CN110450419B - 一种基于信息技术的3d打印机头及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于信息技术的3D打印机头，通过转动机械臂的一端接于移动轨道，转动机械臂的另一端接有喷头支撑架，喷头支撑架上具有若干第一接口，若干不同型号的第一喷头具有统一的第一插头，通过第一插头插入于第一接口以使若干不同型号的第一喷头设于喷头支撑架上；喷头配置架位于喷头支撑架同水平面的一侧，喷头配置架上具有若干不同大小的第二接口，若干不同型号的第二喷头具有不同大小的第二插头，通过若干第二插头插入于对应大小的第二接口以使若干不同型号的第二喷头设于喷头配置架上，实现提升3D打印机头对于喷头的拓展能力的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及为一种基于信息技术的3D打印机头及其控制方法。
背景技术
3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。一些复杂的模型需要多种材料同时打印完成，不同材料所需要的准备条件也不尽相同，例如：有些材料需要低温制备，有些材料需要高温制备，有些材料需要机械挤出等，为解决上述问题，3D打印机包括多个喷头，每个喷头都集成多个信号采集元件和多个执行元件，例如：温度传感器和压力传感器等采集元件，加热棒和电机等执行元件。其中，不同功能的喷头采取不同的执行元件以获得不同材料所需要的准备条件。然而，现有的3D打印机的各个喷头中集成的各个信号采集元件和各个执行元件，通常采用单独的信号线并行连接在3D打印机的主控制器上，由于不同功能的喷头的执行元件不同，因而不同功能的喷头之间无法直接替换。若在组装完成的3D打印机上增加喷头或者更换成不同功能的喷头，则需要增加很多信号线与主控制器连接，因此在现有的3D打印机上增加喷头或者更换成不同功能的喷头比较困难，喷头种类的扩展能力差。
发明内容
本发明旨在提升3D打印机头对于喷头的拓展能力，提供一种基于信息技术的3D打印机头。
本发明为解决技术问题采用如下技术手段：
本发明提供一种基于信息技术的3D打印机头，包括转动机械臂、喷头支撑架、喷头配置架和移动轨道；
所述转动机械臂的一端接于所述移动轨道，所述转动机械臂的另一端接有喷头支撑架，所述喷头支撑架上具有若干第一接口，若干不同型号的第一喷头具有统一的第一插头，通过所述第一插头插入于所述第一接口以使若干不同型号的第一喷头设于所述喷头支撑架上；
所述喷头配置架位于所述喷头支撑架同水平面的一侧，所述喷头配置架上具有若干不同大小的第二接口，若干不同型号的第二喷头具有不同大小的第二插头，通过若干第二插头插入于对应大小的所述第二接口以使若干不同型号的第二喷头设于所述喷头配置架上。
进一步地，所述转动机械臂的侧面固定有制热器，所述制热器与所述喷头支撑架上的一第一喷头连接。
进一步地，所述转动机械臂的一端设有控制箱，所述控制箱内部设有主控印制板、驱动电机和伸缩机；
所述伸缩机的伸缩杆与所述驱动电机的驱动齿轮连接，所述驱动电机的齿轮与所述转动机械臂固定连接；
通过所述伸缩机控制伸缩杆进行移动，使驱动电机在控制箱的内部活动，以及使所述转动机械臂在所述移动轨道上移动。
本发明还提出一种基于信息技术的3D打印机头控制方法，包括：
步骤(1)，获取用户输入的3D打印方案，所述3D打印方案包括3D打印线材信息和3D打印物件信息，其中，所述3D打印线材信息为3D打印线材的材料信息，所述3D打印物件信息为打印成品的形状信息；
步骤(2)，根据所述3D打印方案确定需要的喷头，并判断喷头支撑架上是否具有需要的喷头；
步骤(3)，若是，则执行3D打印过程。
进一步地，所述根据所述3D打印方案确定需要的喷头的步骤包括：
根据所述3D打印线材信息确定所需要的喷头型号。
进一步地，所述判断喷头支撑架上是否具有需要的喷头的步骤包括：
根据已确定好的喷头型号，调取预设的型号清单，以从所述型号清单中确定出与所述喷头型号对应的第二插头大小；
获取喷头配置架检测而反馈的与所述第二插头大小对应的第二接口上是否具有喷头的检测信息；
若所述检测信息为是，则判定为所述喷头支撑架上不具有对应型号的喷头。
进一步地，所述判定为所述喷头支撑架上不具有对应型号的喷头的步骤之后，包括：
指令伸缩机进行工作调节伸缩杆回缩，以使所述喷头支撑架接近喷头配置架；
指令驱动电机进行工作控制转动机械臂进行转动，转动至所述喷头支撑架上的无用喷头的第二插头对齐于喷头配置架的第二接口或转动至所述喷头支撑架上的第一接口对齐于喷头配置架上的有用喷头，其中，所述无用喷头为现安装于喷头支撑架上的与当前3D打印方案无关的喷头，所述有用喷头为根据3D打印方案确定得出的需求喷头；
完成将有用喷头安装至所述喷头支撑架之后，指令伸缩机的伸缩杆外伸，以使所述喷头支撑架返回原位置。
本发明提供了基于信息技术的3D打印机头及其控制方法，具有以下有益效果：
