CN111650216A - 一种3d打印丝材外观与丝径并行检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置及方法：包括依次相连的放丝盘、导轮一、外观检测仪、激光测径仪、送丝计量装置、往复排线装置、收丝盘，外观检测仪设有摄像头、至少两组导轮三，送丝计量装置包括相对设置的送丝轮、长度计量轮，往复排线装置包括排线轮及排线往复机构，排线往复机构用于驱动排线轮使打印丝依次排列于收丝盘；排线往复机构的前端还设有导轮二。当测到打印丝存在斑状物、颗粒或外径误差较大时，同步停止放丝盘、收丝盘的旋转，并通知操作人员，待操作人员清除异常时，再次恢复工作。本发明能够同时检测丝径与外观，并将两者的检测与收卷机构操作控制实现联动，一次放卷、收卷即可完成外观及外径的检测。

Description

一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置及方法
技术领域
本发明涉及3D打印丝检测技术领域，具体涉及一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置及方法。
背景技术
3D打印丝在生产完成之后需要对其进行检测，主要包含两方面的检测，一是外观检测；二是丝径检测。外观检测用于检测打印丝表面的一些杂质，如碳粒等，丝径检测用于检测打印丝的外径是否处于正在的公差范围内。现有技术中打印丝的外观检测与丝径检测时分开的，这就增加了检测的时间及周期。由于打印丝的外观检测和外径检测均需要对打印丝进行放卷、收卷操作，因此如果将外观检测与丝径检测同时进行，能够节省大约一半的检测时间。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置，解决了现有技术中3D打印丝材外观检测与丝径检测无法同时进行的技术问题。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：
一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置，其特征在于：包括依次相连的放丝盘、导轮一、外观检测仪、激光测径仪、送丝计量装置、往复排线装置、收丝盘，外观检测仪设有摄像头、至少两组导轮三，送丝计量装置包括相对设置的送丝轮、长度计量轮，往复排线装置包括排线轮及排线往复机构，排线往复机构用于驱动排线轮使打印丝依次排列于收丝盘；排线往复机构的前端还设有导轮二。
优选，前述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置：送丝计量装置与激光测径仪之间还设有修整操作台。
优选，前述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置：送丝计量装置与往复排线装置之间还设有切断机构。
优选，前述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置：外观检测仪设有三个摄像头，三个摄像头分别设置于打印丝的三个不同侧面。
优选，前述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置：驱动排线轮与排线往复机构之间还设有电磁离合张力器，电磁离合张力器用于驱动驱动排线轮以排线往复机构为中心弹性旋转。
优选，前述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置：往复排线装置还设有用于限制排线轮运动范围的往复限位装置3。
优选，前述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置，其特征在于：激光测径仪的侧部还设有用于通过打印丝的缺口，激光测径仪的底部还设有底座3，底座3侧部还设有斜槽，斜槽连接激光测径仪。
优选，前述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置：缺口还设有用于连接打印丝的中心导轮。
优选，前述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置：斜槽可滑动连接于激光测径仪，斜槽的倾斜角度是度。
