CN109130188A - 一种用于3d打印耗材检测的装置 - Google Patents

一种用于3d打印耗材检测的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于3D打印耗材检测的装置，包括3D打印机本体、光栅轮、光电耦合传感器、处理器和声光报警器，所述光电耦合传感器连接处理器，所述光电耦合传感器设在光栅轮上，光栅轮设在3D打印机本体的喷料口上，所述处理器采用STC8F2K08S2控制芯片，所述声光报警器连接处理器，处理器连接3D打印机本体的控制电路，利用光电特性准确监测料丝在料管里的真实位移状态，从而判断是否供料正常，一旦发成异常，则发出声光警报，并向外界电路发送电平信号，通知主控暂停打印，避免整个打印失败。

Description

一种用于3D打印耗材检测的装置
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，特别是涉及一种用于3D打印耗材检测的装置。
背景技术
目前市面上常见的耗材监测装置一般使用微型开关作为监测传感器，这种监测方式有着明显的缺陷，只有在料丝完全折断并脱离料管时才能进行检测，并不能监测卡、堵、缠，这几种更易导致打印失败的情况。例如：中国专利申请号为201410489881.8的专利中，公开了一种3D打印机工作状态在线检测装置，包括“微处理器、摄像头、温度湿度传感器模块、速度加速度传感器、通讯模块、声光报警、断路保护、液晶显示和按键输入模块，所述温湿度传感器模块包括底板温度传感器、喷头温度传感器和温湿度传感器，所述电源模块包括提供电源的ACDC模块，所述通讯模块用于与上位机的通讯，包括USB接口、RS232接口、RS485接口和蓝牙无线接口，所述速度加速度传感器实时测量3D打印机底板速度与加速度参数，所述温度湿度传感器模块测量3D打印机底板、3D打印机喷头以及3D打印机工作环境温度湿度参数，所述摄像头实时获取3D打印机工作画面，包括喷头工作状态与工件状态的画面信息，所述微处理器用于摄像头及传感器的数据采集与处理、通讯报文生成与解析、声光报警与断路保护的控制、液晶显示的驱动以及按键输入的读取解析，摄像头、温度湿度传感器、速度加速度传感器模块、通讯模块、声光报警及断路保护模块、液晶显示及按键输入模块分别与微处理器连接，构成数据采集处理模块”当有耗材出现卡、堵、缠等故障的时候，不能及时报警停止打印，导致打印最终失败。
因此，如何解决上述问题成为本领域人员研究的重点。
发明内容
本发明的目的就是提供一种用于3D打印耗材检测的装置，能有效解决上述不能及时报警和停止的不足之处。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种用于3D打印耗材检测的装置，包括外壳、传动轮、导向轮、力臂、压紧弹簧、松紧调节机构、安装衬板、第一轴承、第二轴承、传动轴、电路板、光栅轮、第一料管接头、第二料管接头，所述外壳内部固定安装第二轴承，传动轴的一端设在第二轴承里面，所述光栅轮中心设有与传动轴匹配的第一通孔，光栅轮通过第一通孔穿在传动轴上，所述电路板上设有与传动轴匹配的第二通孔，电路板通过第二通孔穿在传动轴上，所述安装衬板设有与传动轴匹配的第三通孔，所述第一轴承设在安装衬板的第三通孔处，传动轴的另一端穿过第一轴承和第三通孔，传动轴穿过安装衬板部分设由传动轮，所述传动轮与导向轮匹配，所述导向轮设在力臂的一端，力臂的另一端设在安装衬板上，所述松紧调节机构设在安装衬板上，压紧弹簧设在力臂和松紧调节机构之间，所述第一料管接头设在外壳的上方，第二料管接头设在外壳的下方。
作为优选，包括一个与外壳匹配的盖板，所述盖板的四角设有第四通孔，外壳对应第四通孔处有内螺纹孔，所述盖板和外壳通过第四通孔和内螺纹孔用螺钉锁紧。
