CN110422690A - 一种3d打印软性线材收卷装置及其工作方法 - Google Patents

一种3d打印软性线材收卷装置及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种3D打印软性线材收卷装置及其工作方法，通过设置升降装置和若干储线装置，方便单个储线装置收卷完线材后更换另一个储线装置，通过设置固定机构、切断装置和测厚模块，可以对线盘上线材的厚度进行测量，在厚度达到阈值，可自动切断进线装置与线盘之间的线材，并通过升降装置和固定机构，将线材固定在另一线盘上，实现收卷线材时线盘的自动切换，通过设置位置测量模块，可以检测到线盘在升降装置上的位置，根据线盘上线材的厚度，实时调节线盘在升降装置上的位置，使进线装置与线盘之间的距离保持不变，从而避免因线盘上的线材厚度变化，导致线材收卷时的张力发生变化，对软性线材造成拉伸变形，影响软性线材的质量。

Description

一种3D打印软性线材收卷装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及3D打印材料生产技术领域，特别是指一种3D打印软性线材收卷装置及其工作方法。
背景技术
3D打印材料中包含TPU、TPE等软性材料，软性材料挤出成型后，需要电机带动线盘进行收卷，收卷时需要保持一定的张力，但如果张力过大则容易使线材受到拉伸变形，导致线材的尺寸变小，尤其是当储线架上的线材逐渐增多后，收卷线材时的直径增大，储线架外层线材和挤出机之间的距离缩短，如果保持固定的速度和张力对线材进行收卷，软性线材会在拉伸过程中受到变形，虽然现有技术中提供了一种张力控制系统，但在收卷过程中更换线盘时，张力控制系统难以准确迅速地应对因更换线盘带来的张力突然变化。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种3D打印软性线材收卷装置及其工作方法，能够在收卷软性线材时，使张力不受线材厚度增大及更换线盘的影响。
基于上述目的本发明提供的一种3D打印软性线材收卷装置，包括：
升降装置；
进线装置，安装在升降装置的一侧；
切断装置，安装在进线装置的一侧；
储线装置，设置为若干个，安装在升降装置中，并可在升降装置的带动下升降，包括，
线盘，安装在升降装置上；
固定机构，安装在线盘上，用于固定线材；
收卷电机，与线盘连接，可带动线盘转动；
测厚模块，安装在线盘上，用于测量线盘上线材的厚度；
位置测量模块，安装在线盘上，用于测量线盘的位置；
处理器，读取测厚模块和位置测量模块的测量结果，控制升降装置的运行状态，并根据位置测量模块的测量结果，控制切断装置、切断装置和固定机构工作。
优选地，升降装置包括：
纵向设置的环形导轨；
提升电机，可带动环形导轨转动；
储线装置固定在环形导轨上。
优选地，进线装置包括：
轨道，设置在升降装置一侧；
进线机构，活动安装在轨道上；
移动电机，与进线机构连接，可带动进线机构沿轨道移动。
优选地，线盘上设有接触检测模块。
优选地，线盘上设有角度传感器。
一种3D打印软性线材收卷装置工作方法，包括以下步骤：
进线装置将线材导入，并输送至储线装置的线盘上；
固定机构将线材的一端固定在线盘上；
收卷电机转动，带动线盘转动，将线材收卷于线盘上；
测厚模块对线盘上收卷的线材的厚度进行检测，发送给处理器，处理器根据测得的线材厚度与位置测量模块测得的线盘位置，控制升降装置带动线盘移动，使线盘与进线装置之间的距离保持不变；
处理器判断测得的线材的厚度超过预设的阈值时，启动切断装置切断进线装置与线盘之间的线材；
处理器控制升降装置，将另一储线装置的线盘移动到进线装置一侧；
重复线材导入、线材固定、线材收卷步骤，直至切断装置切断进线装置与线盘之间的线材。
优选地，在进线装置中设置有轨道、进线机构和移动电机，处理器控制升降装置带动线盘移动时，可控制移动电机带动进线机构沿轨道移动，调节线盘与进线装置之间的距离保持不变。
优选地，在线盘上设置接触检测模块，处理器通过读取线材与线盘的接触的测量结果，控制固定机构将线材的一端固定在线盘上。
优选地，在线盘上设置角度传感器，处理器通过读取角度传感器测得的角度信息，在将另一储线装置的线盘移动到进线装置一侧时，通过收卷电机调节该线盘的角度，使固定机构朝向进线装置。
