CN111267343B - 自动打印机器人及3d打印系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动打印机器人及3D打印系统，涉及3D打印设备技术领域，以在一定程度上优化3D打印作业流程，提高作业效率。本发明提供的自动打印机器人,用于3D打印装置，包括机架机械手、抓取机构以及铲件装置；机械手与抓取机构相连接，机械手设置于机架上，机械手用于驱动抓取机构移动，抓取机构用于抓取3D打印装置的成型平台；铲件装置设置于机架上，用于铲除成型平台上的打印件。通过机械手和抓取机构将成型平台抓取至铲件装置处进行铲件作业。待完成铲件后，再次通过抓取机构将成型平台抓取到3D打印装置处，进行3D打印，从而形成流水作业，提高作业效率。

Description

自动打印机器人及3D打印系统

技术领域

本发明涉及3D打印设备技术领域，尤其是涉及一种自动打印机器人及3D打印系统。

背景技术

3D打印机是快速成型的一种工艺，采用层层堆积的方式分层制作出三维模型，现阶段3D打印技术应用的领域越来越多，而对于现有的光固化3D打印，在每完成一次打印操作后，对于成型平台的拆卸、移动、铲件以及再次移动安装均需要人工完成。但由于人工作业的效率较低且在铲件的过程中由于受力不均导致成型平台上仍会残留打印料，因此，极大的降低了作业效率及打印件的完整性。

因此，急需提供一种自动打印机器人及3D打印系统以在一定程度上解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动打印机器人及3D打印系统，以在一定程度上优化3D打印作业流程，提高作业效率。

本发明提供一种自动打印机器人，用于3D打印装置，包括机架、机械手、抓取机构、连接架以及铲件装置；所述3D打印装置上设有第一锁紧机构，所述机架与所述连接架相连接，所述连接架上设有连接部，所述连接部上连接有第二锁紧机构，所述连接架上还设有驱动机构及检测机构；所述机械手与所述抓取机构相连接，所述机械手设置于所述机架上，所述机械手用于驱动所述抓取机构移动，所述抓取机构用于抓取所述3D打印装置的成型平台，所述成型平台包括打印面板；所述抓取机构上设有摆动臂，当需要对所述第一锁紧机构和所述第二锁紧机构进行锁定和解锁时，均可通过摆动臂的转动实现；所述铲件装置设置于所述机架上，所述铲件装置包括铲刀，用于铲除所述成型平台上的打印件；当所述成型平台的打印作业结束后，通过所述抓取机构将所述3D打印装置上的所述第一锁紧机构与所述成型平台分离，并将所述成型平台抓取移动至所述铲件装置处，使所述打印面板的打印面与所述铲刀相贴合，再将所述铲件装置上的所述第二锁紧机构与所述成型平台锁紧固定；固定后，所述连接部上的所述检测机构检测到所述成型平台，从而控制所述驱动机构启动，所述驱动机构驱动所述连接部向靠近所述驱动机构的方向移动，从而实现自动铲件作业；当铲件完成后，所述驱动机构驱动所述连接部回复到初始位置，所述抓取机构将所述成型平台与所述铲件装置处的所述第二锁紧机构分离，并再次移动到所述3D打印装置处，与所述3D打印装置上的所述第一锁紧机构相连接，实现所述成型平台的重复利用。

其中，所述铲件装置包括固定机构，所述固定机构设置在所述机架上，所述铲刀设置在所述固定机构上，且所述铲刀具有沿第一方向延伸的刀面；所述成型平台能够沿第二方向相对所述铲刀运动，且所述铲刀在铲件状态下始终与所述成型平台的打印面相贴合。

具体地，所述固定机构包括两个沿所述第一方向间隔设置的第一固定件，所述第一固定件与所述机架相连接，所述铲刀架设在所述第一固定件上。

进一步地，所述固定机构还包括第二固定件，所述第二固定件与所述第一固定件对应设置，所述第二固定件的端部与所述第一固定件的端部相铰接，且所述第一固定件与第二固定件之间设有弹性件，所述弹性件对所述第二固定件具有推力，以使所述第二固定件具有向远离所述第一固定件的方向运动的趋势；所述铲刀架设于所述第二固定件上，以使所述铲刀能够与所述成型平台的打印面紧密贴合。