一种3D打印丝材外观与丝径并行检测方法：外观检测仪、激光测径仪实时对打印丝进行检测，当外观检测仪检测到打印丝存在斑状物或颗粒时，将斑状物或颗粒拍照并存储，同时停止打印丝的进给并告知操作人员，当斑状物或颗粒时，恢复打印丝的进给；
当激光测径仪检测到的打印丝外径超过系统预设的范围时，暂停打印丝的进给，并并告知操作人员。
本发明所达到的有益效果：
相对于现有技术，本发明能够同时检测丝径与外观，并将两者的检测与收卷机构操作控制实现联动，同启同停，实现一次放卷、收卷操作同时完成外观及外径的检测。
本发明配合现有技术中的视觉识别技术，节省了人力及时间，当测到打印丝存在斑状物、颗粒或外径误差较大时，能够同步停止放丝盘、收丝盘的旋转，并通知操作人员，待操作人员清除异常时，再次恢复工作。
附图说明
图1是本发明整体结构图；
图2是本发明激光测径仪结构图；
图3是本发明操作界面图；
附图标记的含义：1-放丝盘；2-导轮一；3-外观检测仪；4-激光测径仪；5-修整操作台；6-送丝轮；7-切断机构；81-排线轮；82-排线往复机构；83-往复限位装置；801-导轮二；9-收丝盘；31-导轮三；41-缺口；42-斜槽；43-底座；44-中心导轮； 61-长度计量轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1及图2所示：本实施例公开了一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置：包括依次相连的放丝盘1、导轮一2、外观检测仪3、激光测径仪4、送丝计量装置、往复排线装置、收丝盘9，这里的依次排列指的是按照打印丝放卷，即进给的顺序。
其中，外观检测仪3设有摄像头、至少两组导轮三31，送丝计量装置包括相对设置的送丝轮6、长度计量轮61（送丝轮6、长度计量轮61相对设置，两者共同夹持打印丝旋转），往复排线装置包括排线轮81及排线往复机构82，排线往复机构82用于驱动排线轮81使打印丝依次排列于收丝盘9，目的是使打印丝有序地排列在收丝盘9上，避免混乱，由于排线轮81是往复运动的，因此为了保证往复排线装置前端的打印丝不发生偏移，在排线往复机构82的前端还设有导轮二801，该导轮二801与导轮一2配合，保证两者之间的打印丝不发生偏移。
在送丝计量装置与激光测径仪4之间还设有修整操作台5，修整操作台5上设置修整器具，用于对打印丝进行修整，例如去除打印丝上的碳粒。
送丝计量装置与往复排线装置之间还设有切断机构7，当收丝盘9上的打印丝收卷完成之后，通过切断机构7可自动切断打印丝。
设有三个摄像头，三个摄像头分别设置于打印丝的三个不同侧面，通过三个不同的侧面去检测打印丝的外观质量。
驱动排线轮81在排线往复机构82的驱动下往复运动，使打印丝依次有序地排列在收丝盘9上；再者，打印丝被收卷至收丝盘9上时，需要具备一定的弹性张力，该弹性张力一方面保证打印丝被收卷时能够被拉紧，避免松散地缠绕在收丝盘9上；另一方面，该弹性张力也能够补偿放卷、收卷之间的速度误差，避免拉坏打印丝。鉴于上述原因，本实施例在驱动排线轮81与排线往复机构82之间还设有电磁离合张力器，电磁离合张力器用于驱动驱动排线轮81以排线往复机构82为中心弹性旋转。
往复排线装置还设有用于限制排线轮81运动范围的往复限位装置83，当排线轮81运动至一端时，能够触发往复限位装置83，使其改变进给方向，使打印丝在收丝盘9上完成换层。
具体的，激光测径仪4对打印丝的外径进行测量的具体结构是：在激光测径仪4的侧部还设有用于通过打印丝的缺口41，激光测径仪4的底部还设有底座43，底座43侧部还设有斜槽42，斜槽42连接激光测径仪4。缺口41还设有用于连接打印丝的中心导轮44。斜槽42可滑动连接于激光测径仪4，斜槽42的倾斜角度最好是45度。通过激光测径仪4沿着斜槽42的滑动能够调整激光测径仪4相对于打印丝的位置，使打印丝处于激光测径仪4的测量范围之内。
本实施例的放丝盘1、收丝盘9的中心轴是气动锁紧轴，如可采用气涨轴，这样非常便于料盘的夹紧及放松。同时放丝盘1、收丝盘9的控制电机壳选用私服电机。
本实施例还公开了一种3D打印丝材外观与丝径并行检测方法：工作时，放丝盘1转动放卷，收丝盘9转动收卷。
外观检测仪3、激光测径仪4实时对打印丝进行检测，当外观检测仪3检测到打印丝存在斑状物或颗粒时，将斑状物或颗粒拍照并存储以备查询，同时停止打印丝的进给并告知操作人员，当斑状物或颗粒时，恢复打印丝的进给。