通过转动机械臂的一端接于移动轨道，转动机械臂的另一端接有喷头支撑架，喷头支撑架上具有若干第一接口，若干不同型号的第一喷头具有统一的第一插头，通过第一插头插入于第一接口以使若干不同型号的第一喷头设于喷头支撑架上；喷头配置架位于喷头支撑架同水平面的一侧，喷头配置架上具有若干不同大小的第二接口，若干不同型号的第二喷头具有不同大小的第二插头，通过若干第二插头插入于对应大小的第二接口以使若干不同型号的第二喷头设于喷头配置架上，实现提升3D打印机头对于喷头的拓展能力的技术效果。
附图说明
图1为本发明基于信息技术的3D打印机头一个实施例的整体结构分解透视图；
图2为本发明基于信息技术的3D打印机头一个实施例的控制箱的结构剖视图；
图3为本发明基于信息技术的3D打印机头的控制方法一个实施例的流程示意图；
本发明为目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的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的一部分实施例，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作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。
参考附图1，为本发明一实施例中的基于信息技术的3D打印机头的整体结构分解图；本发明提出的基于信息技术的3D打印机头，包括转动机械臂1、喷头支撑架3、喷头配置架5 和移动轨道2；
转动机械臂1的一端接于移动轨道2，转动机械臂1的另一端接有喷头支撑架3，喷头支撑架3上具有若干第一接口31，若干不同型号的第一喷头4具有统一的第一插头41，通过第一插头41插入于第一接口31以使若干不同型号的第一喷头4设于喷头支撑架3上；
喷头配置架5位于喷头支撑架3同水平面的一侧，喷头配置架5上具有若干不同大小的第二接口52，若干不同型号的第二喷头51具有不同大小的第二插头42，通过若干第二插头 42插入于对应大小的第二接口52以使若干不同型号的第二喷头51设于喷头配置架5上。
实施例1：
上述喷头支撑架3呈圆柱形，喷头支撑架3的外侧面等分的开设有三个第一接口31，三个第一接口31的长、宽、深度均相同，三个不同型号的第一喷头4均具有第一插头41和第二插头42，三个第一喷头4的第一插头41大小相等而第二插头42大小不等，三个第一喷头4通过第一插头41嵌入于喷头支撑架3上；因此，当在进行3D打印工程时，可以根据实际需要通过转动机械臂1转动以切换喷头；喷头配置架5上设有五个大小不等的第二接口52，每一个第二接口52对应一种型号的喷头，因为喷头支撑架3上已经嵌入有三个喷头，因此喷头配置架5上一般具有三个外露的第二接口52和两个嵌入于第二接口52的第二喷头51；可以理解，在本发明说明书的描述中，第一喷头4为嵌入于喷头支撑架3的喷头，第二喷头51 为嵌入于喷头配置架5的喷头。
实施例2：
在第二接口52对应位置的喷头配置架5内部设有光感器，通过光感器确定第二接口52 上是否具有第二喷头51，具体为，光感器具有a射线发射端和a射线接收端，通过a射线发射端发射出a射线，照射到第二喷头51时会反射回a射线接收端，即当a射线接收端接收到反馈而回的a射线时，判定当前第二接口52上具有喷头，反之，a射线发射端发射的a射线没有照射至第二喷头51，即第二喷头51当前不处于第二接口52上。
结合上述实施例1和2，本发明的3D打印机头实现了若干喷头的自主切换，当需要其他型号的喷头时，通过转动机械臂1在移动轨道2上移动，使喷头支撑架3靠近喷头配置架5，并通过转动机械臂1的旋转以向喷头配置架5上更换喷头，实现了多个不同型号喷头的切换，有效的提升了3D打印机头对于喷头的拓展能力。
实施例3：
转动机械臂1的侧面固定有制热器6，制热器6与喷头支撑架3上的一第一喷头4连接，该制热器6用于处理3D打印线材，随后将处理好的3D打线线材导入至第一喷头4上，制热器6仅与一第一喷头4连接。
参考附图2，为本发明基于信息技术的3D打印机头的控制箱7结构剖视图，实施例4：
转动机械臂1的一端设有控制箱7，控制箱7内部设有主控印制板71、驱动电机72和伸缩机73；
伸缩机73的伸缩杆与驱动电机72的驱动齿轮连接，驱动电机72的齿轮与转动机械臂1 固定连接；
通过伸缩机73控制伸缩杆进行移动，使驱动电机72在控制箱7的内部活动，以及使转动机械臂1在移动轨道2上移动。
参考附图3，为本发明提出的基于信息技术的3D打印机头控制方法的流程示意图，本发明提出的基于信息技术的3D打印机头控制方法包括：
S1，步骤(1)，获取用户输入的3D打印方案，3D打印方案包括3D打印线材信息和3D打印物件信息，其中，3D打印线材信息为3D打印线材的材料信息，3D打印物件信息为打印成品的形状信息；
S2，步骤(2)，根据3D打印方案确定需要的喷头，并判断喷头支撑架3上是否具有需要的喷头；
S3，步骤(3)，若是，则执行3D打印过程。