更进一步地，所述第二锁紧机构与所述成型平台可拆卸连接，所述连接部可在所述连接架上沿所述第二方向滑动，以带动所述成型平台在所述连接架上沿所述第二方向滑动。

其中，所述连接架上沿所述第二方向开设有导向轨，所述连接部上对应所述导向轨开设有导向槽，所述连接部能够带动所述第二锁紧机构沿所述导向轨往复运动，所述第二锁紧机构与所述成型平台可拆卸连接；所述驱动机构能够驱动所述连接部沿所述第二方向运动，所述检测机构与所述驱动机构电连接；所述检测机构用于检测所述成型平台是否与所述第二锁紧机构相连接。

具体地，所述第一锁紧机构和所述第二锁紧机构均包括安装块、滑块、凸轮以及手柄；所述安装块上开设有第一安装槽，所述滑块滑动设置于所述第一安装槽内，所述滑块上开设有第二安装槽，所述凸轮转动设置于所述第二安装槽内，所述手柄与所述凸轮固定连接，能够带动所述凸轮转动；当所述凸轮转动时，所述凸轮与所述第二安装槽接触，使所述滑块能够在所述第一安装槽内向靠近所述成型平台的方向滑动，从而通过所述滑块与所述固定板的配合，将所述成型平台上的连接块夹紧。

进一步地，所述抓取机构包括基座、第一抓手、第二抓手以及摆动臂；所述第一抓手与所述第二抓手滑动设置于所述基座上，用于抓取所述成型平台，所述摆动臂转动设置于所述基座上，且能够与所述手柄相接触，使所述手柄带动所述凸轮转动，从而使所述第一锁紧机构或所述第二锁紧机构能够与所述成型平台锁定连接。

相对于现有技术，本发明提供的自动打印机器人具有以下优势：

本发明提供的自动打印机器人，用于3D打印装置，包括机架机械手、抓取机构以及铲件装置；机械手与抓取机构相连接，机械手设置于机架上，机械手用于驱动抓取机构移动，抓取机构用于抓取3D打印装置的成型平台；铲件装置设置于机架上，用于铲除成型平台上的打印件。

由此分析可知，本申请中机械手能够在机架上移动，并带动抓取机构移动，从而能够将成型平台移动到铲件装置处，待铲件作业结束后，再次将成型平台移动到3D打印装置处进行打印作业。

当3D打印装置的成型平台在一次打印结束后，成型平台被抓取机构抓取，并通过机械手在机架上携带着打印件共同移动至铲件装置处。之后通过铲件装置将成型平台上的打印件铲除，铲除打印件后，再通过机械手和抓取机构将成型平台移动至3D打印装置处，再次进行3D打印作业。重复上述动作，从而能够行成流水作业，提高作业效率。

此外，本发明还提供一种3D打印机，包括上述的自动打印机器人以及3D打印装置；所述3D打印装置包括所述成型平台、驱动所述成型平台沿第三方向移动的升降机构以及盛放打印料液的料盘；当所述3D打印装置完成打印作业，所述抓取机构能够将所述成型平台抓取移动至所述铲件装置处，且使所述成型平台的所述打印面与所述铲刀相贴合。

其中，本发明提供的3D打印系统，还包括接件盒，所述接件盒位于所述铲件装置处，且与所述机架可拆卸连接，用于盛接铲离所述成型平台的打印件。

具体地，本发明提供的3D打印系统，还包括加液装置，所述加液装置与所述料盘相连通，用于向所述料盘内注入料液。

进一步地，本发明提供的3D打印系统，还包括清洗装置、风干装置、后固化装置；所述清洗装置用于清洗所述成型平台，所述风干装置用于干燥打印件，所述后固化装置用于加固所述打印件。