从上面所述可以看出，本发明提供的3D打印软性线材收卷装置及其工作方法，通过设置升降装置和若干储线装置，可实现多个储线装置的组合使用，方便单个储线装置收卷完线材后更换另一个储线装置，通过设置固定机构、切断装置和测厚模块，可以对线盘上线材的厚度进行测量，在厚度达到阈值，即线盘收卷了足够的线材后，可自动切断进线装置与线盘之间的线材，并通过升降装置和固定机构，将线材固定在另一线盘上，实现收卷线材时线盘的自动切换，通过设置位置测量模块，可以检测到线盘在升降装置上的位置，根据线盘上线材的厚度，实时调节线盘在升降装置上的位置，使进线装置与线盘之间的距离保持不变，从而避免因线盘上的线材厚度变化，导致线材收卷时的张力发生变化，对软性线材造成拉伸变形，影响软性线材的质量。
附图说明
图1为本发明实施例的线材收卷装置结构示意图；
图2为本发明实施例的储线装置侧视结构示意图；
图3为本发明实施例的线材收卷装置各模块信号连接示意图；
图4为本发明实施例的线材收卷装置工作方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
一种3D打印软性线材收卷装置，包括升降装置，升降装置的一侧安装有进线装置2，进线装置2的一侧安装有切断装置3，升降装置中安装有若干储线装置4，储线装置4可在升降装置的带动下升降，储线装置4包括安装在升降装置上的线盘41，线盘41上安装有用于固定线材的固定机构42，线盘41连接有带动其转动的收卷电机，线盘41上还安装有用于测量线盘41上线材厚度的测厚模块43，以及用于测量线盘41位置的位置测量模块44，本收卷装置中设有处理器，读取测厚模块43和位置测量模块44的测量结果，控制升降装置的运行状态，并根据位置测量模块44的测量结果，控制切断装置3、切断装置3和固定机构42工作。
通过设置升降装置和若干储线装置4，可实现多个储线装置4的组合使用，方便单个储线装置4收卷完线材后更换另一个储线装置4，通过设置固定机构42、切断装置3和测厚模块43，可以对线盘41上线材的厚度进行测量，在厚度达到阈值，即线盘41收卷了足够的线材后，可自动切断进线装置2与线盘41之间的线材，并通过升降装置和固定机构42，将线材固定在另一线盘41上，实现收卷线材时线盘41的自动切换，通过设置位置测量模块44，可以检测到线盘41在升降装置上的位置，根据线盘41上线材的厚度，实时调节线盘41在升降装置上的位置，使进线装置2与线盘41之间的距离保持不变，从而避免因线盘41上的线材厚度变化，导致线材收卷时的张力发生变化，对软性线材造成拉伸变形，影响软性线材的质量。
可选的，切断机构可选用割刀，固定机构42可选用固定夹或固定扣，测厚模块43可选用超声波传感器，位置测量模块44可选用位移传感器。
可选的，升降装置包括纵向设置的环形导轨1，环形导轨1连接有可带动其转动的提升电机，储线装置4固定在环形导轨1上，即环形导轨1转动时，储线装置4随之移动，通过设置环形导轨1，在环形导轨1上将各储线装置4等距设置，可实现各储线装置4的同步移动，方便线材收卷时各储线装置4间的更换。
可选的，进线装置2包括轨道21，设置在升降装置的一侧，轨道21上活动安装有进线机构22，进线机构22连接有移动电机，移动电机可带动进线机构22沿轨道21移动，通过设置轨道21、进线机构22和移动电机，可在需要调节张力，而升降装置的调节作用有限时，通过调节进线机构22在轨道21中的位置，更精确地调节进线机构22与线盘41之间的距离，实现张力的稳定。
可选的，线盘41上设置有接触检测模块，可通过检测线材与线盘41的接触，自动启动固定机构42，提高本装置的自动化程度。
可选的，线盘41上设置有角度传感器45，可通过测量线盘41的角度，在需要更换线盘41时，将线盘41旋转至其固定机构42朝向进线装置2一侧，方便对线材进行固定夹紧。
一种3D打印软性线材收卷装置工作方法，包括以下步骤：
进线装置2将线材导入，并输送至储线装置4的线盘41上；
固定机构42将线材的一端固定在线盘41上；
收卷电机转动，带动线盘41转动，将线材收卷于线盘41上；
测厚模块43对线盘41上收卷的线材的厚度进行检测，发送给处理器，处理器根据测得的线材厚度与位置测量模块44测得的线盘41位置，控制升降装置带动线盘41移动，使线盘41与进线装置2之间的距离保持不变；
处理器判断测得的线材的厚度超过预设的阈值时，启动切断装置3切断进线装置2与线盘41之间的线材；
处理器控制升降装置，将另一储线装置4的线盘41移动到进线装置2一侧；
重复线材导入、线材固定、线材收卷步骤，直至切断装置3切断进线装置2与线盘41之间的线材。
通过升降装置和若干储线装置4的组合使用，方便单个储线装置4收卷完线材后更换另一个储线装置4，通过对线盘41上线材的厚度进行测量，在厚度达到阈值，即线盘41收卷了足够的线材后，可自动切断进线装置2与线盘41之间的线材，并通过升降装置和固定机构42，将线材固定在另一线盘41上，实现收卷线材时线盘41的自动切换，通过设置位置测量模块44，可以检测到线盘41在升降装置上的位置，根据线盘41上线材的厚度，实时调节线盘41在升降装置上的位置，使进线装置2与线盘41之间的距离保持不变，从而避免因线盘41上的线材厚度变化，导致线材收卷时的张力发生变化，对软性线材造成拉伸变形，影响软性线材的质量。
