(7)延伸至箱体(1)顶部的一端固定连接有挂头(8)，所述转盘(6)的顶部固定连接有重力传感器(9)，所述重力传感器(9)的顶部竖直固定连接有料辊支撑架(10)，所述料辊支撑架(10)的中心转动连接有中心轴(11)，所述中心轴(11)的表面且位于料辊支撑架(10)之间固定连接有料辊(12)，所述中心轴(11)的一端固定连接有第一皮带轮(13)，所述转盘(6)的顶部且靠近料辊支撑架(10)的一侧固定连接有料辊驱动电机(14)，所述料辊驱动电机(14)的输出轴端固定连接有第二皮带轮(15)，所述第一皮带轮(13)与第二皮带轮(15)的表面通过第一皮带(16)传动连接，所述料辊支撑架(10)靠近料辊(12)的一侧固定连接有色彩识别传感器(17)，所述箱体(1)内壁底部一侧依次竖直固定连接有第一转动架(18)、第二转动架(19)，所述第一转动架(18)的中心转动连接有第一传动轴(20)，所述第一传动轴(20)的表面且位于第一转动架(18)内固定连接有第一进丝辊轮(21)，所述第一传动轴(20)的一端固定连接有第一齿轮(22)，所述第二转动架(19)的中心转动连接有第二传动轴(23)，所述第二传动轴(23)的表面且位于第二转动架(19)内固定连接有第二进丝辊轮(24)，所述第二传动轴(23)的一端依次固定连接有第二齿轮(25)、第三皮带轮(26)，所述第一齿轮(22)与第二齿轮(25)啮合连接，所述箱体(1)内壁的底部且靠近第二转动架(19)的一侧固定连接有第二电机(27)，所述第二电机(27)的输出轴端固定连接有第四皮带轮(28)，所述第三皮带轮(26)与第四皮带轮(28)的表面通过第二皮带(29)传动连接，所述第一转动架(18)、第二转动架(19)的顶部固定连接有进料筒(30)，所述进料筒(30)的内壁相对的两侧分别固定连接有红外线发射管(31)、红外线接收管(32)，所述箱体(1)内壁底部的一侧固定连接有锁止装置(33)。
2.根据权利要求1所述的一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，其特征在于：所述转动装置(4)包括主动拨盘(41)、槽轮(44)，所述主动拨盘(41)的顶部固定连接有凸弧锁止盘(42)，所述主动拨盘(41)的顶部边缘处固定连接有圆柱销(43)，所述槽轮(44)的表面开设有径向槽(45)，所述槽轮(44)的侧面设置有凹弧锁止面(46)，所述圆柱销(43)与径向槽(45)滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，其特征在于：所述主动拨盘(41)的中心与第一电机(3)的输出轴端固定连接，所述槽轮(44)的中心与转轴(5)的表面固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，其特征在于：所述锁止装置(33)包括第三电机(331)和基座(332)，所述基座(332)的中心转动连接有丝杆(333)，所述丝杆(333)的一端通过联轴器(334)与第三电机(331)的输出轴端固定连接，所述丝杆(333)的表面螺纹连接有移动块(335)，所述移动块(335)的底部贯穿箱体(1)内壁的底部并延伸至箱体(1)的外部，所述移动块(335)延伸至箱体(1)外部的一端固定连接有夹紧块(336)，所述丝杆(333)的表面固定连接有限位块(337)。
5.根据权利要求4所述的一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，其特征在于：所述丝杆(333)的左侧为左旋螺纹，所述丝杆(333)的右侧为右旋螺纹，所述移动块(335)位于丝杆(333)的两侧，且对称设置，所述夹紧块(336)为V型块，所述夹紧块(336)与喷头相适配。
6.根据权利要求1所述的一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，其特征在于：所述转盘(6)为圆盘，所述连接杆(7)的数量为四根，且均匀的分布于转盘(6)的边缘处。
7.根据权利要求1所述的一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，其特征在于：所述挂头(8)与箱体(1)的顶部滑动连接，所述箱体(1)的顶部开设有与挂头(8)适配的滑槽。
8.根据权利要求1所述的一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，其特征在于：所述料辊(12)的数量为五个，均匀的分布于转盘(6)的顶部。
9.根据权利要求1所述的一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，其特征在于：所述转盘(6)的表面且位于料辊(12)相对应位置开设有喇叭状通孔，所述箱体(1)的顶部开设有与转盘(6)适配的通孔。
10.根据权利要求1所述的一种基于FDM方式3D打印的自动换料装置，其特征在于：所述箱体(1)内壁的底部开设有与锁止装置(33)适配的通孔，所述箱体(1)内壁的底部且位于进料筒(30)相对应位置开设有出料口。
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