更进一步地，本发明提供的3D打印系统，还包括多个暂存位，所述暂存位用于存放所述成型平台。

在上述技术方案中，由于机械手能够在机架上移动，因此能够带动抓取机构移动，从而在3D打印作业结束后，能够将成型平台抓取至铲件装置处进行铲件作业。待完成铲件后，再次通过抓取机构将成型平台抓取到3D打印装置处，进行3D打印，从而形成流水作业，提高作业效率。因此，能够在一定程度上优化3D打印作业流程，提高作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的3D打印系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的自动打印机器人中铲件装置第一视角的整体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的自动打印机器人中铲件装置第二视角的整体结构示意图；

图4为图2中A处的局部放大图；

图5为本发明实施例提供的自动打印机器人铲件后的整体结构示意图；

图6为本发明实施例提供的自动打印机器人中锁紧机构与成型平台锁定状态结构示意图；

图7为本发明实施例提供的3D打印装置的打印端的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的3D打印装置配以加液装置后的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的3D打印系统的整体布局示意图。

图中：1-机械手；2-抓取机构；3-机架；4-成型平台；401-打印件；402-打印面板；403-连接块；5-铲刀；6-第一固定件；7-第二固定件；8-铰链；9-弹性件；10-连接架；1001-连接部；1002-导向轨；11-第二锁紧机构；1101-安装块；1102-滑块；1103-凸轮；1104-固定板；1105-手柄；12-驱动机构；13-检测机构；14-升降机构；15-接件盒；16-料盘；17-加液装置；18-清洗装置；19-风干装置；20-后固化装置；21-暂存位；22-3D打印装置；2201-第一锁紧机构；

S1-第一方向；S2-第二方向；S3-第三方向。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案送行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式送行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

图1为本发明实施例提供的3D打印系统的整体结构示意图。

如图1所示，本发明提供一种自动打印机器人，用于3D打印装置22，包括机械手1、抓取机构2、机架3以及铲件装置；机械手1与抓取机构2相连接，机械手1设置在机架3上，机械手1用于驱动抓取机构2移动，抓取机构2用于抓取3D打印装置22的成型平台4；铲件装置设置于机架3上，用于铲除成型平台4上的打印件401。

相对于现有技术，本发明提供的自动打印机器人具有以下优势：

本发明提供的自动打印机器人，机械手1能够在机架3上移动，并带动抓取机构2移动，从而能够将成型平台4从3D打印装置22处移动到铲件装置处，待铲件作业结束后，再次将成型平台4移动到3D打印装置22处进行打印作业。

当3D打印装置22的成型平台4在一次打印结束后，成型平台4被抓取机构2抓取，并通过机械手1在机架3上携带着打印件401共同移动至铲件装置处。之后通过铲件装置将成型平台4上的打印件401铲除，铲除打印件401后，再通过机械手1和抓取机构2将成型平台4移动至3D打印装置22处，再次进行3D打印作业。重复上述动作，从而能够行成流水作业，提高作业效率。

图2为本发明实施例提供的自动打印机器人中铲件装置第一视角的整体结构示意图；图3为本发明实施例提供的自动打印机器人中铲件装置第二视角的整体结构示意图；图4为图2中A处的局部放大图；图5为本发明实施例提供的自动打印机器人铲件后的整体结构示意图。

其中，如图1-图5所示，铲件装置包括固定机构及铲刀5，固定机构设置在机架3上，铲刀5设置在固定机构上，且铲刀5具有沿第一方向延伸的刀面；成型平台4能够沿第二方向相对铲刀5运动，且铲刀5在铲件状态下始终与成型平台4的打印面相贴合。

当3D打印装置22的成型平台4在一次打印结束后，成型平台4携带着打印件401共同移动，并使打印面与自动打印机器人的铲刀5相贴合。之后通过将成型平台4在第二方向S2上相对铲刀5移动，使铲刀5能够将打印面上的打印件401铲离。