当激光测径仪4检测到的打印丝外径超过系统预设的范围时，暂停打印丝的进给，并并告知操作人员。当操作人员处理完成异常状态时，即可恢复测量。
本发明的驱动电源模块为激光测径仪、控制电路板以及伺服电机提供不同的电源；控制电路板采用stm32或PLC实现核心控制；激光测径仪通过RS485或者RS232将数据发送给控制电路板，然后发给PC电脑；伺服控制器向控制器发出编码，控制电路板向PC电脑发出采集处理信号。
图3是本发明可选的一种操作界面，该操作界面不仅具备控制输入功能，还可以实现信号输出，如当外观检测仪3检测到丝材表面斑状物或颗粒时，软件上的“暂停”键变为红色，收卷系统暂停。
相对于现有技术，本发明能够同时检测丝径与外观，并将两者的检测与收卷机构操作控制实现联动，同启同停，实现一次放卷、收卷操作同时完成外观及外径的检测。
本发明配合现有技术中的视觉识别技术，节省了人力及时间，当测到打印丝存在斑状物、颗粒或外径误差较大时，能够同步停止放丝盘1、收丝盘9的旋转，并通知操作人员，待操作人员清除异常时，再次恢复工作。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置，其特征在于：包括依次相连的放丝盘（1）、导轮一（2）、外观检测仪（3）、激光测径仪（4）、送丝计量装置、往复排线装置、收丝盘（9），所述外观检测仪（3）设有摄像头、至少两组导轮三（31），所述送丝计量装置包括相对设置的送丝轮（6）、长度计量轮（61），所述往复排线装置包括排线轮（81）及排线往复机构（82），所述排线往复机构（82）用于驱动排线轮（81）使打印丝依次排列于收丝盘（9）；所述排线往复机构（82）的前端还设有导轮二（801）。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置，其特征在于：所述送丝计量装置与激光测径仪（4）之间还设有修整操作台（5）。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置，其特征在于：所述送丝计量装置与往复排线装置之间还设有切断机构（7）。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置，其特征在于：所述外观检测仪（3）设有三个摄像头，三个摄像头分别设置于打印丝的三个不同侧面。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置，其特征在于：所述驱动排线轮（81）与排线往复机构（82）之间还设有电磁离合张力器，所述电磁离合张力器用于驱动驱动排线轮（81）以排线往复机构（82）为中心弹性旋转。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置，其特征在于：所述往复排线装置还设有用于限制排线轮（81）运动范围的往复限位装置（83）。
7.根据权利要求1所述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置，其特征在于：所述激光测径仪（4）的侧部还设有用于通过打印丝的缺口（41），所述激光测径仪（4）的底部还设有底座（43），所述底座（43）侧部还设有斜槽（42），所述斜槽（42）连接激光测径仪（4）。
8.根据权利要求1所述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置，其特征在于：所述缺口（41）还设有用于连接打印丝的中心导轮（44）。
9.根据权利要求7所述的一种3D打印丝材外观与丝径并行检测装置，其特征在于：所述斜槽（42）可滑动连接于激光测径仪（4），所述斜槽（42）的倾斜角度是45度。
10.一种3D打印丝材外观与丝径并行检测方法，其特征在于：外观检测仪（3）、激光测径仪（4）实时对打印丝进行检测，当外观检测仪（3）检测到打印丝存在斑状物或颗粒时，将斑状物或颗粒拍照并存储，同时停止打印丝的进给并告知操作人员，当斑状物或颗粒时，恢复打印丝的进给；
当激光测径仪（4）检测到的打印丝外径超过系统预设的范围时，暂停打印丝的进给，并并告知操作人员。
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