作为优选，所述外壳的上方的边沿和下方的边沿设有安装固定孔。
作为优选，所述安装衬板的四个角上设有第五通孔，电路板对应第五通孔处设有第六通孔，电路板和安装衬板通过第五通孔和第六通孔连接。
作为优选，所述电路板上设有光电耦合传感器、处理器和声光报警器，声光报警器由蜂鸣警报和LED警报器组成，所述光电耦合传感器设在光栅轮处，所述处理器采用STC8F2K08S2控制芯片。
作为优选，所述光电耦合传感器设置两个，分别为第一光电耦合传感器和第二光电耦合传感器。
作为优选，包括灵敏度调节按钮，所述灵敏度调节按钮连接处理器。
作为优选，包括状态显示开关按钮，所述状态显示开关按钮连接处理器。
作为优选，包括警报清楚按钮，所述警报清除按钮连接处理器。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明设计了一种用于3D打印耗材检测的装置，利用料丝在传动的过程中带动光栅轮，利用光电特性准确监测料丝在料管里的真实位移状态，从而判断是否供料正常，一旦发成异常，则发出声光警报，并向外界电路发送电平信号，通知主控暂停打印，避免整个打印失败。
附图说明
图1是本发明的电路板结构图；
图2是本发明的电路原理图；
图3是本发明的拆分结构图；
图4是安装衬板正面结构图；
图5是本发明的外壳结构图；
图6是安装衬板方面结构图；
图7是电路板正面结构图。
附图标记说明：1-盖板，2-传动轮，3-导向轮，4-力臂，5-压紧弹簧，6-松紧调节机构，7-安装衬板，8-第一轴承，9-传动轴，10-电路板，11-光栅轮，12-第二轴承，13-第一料管接头，14-第二料管接头，15-外壳，16-第一光电耦合传感器，17-第二光电耦合传感器，18-处理器，19-蜂鸣警报，20-灵敏度调节按钮，21-LED警报器，22-状态显示开关，23-警报清除按钮，24-安装固定孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
实施例一
如图1至图7所示，一种用于3D打印耗材检测的装置，包括外壳15、传动轮2、导向轮3、力臂4、压紧弹簧5、松紧调节机构6、安装衬板7、第一轴承8、第二轴承12、传动轴9、电路板10、光栅轮11、第一料管接头13、第二料管接头14，所述外壳15的内部固定安装第二轴承12，传动轴9的一端设在第二轴承里面12，所述光栅轮11的中心设有与传动轴9匹配的第一通孔，光栅轮11通过第一通孔穿在传动轴9上，所述电路板10上设有与传动轴9匹配的第二通孔，电路板10通过第二通孔穿在传动轴9上，所述安装衬板7设有与传动轴9匹配的第三通孔，所述第一轴承8设在安装衬板7的第三通孔处，传动轴9的另一端穿过第一轴承8和第三通孔，传动轴9穿过安装衬板7部分设有传动轮2，所述传动轮2与导向轮3匹配，所述导向轮3设在力臂4的一端，力臂4的另一端设在安装衬板7上，所述松紧调节机构6设在安装衬板7上，压紧弹簧5设在力臂4和松紧调节机构6之间，所述第一料管接头13设在外壳15的上方，第二料管接头14设在外壳15的下方，光栅轮11设在3D打印机本体的喷料口上，所述处理器18采用STC8F2K08S2控制芯片，所述声光报警器连接处理器18，声光报警器由蜂鸣报警器19和LED警报器21组成，处理器18连接3D打印机本体的控制电路，利用料丝在传动的过程中带动光栅轮11，利用光电特性准确监测料丝在料管里的真实位移状态，从而判断是否供料正常，一旦发成异常，则发出声光警报，通过信号输出接口向3D打印机本体的控制电路发送电平信号，通知主控暂停打印，软件上采用相位算法，减少在监测过程中发生的耦合现象，从而减少误报情况。