由于在铲件过程中，使成型平台4相对铲刀5移动，因此，铲刀5能够始终与成型平台4保持贴合状态，从而使铲件效果更好。

此处需要补充说明的是，本申请中优选地，第一方向S1与第二方向S2互相垂直，即铲刀5的延伸方向与成型平台4的移动方向相垂直，从而使铲刀5的铲件效果更好。

需要说明的是，铲刀5沿第一方向S1的长度不小于成型平台4沿第一方向S1的长度，以保证铲刀5能够将成型平台4上的打印件401完全铲除。

本申请中成型平台4包括打印面板402，打印面板402用于进行3D打印作业。

具体地，如图1-图5所示，固定机构包括两个沿第一方向间隔设置的第一固定件6，第一固定件6与机架3相连接，铲刀5架设在第一固定件6上。

优选地，铲刀5架设在两个间隔设置的第一固定件6上，且两个第一固定件6分别位于铲刀5的第一方向S1上的两端，能够使铲刀5始终与打印面相贴合，从而能够稳定的对成型平台4上的打印件401进行铲除。

本申请中优选地，第一固定件6固定设置在机架3上，而间隔设置能够在铲件过程中为打印件401留有空间，使打印平台能够顺利的沿第二方向S2移动，即第一固定件6不会影响铲刀5的铲件作业。

进一步地，如图1-图5所示，固定机构还包括第二固定件7，第二固定件7与第一固定件6对应设置，第二固定件7的端部与第一固定件6的端部相铰接，且第一固定件6与第二固定件7之间设有弹性件9，弹性件9对第二固定件7具有推力，以使第二固定件7具有向远离第一固定件6的方向运动的趋势；铲刀5架设于第二固定件7上，以使铲刀5能够与成型平台4的打印面紧密贴合。

本申请中优选地，第一固定件6与第二固定件7的一端通过铰链8铰接，且远离铰接端的第一固定件6与第二固定件7之间设有弹性件9，使铲刀5的铲件端能够具有远离第一固定件6方向运动的趋势，从而能够使铲刀5更加紧密的与打印面板402的打印面相贴合，进而使铲刀5的铲件效果更好，有利于将打印面上的打印件401彻底铲除，不易在打印面上残留打印料。

本申请中的第二固定件7与第一固定件6相对应设置，保证了铲刀5两端均能够与打印面紧密贴合。

此处需要补充说明的是，本申请中实现第一固定件6与第二固定件7的一端铰接的方式不仅限于采用铰链8，转轴等结构均可实现第一固定件6与第二固定件7的一端铰接。本申请优选地，弹性件9采用弹簧，且弹簧的一端与第一固定件6固定连接，另一端与第二固定件7固定连接，从而能够避免弹簧弹出第一固定件6与第二固定件7之间。

其中，如图1-图5所示，本发明提供的自动打印机器人，还包括连接架10，连接架10沿第二方向延伸，且与机架3相连接；连接架10上设有连接部1001，连接部1001可在连接架10上沿第二方向S2滑动，连接部1001上连接有第二锁紧机构11，第二锁紧机构11与成型平台4可拆卸连接，以带动成型平台4在连接架10上沿第二方向滑动。

当成型平台4打印作业结束后，将成型平台4进行移动，成型平台4携带打印件401移动，并使成型平台4的打印面板402的打印面与铲刀5相贴合，再通过第二锁紧机构11将成型平台4的位置固定。由于连接架10上滑动设有连接部1001，连接部1001与第二锁紧机构11相连接，因此，连接部1001能够带动第二锁紧机构11在连接架10上沿第二方向S2移动，从而带动成型平台4在第二方向S2上移动，进而实现打印面板402上的打印件401的铲除。

本申请中的第二锁紧机构11可以为锁紧抓手等结构，以实现成型平台4在铲件装置上的固定，也可以在第二锁紧机构11上开设卡槽，成型平台4上对应卡槽的位置开设卡扣，通过卡槽与卡扣的配合实现对成型平台4的锁紧和可拆卸连接。

