CN112060575B - 一种复合型3d打印流水线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合型3D打印流水线，包括流水线机架、打印模块、装饰加工模块、工料移动驱动机构、固定加热机构、搬运模块，流水线机架上设置方形加工工位，方形加工工位包括打印工位和装饰工位；打印模块设置于流水线机架上的打印工位上；装饰加工模块设置于流水线机架上的装饰工位上；工料移动驱动机构设置于流水线机架上，固定加热机构设置有若干组，若干组固定加热机构分别对应设置于打印模块和装饰加工模块一侧；搬运模块设置流水线机架一侧，由工料移动驱动机构驱动工料移动。上述复合型3D打印流水线，通过在流水线上同时设置打印模块和装饰加工模块，而且打印模块中设置有多组并联臂，既能够实现批量生产，而且也能定制个性化产品。

Description

一种复合型3D打印流水线

技术领域

本发明涉及3D打印领域，尤其是一种复合型3D打印流水线。

背景技术

目前的3D打印机产品生产效率低下，并且不能和其他设备协同工作，只能单独工作，满足不了批量化生产产品，生产模式远不能满足定制个性化产品的需求。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种能批量化生产且生产模式多样、能定制个性化产品的复合型3D打印流水线。

一种复合型3D打印流水线，包括流水线机架、打印模块、装饰加工模块、工料移动驱动机构、固定加热机构、搬运模块和控制器，流水线机架上设置方形加工工位，方形加工工位包括打印工位和装饰工位；打印模块设置于流水线机架上的打印工位上，用于3D打印；装饰加工模块设置于流水线机架上的装饰工位上，用于对工料进行装饰加工；工料移动驱动机构设置于流水线机架上，用于驱动工料沿方形加工工位移动；固定加热机构设置有若干组，若干组固定加热机构分别对应设置于打印模块和装饰加工模块一侧；搬运模块设置流水线机架一侧，用于将工料从待加工堆垛中搬运至流水线机架上，由工料移动驱动机构驱动工料移动，搬运模块用于将工料从流水线机架上搬运至成品堆垛中；控制器，打印模块、装饰加工模块、工料移动驱动机构和搬运模块分别连接控制器。

优选的，打印模块包括并联臂，并联臂连接控制器。

优选的，装饰加工模块包括再加工打印机、雕刻机、激光切割机和写字绘画机，再加工打印机、雕刻机、激光切割机和写字绘画机设置于装饰工位上，再加工打印机、雕刻机、激光切割机和写字绘画机分别连接控制器。

优选的，工料移动驱动机构包括主动轮、从动轮、传动带、工料移动平台和滑动组件，主动轮底部设置旋转电机，传动带设置在主动轮和从动轮之间，工料移动平台固定在传动带上，工料移动平台通过滑动组件滑动连接流水线机架，传动带沿着方形加工工位设置，主动轮用于驱动传动带传动，并带动工料移动平台在方形加工工位上移动，旋转电机连接控制器。

优选的，搬运模块包括搬运机械手，搬运机械手连接控制器。

优选的，滑动组件包括滑轨和滑块，滑轨沿着传动带设置于传动带外侧的流水线机架上，滑块设置于工料移动平台底部，滑块可滑动连接滑轨。

优选的，固定加热机构包括连杆、气缸、摆杆和位置探针，连杆沿着打印工位和装饰工位设置，连杆两端通过轴承可转动固定于流水线机架上，气缸通过连接块连接连杆，摆杆一端固定于连杆上，位置探针设置于摆杆上，位于工料移动平台底部的滑块对应位置探针设置位置探针接口，位置探针连接控制器，气缸用于驱动连杆转动进而带动摆杆摆动。