本发明的基于信息技术的3D打印机头控制方法的执行主体是设置于控制箱7内部的主控印制板71。
实施例5，根据3D打印方案确定需要的喷头的步骤包括：
S21，根据3D打印线材信息确定所需要的喷头型号。
由背景技术可理解，喷头用于喷涂不同种类的3D打印线材的效果不同，因此需要对应型号的喷头喷涂对应的3D打印线材，因此主控印制板71根据3D打印线材数据信息确定所需要的喷头进行喷涂。
实施例6，判断喷头支撑架3上是否具有需要的喷头的步骤包括：
S22，根据已确定好的喷头型号，调取预设的型号清单，以从型号清单中确定出与喷头型号对应的第二插头42大小；
S23，获取喷头配置架5检测而反馈的与第二插头42大小对应的第二接口52上是否具有喷头的检测信息；
S24，若检测信息为是，则判定为喷头支撑架3上不具有对应型号的喷头。
主控印制板71的内置主控单元预存有型号清单，当主控单元根据3D打印线材数据信息确定好所需要的喷头后，再根据该喷头的型号在型号清单中确认出该喷头的第二插头42的长、宽、高度的具体值，得到该具体值后，向喷头配置架5确认第二接口52上是否具有该具体值的喷头(确认方式参考上述实施例2)，若检测信息为是，则判定为喷头支撑架3上不具有对应型号的喷头，反之则具有。
实施例7，进一步的，判定为喷头支撑架3上不具有对应型号的喷头的步骤S24之后，包括：
S25，指令伸缩机73进行工作调节伸缩杆回缩，以使喷头支撑架3接近喷头配置架5；
S26，指令驱动电机72进行工作控制转动机械臂1进行转动，转动至喷头支撑架3上的无用喷头的第二插头42对齐于喷头配置架5的第二接口52/或转动至喷头支撑架3上的第一接口31对齐于喷头配置架5上的有用喷头，其中，无用喷头为现安装于喷头支撑架3上的与当前3D打印方案无关的喷头，有用喷头为根据3D打印方案确定得出的需求喷头；
S27，完成将有用喷头安装至喷头支撑架3之后，指令伸缩机73的伸缩杆外伸，以使喷头支撑架3返回原位置。
综上所述，通过转动机械臂1的一端接于移动轨道2，转动机械臂1的另一端接有喷头支撑架3，喷头支撑架3上具有若干第一接口31，若干不同型号的第一喷头4具有统一的第一插头41，通过第一插头41插入于第一接口31以使若干不同型号的第一喷头4设于喷头支撑架3上；喷头配置架5位于喷头支撑架3同水平面的一侧，喷头配置架5上具有若干不同大小的第二接口52，若干不同型号的第二喷头51具有不同大小的第二插头42，通过若干第二插头42插入于对应大小的第二接口52以使若干不同型号的第二喷头51设于喷头配置架5上，实现提升3D打印机头对于喷头的拓展能力的技术效果。
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 (5)
1.基于信息技术的3D打印机头，其特征在于，包括转动机械臂、喷头支撑架、喷头配置架和移动轨道；
所述转动机械臂的一端接于所述移动轨道，所述转动机械臂的另一端接有喷头支撑架，所述喷头支撑架上具有若干第一接口，若干不同型号的第一喷头具有统一的第一插头，通过所述第一插头插入于所述第一接口以使若干不同型号的第一喷头设于所述喷头支撑架上；
所述喷头配置架位于所述喷头支撑架同水平面的一侧，所述喷头配置架上具有若干不同大小的第二接口，若干不同型号的第二喷头具有不同大小的第二插头，通过若干第二插头插入于对应大小的所述第二接口以使若干不同型号的第二喷头设于所述喷头配置架上；
根据3D打印方案确定需要的喷头，在第二接口对应位置的喷头配置架内部设有光感器，通过光感器确定第二接口上是否具有需要的喷头，以此来判断喷头支撑架上是否具有需要的喷头。
2.根据权利要求1所述的基于信息技术的3D打印机头，其特征在于，所述转动机械臂的侧面固定有制热器，所述制热器与所述喷头支撑架上的一第一喷头连接。
3.根据权利要求1所述的基于信息技术的3D打印机头，其特征在于，所述转动机械臂的一端设有控制箱，所述控制箱内部设有主控印制板、驱动电机和伸缩机；
所述伸缩机的伸缩杆与所述驱动电机的驱动齿轮连接，所述驱动电机的齿轮与所述转动机械臂固定连接；
通过所述伸缩机控制伸缩杆进行移动，使驱动电机在控制箱的内部活动，以及使所述转动机械臂在所述移动轨道上移动。
4.一种基于信息技术的3D打印机头控制方法，其特征在于，包括：
步骤(1)，获取用户输入的3D打印方案，所述3D打印方案包括3D打印线材信息和3D打印物件信息，其中，所述3D打印线材信息为3D打印线材的材料信息，所述3D打印物件信息为打印成品的形状信息；
步骤(2)，根据所述3D打印方案确定需要的喷头，并判断喷头支撑架上是否具有需要的喷头；
步骤(3)，若是，则执行3D打印过程，
所述判断喷头支撑架上是否具有需要的喷头的步骤包括：
根据已确定好的喷头型号，调取预设的型号清单，以从所述型号清单中确定出与所述喷头型号对应的第二插头大小；
获取喷头配置架检测而反馈的与所述第二插头大小对应的第二接口上是否具有喷头的检测信息；