本申请中的连接架10与机架3固定连接，使成型平台4能够稳定的在连接架10上沿第二方向S2移动。

具体地，如图1-图5所示，连接架10上沿第一方向开设有导向轨1002，连接部1001上对应导向轨1002开设有导向槽，连接部1001能够带动第二锁紧机构11沿导向轨1002往复运动，第二锁紧机构11与成型平台4可拆卸连接；连接架10上还设有驱动机构12及检测机构13，驱动机构12能够驱动连接部1001沿第二方向运动，检测机构13与驱动机构12电连接；检测机构13用于检测成型平台4是否与第二锁紧机构11相连接，并控制驱动机构12的启停。

通过导向轨1002与导向槽的配合，能够简单快捷的使连接部1001在连接架10上沿第二方向S2进行往复运动，使铲件作业能够更加稳定的进行。

在本申请的其他实施方式中，铲件装置并没有设有连接架10，机械手1可以直接驱动成型平台4在第二方向S2上移动，进而实现打印面板402上的打印件401的铲除。

第二锁紧机构11与成型平台4可拆卸连接，当铲件作业结束后，连接部1001在导向轨1002上反向运动到初始位置，再将第二锁紧机构11与成型平台4分离，成型平台4可以再次移动到3D打印装置22的打印端进行3D打印作业。

本申请中的驱动机构12位于连接架10的一端，且在非铲件状态下，连接部1001位于连接架10远离驱动机构12的一端，连接部1001通过驱动机构12的驱动向靠近或远离驱动机构12的一端移动。本申请中的初始位置为连接部1001在非铲件状态下位于连接架10上的位置。

铲件时，驱动机构12驱动连接部1001向靠近驱动机构12的方向移动，从而带动成型平台4移动，进而使铲刀5能够对打印面板402上的打印件401进行铲除。铲件结束后，驱动机构12驱动连接部1001向远离驱动机构12的方向移动，并使连接部1001回复到初始位置，再将成型平台4与第二锁紧机构11分离，完成铲件作业。

此处需要补充说明的是，本申请中的驱动机构12可以为电机，但不仅限于采用电机，也可以采用如伸缩臂或液压缸等结构实现连接部1001在第二方向S2的往复运动。

本申请中的检测机构13与连接部1001固定连接，当检测机构13检测到成型平台4与第二锁紧机构11连接后，驱动机构12启动，驱动机构12驱动连接部1001带动第二锁紧机构11向靠近驱动机构12的方向移动，从而完成铲件作业。本申请设置检测机构13能够在一定程度上避免连接部1001的误动作。

此处需要补充说明的是，本申请中的检测机构13优选地为光电传感器，也可以在连接架10上设置压力传感器，当第二锁紧机构11与成型平台4连接后，压力传感器能够感应到压力的变化，从而控制驱动机构12驱动连接部1001移动。

图6为本发明实施例提供的自动打印机器人中锁紧机构与成型平台锁定状态结构示意图。

其中，如图1-图6所示，第一锁紧机构2201和第二锁紧机构11均包括安装块1101、滑块1102、凸轮1103以及手柄1105；安装块1101上开设有第一安装槽，滑块1102滑动设置于第一安装槽内，滑块1102上开设有第二安装槽，凸轮1103转动设置于第二安装槽内，手柄1105与凸轮1103固定连接，能够带动凸轮1103转动；当凸轮1103转动时，凸轮1103与第二安装槽接触，使滑块1102能够在第一安装槽内向靠近成型平台的方向滑动，从而通过滑块1102与固定板1104的配合，将成型平台上的连接块403夹紧。

本申请中成型平台4包括连接块403和打印面板402，第一锁紧机构2201和第二锁紧机构11均包括固定板1104。当转动手柄1105时，手柄1105能够带动凸轮1103转动，从而压动滑块1102，使滑块1102能够在第一安装槽内向靠近成型平台4的方向滑动，从而通过与固定板1104的配合，将成型平台4的连接块403夹紧，进而使第一锁紧机构2201或第二锁紧机构11均能够与成型平台4锁定连接。上述锁定连接是指第一锁紧机构2201或第二锁紧机构11对成型平台4进行锁紧，成型平台4此时与第一锁紧机构2201或第二锁紧机构11固定连接。