优选的，工料移动平台底部设置有发热组件，摆杆上设置有加热探针，发热组件和滑块之间设置有绝缘层，发热组件对应加热探针设置有加热探针接口，加热探针连接供电电源。

优选的，摆杆面向工料移动平台一侧设置凸起，发热组件对应凸起设置内凹，凸起在摆杆向靠近工料移动平台移动时卡进内凹中，起定位、支撑工料移动平台的作用。

优选的，打印工位和装饰工位一侧传动带上设置有防尘罩。

上述复合型3D打印流水线，通过在流水线上同时设置打印模块和装饰加工模块，能够定制个性化产品，且打印模块中设置有多组并联臂，能够实现批量生产。

附图说明

图1是本发明复合型3D打印流水线的结构示意图；

图2是本发明复合型3D打印流水线的另一结构示意图；

图3是图2中A区域中固定加热机构的结构示意图；

图4是本发明复合型3D打印流水线中的流水线机架和工料移动驱动机构的结构示意图；

图5是本发明复合型3D打印流水线的另一结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明复合型3D打印流水线进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图1-5，本发明一种复合型3D打印流水线，包括流水线机架100、打印模块、装饰加工模块、工料移动驱动机构、固定加热机构500、搬运模块600和控制器，所述流水线机架100上设置方形加工工位，所述方形加工工位包括打印工位和装饰工位；打印模块设置于流水线机架100上的打印工位上，用于3D打印；装饰加工模块设置于流水线机架100上的装饰工位上，用于对工料进行装饰加工；工料移动驱动机构设置于流水线机架100上，用于驱动工料沿所述方形加工工位移动；所述固定加热机构500设置有若干组，若干组所述固定加热机构500分别对应设置于打印模块和装饰加工模块一侧；搬运模块600设置所述流水线机架100一侧，用于将工料从待加工堆垛中搬运至流水线机架100上，由工料移动驱动机构驱动工料移动，所述搬运模块600用于将工料从流水线机架100上搬运至成品堆垛中；控制器，所述打印模块、装饰加工模块、工料移动驱动机构和搬运模块600分别连接所述控制器。

具体的，待加工的工料通过搬运模块600搬运至工料移动驱动机构上，通过工料移动驱动机构驱动工料运往打印工位和装饰工位，由对应的打印模块和装饰加工模块对工料进行再加工，在工料加工完毕后，即可从搬运模块600处被搬运至成品堆垛中，完成工料的加工流程。

请参见图1，具体的，所述打印模块包括并联臂200，所述并联臂200连接所述控制器。

具体的，所述并联臂200有四组，且四组所述并联臂200均匀阵列设置于所述打印工位中。

请参见图1，所述装饰加工模块包括再加工打印机340、雕刻机330、激光切割机320和写字绘画机310，所述再加工打印机340、雕刻机330、激光切割机320和写字绘画机310均匀阵列设置于所述装饰工位上，所述再加工打印机340、雕刻机330、激光切割机320和写字绘画机310分别连接控制器。

具体的，所述在加工打印机包括3D打印喷头、机械臂一、机械臂固定架一和送料器，所述机械臂一固定于所述机械臂固定架一上，所述机械臂固定架设置于所述装饰加工工位一侧，所述3D打印喷头设置于所述机械臂一上，所述送料器设置于所述机械臂一侧流水线机架100上，所述送料器的送料口与所述3D打印喷头的进料口相连，所述机械臂一、送料器和3D打印喷头分别连接所述控制器。

具体的，所述雕刻机330包括机械臂二、机械臂固定架二和雕刻头，所述雕刻头设置于所述机械臂二上，所述机械臂二固定于所述机械臂固定架二上，所述机械臂二、雕刻头分别连接所述控制器。

具体的，所述激光切割机320包括激光器、机械臂三、机械臂固定架三，所述激光器设置于所述机械臂三上，所述机械臂三固定于所述机械臂固定架三上，所述机械臂三、激光器分别连接所述控制器。

具体的，所述写字绘画机310包括笔、机械臂四、机械臂固定架四，所述笔设置于所述机械臂四上，所述机械臂四固定于所述机械臂固定架四上，所述机械臂四连接所述控制器。

请参见图1和图4，工料移动驱动机构包括主动轮410、从动轮420、传动带440、工料移动平台430和滑动组件，所述主动轮410底部设置旋转电机，所述传动带440设置在主动轮410和从动轮420之间，所述工料移动平台430固定在所述传动带440上，所述工料移动平台430通过滑动组件滑动连接所述流水线机架100，所述传动带440沿着所述方形加工工位设置，所述主动轮410用于驱动所述传动带440传动，并带动工料移动平台430在所述方形加工工位上移动，所述旋转电机连接所述控制器。

具体的，所述从动轮420设置有三组，三组从动轮420和主动轮410分别设置于方形加工工位的四个顶角上，所述主动轮410上设置齿轮，所述主动轮410通过齿轮配合驱动所述传动带440传动。

具体的，所述工料移动平台430设置于所述传动带440外侧，所述工料移动平台430通过连接件连接传动带440。

请参见图1和图3，具体的，所述滑动组件包括滑轨451和滑块452，所述滑轨451沿着所述传动带440设置于所述传动带440外侧的流水线机架100上，所述滑块452设置于所述工料移动平台430底部，滑块452可滑动连接滑轨451。

具体的，随着旋转电机驱动主动轮410转动，进而带动传动带440传动，工料移动平台430随着传动带440在方形加工工位上沿着滑轨451滑动。

请参见图1，具体的，搬运模块600包括搬运机械手，所述搬运机械手连接所述控制器。

具体的，所述搬运机械手包括机械臂五和气动手指，所述气动手指设置于所述机械臂五上，所述气动手指用于夹取工料，所述气动手指和机械臂五分别连接控制器。

请参见图3-4，具体的，所述固定加热机构500包括连杆530、气缸510、摆杆540和位置探针550，所述连杆530沿着所述打印工位和装饰工位设置，所述连杆530两端通过轴承可转动固定于流水线机架100上，所述气缸510通过连接块520连接连杆530，所述摆杆540一端固定于所述连杆530上，所述位置探针550设置于所述摆杆540上，所述位置探针550设置于所述摆杆540面向所述工料移动平台430一侧，位于所述工料移动平台430底部的所述滑块452对应所述位置探针550设置位置探针550接口，所述位置探针550连接所述控制器，所述气缸510用于驱动连杆530转动进而带动摆杆540摆动。