本实施例中，利用光电耦合传感器来检测丝料的传送情况大大提高了监测的精度，保证了3D打印过程的安全。
实施例二
如图1至图7所示，一种用于3D打印耗材检测的装置，包括外壳15、传动轮2、导向轮3、力臂4、压紧弹簧5、松紧调节机构6、安装衬板7、第一轴承8、第二轴承12、传动轴9、电路板10、光栅轮11、第一料管接头13、第二料管接头14，所述外壳15的内部固定安装第二轴承12，传动轴9的一端设在第二轴承里面12，所述光栅轮11的中心设有与传动轴9匹配的第一通孔，光栅轮11通过第一通孔穿在传动轴9上，所述电路板10上设有与传动轴9匹配的第二通孔，电路板10通过第二通孔穿在传动轴9上，所述安装衬板7设有与传动轴9匹配的第三通孔，所述第一轴承8设在安装衬板7的第三通孔处，传动轴9的另一端穿过第一轴承8和第三通孔，传动轴9穿过安装衬板7部分设有传动轮2，所述传动轮2与导向轮3匹配，所述导向轮3设在力臂4的一端，力臂4的另一端设在安装衬板7上，所述松紧调节机构6设在安装衬板7上，压紧弹簧5设在力臂4和松紧调节机构6之间，所述第一料管接头13设在外壳15的上方，第二料管接头14设在外壳15的下方，光栅轮11设在3D打印机本体的喷料口上，所述处理器18采用STC8F2K08S2控制芯片，所述声光报警器连接处理器18，声光报警器由蜂鸣报警器19和LED警报器21组成，处理器18连接3D打印机本体的控制电路，利用料丝在传动的过程中带动光栅轮11，光电耦合传感器设置两个，分别为第一光电耦合传感器16和第二光电耦合传感器17，利用光电特性准确监测料丝在料管里的真实位移状态，从而判断是否供料正常，一旦发成异常，则发出声光警报，通过信号输出接口向3D打印机本体的控制电路发送电平信号，通知主控暂停打印，软件上采用相位算法，减少在监测过程中发生的耦合现象，从而减少误报情况。
本实施例中，采用两个光电耦合传感器使得监测精度比使用单一传感器监测精度提高一倍，并有效减少数据耦合，并且提高检测数据的可靠性。
实施例三
如图1至图7所示，一种用于3D打印耗材检测的装置，包括外壳15、传动轮2、导向轮3、力臂4、压紧弹簧5、松紧调节机构6、安装衬板7、第一轴承8、第二轴承12、传动轴9、电路板10、光栅轮11、第一料管接头13、第二料管接头14，所述外壳15的内部固定安装第二轴承12，传动轴9的一端设在第二轴承里面12，所述光栅轮11的中心设有与传动轴9匹配的第一通孔，光栅轮11通过第一通孔穿在传动轴9上，所述电路板10上设有与传动轴9匹配的第二通孔，电路板10通过第二通孔穿在传动轴9上，所述安装衬板7设有与传动轴9匹配的第三通孔，所述第一轴承8设在安装衬板7的第三通孔处，传动轴9的另一端穿过第一轴承8和第三通孔，传动轴9穿过安装衬板7部分设有传动轮2，所述传动轮2与导向轮3匹配，所述导向轮3设在力臂4的一端，力臂4的另一端设在安装衬板7上，所述松紧调节机构6设在安装衬板7上，压紧弹簧5设在力臂4和松紧调节机构6之间，所述第一料管接头13设在外壳15的上方，第二料管接头14设在外壳15的下方，光栅轮11设在3D打印机本体的喷料口上，所述处理器18采用STC8F2K08S2控制芯片，所述声光报警器连接处理器18，声光报警器由蜂鸣报警器19和LED警报器21组成，处理器18连接3D打印机本体的控制电路，利用料丝在传动的过程中带动光栅轮11，利用光电特性准确监测料丝在料管里的真实位移状态，从而判断是否供料正常，一旦发成异常，则发出声光警报，通过信号输出接口向3D打印机本体的控制电路发送电平信号，通知主控暂停打印，软件上采用相位算法，减少在监测过程中发生的耦合现象，从而减少误报情况，还包括灵敏度调节按钮20、状态显示开关按钮22、警报清楚按钮23，灵敏度调节按钮20连接处理器18，状态显示开关按钮22连接处理器18，警报清除按钮23连接处理器18，通过灵敏度调节按钮20可以调节光电耦合传感器响应的灵敏度，根据需要控制打印监测的灵敏度，状态开关按钮22可以实现监测装置的开和关状态的切换，警报清除按钮23能够在人知道打印机故障的时候手动关闭报警。