若所述检测信息为是，则判定为所述喷头支撑架上不具有对应型号的喷头，喷头支撑架上具有若干第一接口，若干不同型号的第一喷头具有统一的第一插头，
所述判定为所述喷头支撑架上不具有对应型号的喷头的步骤之后，包括：
指令伸缩机进行工作调节伸缩杆回缩，以使所述喷头支撑架接近喷头配置架；
指令驱动电机进行工作控制转动机械臂进行转动，转动至所述喷头支撑架上的无用喷头的第二插头对齐于喷头配置架的第二接口或转动至所述喷头支撑架上的第一接口对齐于喷头配置架上的有用喷头，其中，所述无用喷头为现安装于喷头支撑架上的与当前3D打印方案无关的喷头，所述有用喷头为根据3D打印方案确定得出的需求喷头；
完成将有用喷头安装至所述喷头支撑架之后，指令伸缩机的伸缩杆外伸，以使所述喷头支撑架返回原位置。
5.根据权利要求4所述的一种基于信息技术的3D打印机头控制方法，其特征在于，所述根据所述3D打印方案确定需要的喷头的步骤包括：
根据所述3D打印线材信息确定所需要的喷头型号。
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Legal Events
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Effective date of registration: 20200914 Address after: Room 1501, unit 1, building 2, No. 89, middle wuka Road, Aksu City, Aksu Prefecture, Xinjiang Uygur Autonomous Region 843000 Applicant after: Xing Rongxiang Address before: 324004 No.78, jiuhuabei Avenue, Kecheng District, Quzhou City, Zhejiang Province Applicant before: QUZHOU University |
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Effective date of registration: 20210108 Address after: 324004 No.78, jiuhuabei Avenue, Kecheng District, Quzhou City, Zhejiang Province Applicant after: QUZHOU University Address before: Room 1501, unit 1, building 2, 89 wuka Middle Road, Aksu City, Aksu Prefecture, Xinjiang Uygur Autonomous Region 843000 Applicant before: Xing Rongxiang |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20230412 Address after: 324000 room 316, building 1, No. 2, Yingchuan West Road, Baiyun Street, Kecheng District, Quzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Zhejiang Lize Technology Service Co.,Ltd. Address before: 324004 No.78, jiuhuabei Avenue, Kecheng District, Quzhou City, Zhejiang Province Patentee before: QUZHOU University |
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Effective date of registration: 20230725 Address after: 100000 Room 1001-06, 10th Floor, Building 11, Zone 4, Wangjing Dongyuan, Chaoyang District, Beijing Patentee after: KANGSHUO ELECTRIC GROUP CO.,LTD. Address before: 324000 room 316, building 1, No. 2, Yingchuan West Road, Baiyun Street, Kecheng District, Quzhou City, Zhejiang Province Patentee before: Zhejiang Lize Technology Service Co.,Ltd. |