具体地，如图1-图6所示，抓取机构2包括基座、第一抓手、第二抓手以及摆动臂；第一抓手与第二抓手滑动设置于基座上，用于抓取成型平台4，摆动臂转动设置于基座上，且能够与手柄1105相接触，使手柄1105带动凸轮1103转动，从而使第一锁紧机构2201或第二锁定机构11均能够与成型平台4锁定连接。

本申请中对成型平台4的抓取方式可以为使第一抓手与第二抓手相向运动，从而通过夹持力对成型平台4进行抓取。也可以在连接块403上开设导向槽，使第一抓爪与第二抓手在导向槽内相背运动，从而通过张力对成型平台4进行抓取。

并且，由于本申请中的抓取机构2上设置了摆动臂，且摆动臂能够与手柄1105相接触，因此，当需要对第一锁紧机构2201或第二锁紧机构11进行锁定和解锁时，均可以通过摆动臂的转动实现。

图7为本发明实施例提供的3D打印装置的结构示意图；图8为本发明实施例提供的3D打印装置配以加液装置后的结构示意图；图9为本发明实施例提供的3D打印系统的整体布局示意图。

此外，如图1-图9所示，本发明还提供一种3D打印系统，包括上述的自动打印机器人以及3D打印装置22；3D打印装置22包括成型平台4、驱动成型平台4沿第三方向S3移动的升降机构14以及盛放打印料液的料盘16；当3D打印装置22完成打印作业，抓取机构2能够将成型平台4抓取移动至铲件装置处，且使成型平台的打印面与铲刀相贴合。

本申请提供的3D打印系统中，铲件装置上设有第二锁紧机构11，3D打印装置22上设有第一锁紧机构2201，成型平台4在3D打印装置22处与第一锁紧机构2201相连接，第一锁紧机构2201能够在升降机构14的驱动下沿第三方向S3往复运动，从而实现3D打印。在本申请的某些实施例中，升降机构14由电机和丝杆模组组成。

当成型平台4的打印作业结束后，通过抓取机构2将3D打印装置22上的第一锁紧机构2201与成型平台4分离，并将成型平台4抓取移动至铲件装置处，使打印面板402的打印面与铲刀5相贴合。再将铲件装置上的第二锁紧机构11与成型平台4锁紧固定，固定后，连接部1001上的检测机构13检测到成型平台4，从而控制驱动机构12启动，驱动机构12驱动连接部1001向靠近驱动机构12的方向移动，从而实现自动铲件作业。

当铲件完成后，驱动机构12驱动连接部1001回复到初始位置，抓取机构2将成型平台4与铲件装置处的第二锁紧机构11分离，并再次移动到3D打印装置22处，与3D打印装置22上的第一锁紧机构2201相连接，实现成型平台4的重复利用。

此处需要补充说明的是，本申请中的抓取机构2具有三轴移动功能，可以采用三轴机械手1等结构实现对成型平台4的抓取。

通过上述操作，能够减少人工对3D打印作业以及铲件作业的干预程度，从而提高了作业效率。

其中，如图1-图9所示，本发明提供的自动打印机器人，还包括接件盒15，接件盒15位于铲件装置的下方，且与机架3可拆卸连接，用于盛接铲离成型平台4的打印件401。料盘16用于盛放打印料液。

接件盒15位于铲件装置的下方，当自动打印机器人将打印件401铲除后，打印件401能够落入接件盒15内，当接件盒15盛装一定数量的打印件401后，可以拆离机架3，将打印件401统一运送。打印端设置料盘16，能够方便3D打印作业。

此处需要补充说明的是，本申请中的铲件装置还可以设置接件盒检测机构，当检测到接件盒15位于铲件装置的下方时，才允许进行铲件作业。

进一步地，如图1-图9所示，加液装置17与料盘16相连通，用于向料盘16内注入料液。

本申请中的加液装置17能够实现边打印边加液的功能，减少人工加液的操作，真正实现无人工且不间断的自动打印作业。

加液装置17可以配合液位检测装置和流量控制装置，使得加液功能更加智能化和自动化。液位检测装置可以是液位传感器或光电传感器等，也可以采用浮块等结构。流量控制装置可以选蠕动泵或阀门等结构。液位检测装置和流量控制装置与3D打印装置22的中控装置电连接。