本实施例中，灵敏度调节按钮、状态显示开关按钮和警报清除按钮的设计更加人性化，方便使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于3D打印耗材检测的装置，其特征在于：包括外壳(15)、传动轮(2)、导向轮(3)、力臂(4)、压紧弹簧(5)、松紧调节机构(6)、安装衬板(7)、第一轴承(8)、第二轴承(12)、传动轴(9)、电路板(10)、光栅轮(11)、第一料管接头(13)、第二料管接头(14)，所述外壳(15)的内部固定安装第二轴承(12)，传动轴(9)的一端设在第二轴承里面(12)，所述光栅轮(11)的中心设有与传动轴(9)匹配的第一通孔，光栅轮(11)通过第一通孔穿在传动轴(9)上，所述电路板(10)上设有与传动轴(9)匹配的第二通孔，电路板(10)通过第二通孔穿在传动轴(9)上，所述安装衬板(7)设有与传动轴(9)匹配的第三通孔，所述第一轴承(8)设在安装衬板(7)的第三通孔处，传动轴(9)的另一端穿过第一轴承(8)和第三通孔，传动轴(9)穿过安装衬板(7)部分设有传动轮(2)，所述传动轮(2)与导向轮(3)匹配，所述导向轮(3)设在力臂(4)的一端，力臂(4)的另一端设在安装衬板(7)上，所述松紧调节机构(6)设在安装衬板(7)上，压紧弹簧(5)设在力臂(4)和松紧调节机构(6)之间，所述第一料管接头(13)设在外壳(15)的上方，第二料管接头(14)设在外壳(15)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印耗材检测的装置，其特征在于：包括一个与外壳(15)匹配的盖板(1)，所述盖板(1)的四角设有第四通孔，外壳(15)对应第四通孔处有内螺纹孔，所述盖板(1)和外壳(15)通过第四通孔和内螺纹孔用螺钉锁紧。
3.根据权利要求1所述的一种用于3D打印耗材检测的装置，其特征在于：所述外壳(15)的上方的边沿和下方的边沿设有安装固定孔(24)。
4.根据权利要求1所述的一种用于3D打印耗材检测的装置，其特征在于：所述安装衬板(7)的四个角上设有第五通孔，电路板(10)对应第五通孔处设有第六通孔，电路板(10)和安装衬板(7)通过第五通孔和第六通孔连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于3D打印耗材检测的装置，其特征在于：所述电路板(10)上设有光电耦合传感器、处理器(18)和声光报警器，声光报警器由蜂鸣警报(19)和LED警报器(21)组成，所述光电耦合传感器设在光栅轮(11)处，所述处理器(18)采用STC8F2K08S2控制芯片。
6.根据权利要求5所述的一种用于3D打印耗材检测的装置，其特征在于：所述光电耦合传感器设置两个，分别为第一光电耦合传感器(16)和第二光电耦合传感器(17)。
7.根据权利要求5所述的一种用于3D打印耗材检测的装置，其特征在于：包括灵敏度调节按钮(20)，所述灵敏度调节按钮(20)连接处理器(18)。
8.根据权利要求5所述的一种用于3D打印耗材检测的装置，其特征在于：包括状态显示开关按钮(22)，所述状态显示开关按钮(22)连接处理器(18)。
9.根据权利要求5所述的一种用于3D打印耗材检测的装置，其特征在于：包括警报清楚按钮(23)，所述警报清除按钮(23)连接处理器(18)。
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