可选的，在进线装置2中设置有轨道21、进线机构22和移动电机，处理器控制升降装置带动线盘41移动时，可控制移动电机带动进线机构22沿轨道21移动，调节线盘41与进线装置2之间的距离保持不变，使调节线盘41与进线装置2之间的距离时更加灵活和准确。
可选的，在线盘41上设置接触检测模块，处理器通过读取线材与线盘41的接触的测量结果，控制固定机构42将线材的一端固定在线盘41上，提高自动化程度。
可选的，在线盘41上设置角度传感器45，处理器通过读取角度传感器45测得的角度信息，在将另一储线装置4的线盘41移动到进线装置2一侧时，通过收卷电机调节该线盘41的角度，使固定机构42朝向进线装置2。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种3D打印软性线材收卷装置，其特征在于，包括：
升降装置；
进线装置，安装在所述升降装置的一侧；
切断装置，安装在所述进线装置的一侧；
储线装置，设置为若干个，安装在所述升降装置中，并可在所述升降装置的带动下升降，包括，
线盘，安装在所述升降装置上；
固定机构，安装在所述线盘上，用于固定线材；
收卷电机，与所述线盘连接，可带动所述线盘转动；
测厚模块，安装在所述线盘上，用于测量线盘上线材的厚度；
位置测量模块，安装在所述线盘上，用于测量线盘的位置；
处理器，读取所述测厚模块和所述位置测量模块的测量结果，控制所述升降装置的运行状态，并根据所述位置测量模块的测量结果，控制所述切断装置、切断装置和所述固定机构工作。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印软性材料收卷装置，其特征在于，所述升降装置包括：
纵向设置的环形导轨；
提升电机，可带动所述环形导轨转动；
所述储线装置固定在所述环形导轨上。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印软性材料收卷装置，其特征在于，所述进线装置包括：
轨道，设置在所述升降装置一侧；
进线机构，活动安装在所述轨道上；
移动电机，与所述进线机构连接，可带动所述进线机构沿所述轨道移动。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印软性材料收卷装置，其特征在于，所述线盘上设有接触检测模块。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印软性材料收卷装置，其特征在于，所述线盘上设有角度传感器。
6.一种3D打印软性线材收卷装置工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
进线装置将线材导入，并输送至储线装置的线盘上；
固定机构将线材的一端固定在所述线盘上；
收卷电机转动，带动线盘转动，将线材收卷于线盘上；
测厚模块对线盘上收卷的线材的厚度进行检测，发送给处理器，处理器根据测得的线材厚度与位置测量模块测得的线盘位置，控制升降装置带动线盘移动，使所述线盘与所述进线装置之间的距离保持不变；
处理器判断测得的线材的厚度超过预设的阈值时，启动切断装置切断进线装置与所述线盘之间的线材；
处理器控制升降装置，将另一储线装置的线盘移动到所述进线装置一侧；
重复线材导入、线材固定、线材收卷步骤，直至切断装置切断进线装置与所述线盘之间的线材。
7.根据权利要求6所述的一种3D打印软性线材收卷装置工作方法，其特征在于，在进线装置中设置有轨道、进线机构和移动电机，处理器控制升降装置带动线盘移动时，可控制移动电机带动进线机构沿轨道移动，调节所述线盘与所述进线装置之间的距离保持不变。
8.根据权利要求9所述的一种3D打印软性线材收卷装置工作方法，其特征在于，在所述线盘上设置接触检测模块，处理器通过读取线材与所述线盘的接触的测量结果，控制固定机构将线材的一端固定在所述线盘上。
9.根据权利要求6所述的一种3D打印软性材料收卷装置工作方法，其特征在于，在所述线盘上设置角度传感器，处理器通过读取角度传感器测得的角度信息，在将另一储线装置的线盘移动到所述进线装置一侧时，通过收卷电机调节该线盘的角度，使固定机构朝向所述进线装置。
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