当液位传感器检测到料盘16中的料液超过指定容量时，液位传感器向3D打印装置22的中控装置发送信号，中控装置控制流量控制装置控制加液装置17的加液速度或使加液装置17停止对料盘16进行加液。

其中，如图1-图9所示，本发明提供的3D打印系统，还包括清洗装置18、风干装置19、后固化装置20；清洗装置18用于清洗成型平台4，风干装置19用于干燥打印件401，后固化装置20用于加固打印件401。

设置清洗装置18，当3D打印作业结束后，抓取机构2可以将成型平台4首先抓取至清洗装置18进行清洗，再抓取至铲件装置处进行铲件。也可以首先进行铲件，再对成型平台4进行清洗。

设置风干装置19，当3D打印作业结束后或清洗后，利用风干装置19可以吹干成型平台4和/或打印件401上的残留液体，该残留液体为残留料液或清洗剂。

设置后固化装置20，能够对打印件401进行后固化，增强打印件401的力学性能。

具体地，如图1-图9所示，本发明提供的3D打印系统，还包括多个暂存位21，暂存位21用于放置成型平台4。

本申请中的暂存位21可以放置带有打印件401的成型平台4，也可以放置待进行打印作业的成型平台4。

一方面，本申请中的3D打印系统中的自动打印机器人和3D打印装置22可以集成为一个3D打印机。另一方面，本申请中的3D打印系统中，自动打印机器人可以作为是3D打印装置22的辅助设备，即3D打印装置22和自动打印机器人为独立的两台设备。需要说明的是，本申请中的3D打印系统中，自动打印机器人的数量和3D打印装置22的数量是不做限定的，换言之，一台自动打印机器人可以配合多台3D打印装置22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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种自动打印机器人，用于3D打印装置，其特征在于，包括机架、机械手、抓取机构、连接架以及铲件装置；

所述3D打印装置上设有第一锁紧机构，所述机架与所述连接架相连接，所述连接架上设有连接部，所述连接部上连接有第二锁紧机构，所述连接架上还设有驱动机构及检测机构；

所述机械手与所述抓取机构相连接，所述机械手设置于所述机架上，所述机械手用于驱动所述抓取机构移动，所述抓取机构用于抓取所述3D打印装置的成型平台，所述成型平台包括打印面板；

所述抓取机构上设有摆动臂，当需要对所述第一锁紧机构和所述第二锁紧机构进行锁定和解锁时，均可通过摆动臂的转动实现；

所述铲件装置设置于所述机架上，所述铲件装置包括铲刀，用于铲除所述成型平台上的打印件；

当所述成型平台的打印作业结束后，通过所述抓取机构将所述3D打印装置上的所述第一锁紧机构与所述成型平台分离，并将所述成型平台抓取移动至所述铲件装置处，使所述打印面板的打印面与所述铲刀相贴合，再将所述铲件装置上的所述第二锁紧机构与所述成型平台锁紧固定；

固定后，所述连接部上的所述检测机构检测到所述成型平台，从而控制所述驱动机构启动，所述驱动机构驱动所述连接部向靠近所述驱动机构的方向移动，从而实现自动铲件作业；

当铲件完成后，所述驱动机构驱动所述连接部回复到初始位置，所述抓取机构将所述成型平台与所述铲件装置处的所述第二锁紧机构分离，并再次移动到所述3D打印装置处，与所述3D打印装置上的所述第一锁紧机构相连接，实现所述成型平台的重复利用。

2.根据权利要求1所述的自动打印机器人，其特征在于，所述铲件装置包括固定机构，所述固定机构设置在所述机架上，所述铲刀设置在所述固定机构上，且所述铲刀具有沿第一方向延伸的刀面；

所述成型平台能够沿第二方向相对所述铲刀运动，且所述铲刀在铲件状态下始终与所述成型平台的打印面相贴合。

3.根据权利要求2所述的自动打印机器人，其特征在于，所述固定机构包括两个沿所述第一方向间隔设置的第一固定件，所述第一固定件与所述机架相连接，所述铲刀架设在所述第一固定件上。

4.根据权利要求3所述的自动打印机器人，其特征在于，所述固定机构还包括第二固定件，所述第二固定件与所述第一固定件对应设置，所述第二固定件的端部与所述第一固定件的端部相铰接，且所述第一固定件与第二固定件之间设有弹性件，所述弹性件对所述第二固定件具有推力，以使所述第二固定件具有向远离所述第一固定件的方向运动的趋势；

所述铲刀架设于所述第二固定件上，以使所述铲刀能够与所述成型平台的打印面紧密贴合。

5.根据权利要求4所述的自动打印机器人，其特征在于，所述第二锁紧机构与所述成型平台可拆卸连接，所述连接部可在所述连接架上沿所述第二方向滑动，以带动所述成型平台在所述连接架上沿所述第二方向滑动。

6.根据权利要求5所述的自动打印机器人，其特征在于，所述连接架上沿所述第二方向开设有导向轨，所述连接部上对应所述导向轨开设有导向槽，所述连接部能够带动所述第二锁紧机构沿所述导向轨往复运动，所述第二锁紧机构与所述成型平台可拆卸连接；

所述驱动机构能够驱动所述连接部沿所述第二方向运动，所述检测机构与所述驱动机构电连接；

所述检测机构用于检测所述成型平台是否与所述第二锁紧机构相连接。

7.根据权利要求6所述的自动打印机器人，其特征在于，所述第一锁紧机构和所述第二锁紧机构均包括安装块、滑块、凸轮、固定板以及手柄；

所述安装块上开设有第一安装槽，所述滑块滑动设置于所述第一安装槽内，所述滑块上开设有第二安装槽，所述凸轮转动设置于所述第二安装槽内，所述手柄与所述凸轮固定连接，能够带动所述凸轮转动；

当所述凸轮转动时，所述凸轮与所述第二安装槽接触，使所述滑块能够在所述第一安装槽内向靠近所述成型平台的方向滑动，从而通过所述滑块与所述固定板的配合，将所述成型平台上的连接块夹紧。

8.根据权利要求7所述的自动打印机器人，其特征在于，所述抓取机构包括基座、第一抓手、第二抓手以及摆动臂；

所述第一抓手与所述第二抓手滑动设置于所述基座上，用于抓取所述成型平台，所述摆动臂转动设置于所述基座上，且能够与所述手柄相接触，使所述手柄带动所述凸轮转动，从而使所述第一锁紧机构或所述第二锁紧机构能够与所述成型平台锁定连接。

9.一种3D打印系统，其特征在于，包括上述权利要求2-8中任一项所述的自动打印机器人以及3D打印装置；

所述3D打印装置包括所述成型平台、驱动所述成型平台沿第三方向移动的升降机构以及盛放打印料液的料盘；

当所述3D打印装置完成打印作业，所述抓取机构能够将所述成型平台抓取移动至所述铲件装置处，且使所述成型平台的所述打印面与所述铲刀相贴合。

10.根据权利要求9所述的3D打印系统，其特征在于，还包括接件盒，所述接件盒位于所述铲件装置处，且与所述机架可拆卸连接，用于盛接铲离所述成型平台的打印件。

11.根据权利要求9所述的3D打印系统，其特征在于，还包括加液装置，所述加液装置与所述料盘相连通，用于向所述料盘内注入料液。

12.根据权利要求9所述的3D打印系统，其特征在于，还包括清洗装置、风干装置、后固化装置；

所述清洗装置用于清洗所述成型平台，所述风干装置用于干燥打印件，所述后固化装置用于加固所述打印件。

13.根据权利要求12所述的3D打印系统，其特征在于，还包括多个暂存位，所述暂存位用于存放所述成型平台。

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