具体的，在位置探针550检测到工料移动平台430移动至加工工位时，工料移动平台430停止移动，气缸510通过连接块520驱动连杆530转动，此时摆杆540随着连杆530转动，摆杆540背离连杆530一端靠近工料移动平台430并在位于工料移动平台430底部时停摆，此时摆杆540垂直于工料移动平台430，位置探针550插进位置探针550接口中，对工料移动平台430起到一定的支撑作用，避免在加工过程中加工移动平台出现摆动而影响加工效果。

请参见图3，具体的，所述工料移动平台430底部设置有发热组件720，所述摆杆540上设置有加热探针710，所述发热组件720和所述滑动组件之间设置有绝缘层，所述发热组件720对应所述加热探针710设置有加热探针710接口，所述加热探针710连接供电电源。

为了更加方便加工工料，在工料移动平台430底部集成了发热组件720，并在发热组件720和滑块452之间设置绝缘层，有效杜绝了漏电而使整个流水线机架100带电的风险，加热组件在面向加热探针710一侧设置加热探针710接口，在加热探针710随着摆杆540摆动并向工料移动平台430靠近的过程中，加热探针710逐渐插进加热探针710接口中，并使得发热组件720电性连通而工作发热。

请参见图3，进一步的，为了使得摆杆540在靠近工料移动平台430的过程中，位置探针550和加热探针710不会由于对不齐探针接口而与发热组件720和滑块452撞击在一起，造成损坏，所述摆杆540面向工料移动平台430一侧设置凸起560，所述发热组件720对应所述凸起560设置内凹，所述凸起560在摆杆540向靠近所述工料移动平台430移动时卡进所述内凹中，起定位、支撑所述工料移动平台430的作用，也保护了位置探针550和加热探针710不被损坏。

具体的，在摆杆540靠近工料移动平台430时，位置探针550和加热探针710如果对不准对应的探针接口，将会在摆杆540摆动过程中与发热组件720撞击在一起，造成位置探针550和加热探针710的损坏。

设置凸起560后，在摆杆540靠近工料移动平台430的过程中，如果位置探针550和加热探针710没有对齐对应的探针接口，那么凸起560将会顶在发热组件720上而没法卡进内凹中，使得位置探针550和加热探针710不会直接撞击到发热组件720上，在位置探针550和加热探针710对齐对应的探针接口的情况下，凸起560会对准内凹卡进内凹中，此时位置探针550和加热探针710也插进对应的探针接口中，以实现发热组件720的电性连通操作。

请参见图1，具体的，所述打印工位和所述装饰工位一侧所述传动带440上设置有防尘罩441。

具体的，通过设置防尘罩441，避免了在打印工位和装饰工位上加工产生的粉尘碎屑掉落在传动带440上，影响传动带440的传动性能，增加了旋转电机的输出功率。

一种实施例中，所述打印模块、装饰加工模块和搬运模块600依次设置于所述方形加工工位中。

具体的，所述再加工打印机340、雕刻机330、激光切割机320和写字绘画机310依次设置沿着传动带440依次设置，且写字绘画机310设置于靠近所述打印模块一侧，所述再加工打印机340设置于靠近所述搬运模块600一侧。

以上设备可通过控制器控制各个设备之间的协同工作，以完成不同的工作模式。

下面将通过两种工作模式来具体说明下本发明的先进之处：

(1)纯3D打印生产模式：①分工模式：打印模块中的并联臂200单独工作，批量打印相同的产品，各个并联臂200可打印不同颜色、不同类别、不同耗材的产品；②合作模式：打印模块中的其中一个并联臂200打印完部分后通过工料移动驱动机构转移至下一个并联臂200继续打印下一部分，依次打印直到产品打印完毕。

(2)3D打印+复合型生产模式：通过并联臂200和再加工打印机340、雕刻机330、激光切割机320、写字绘画机310之间协同工作，发挥各个机器的功能，按需生产个性化定制产品。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种复合型3D打印流水线，其特征在于，包括：

流水线机架（100），所述流水线机架（100）上设置方形加工工位，所述方形加工工位包括打印工位和装饰工位；

打印模块，设置于流水线机架（100）上的打印工位上，用于3D打印；

装饰加工模块，设置于流水线机架（100）上的装饰工位上，用于对工料进行装饰加工；

工料移动驱动机构，设置于流水线机架（100）上，用于驱动工料沿所述方形加工工位移动；

固定加热机构（500），所述固定加热机构（500）设置有若干组，若干组所述固定加热机构（500）分别对应设置于打印模块和装饰加工模块一侧；

搬运模块（600），设置所述流水线机架（100）一侧，用于将工料从待加工堆垛中搬运至流水线机架（100）上，由工料移动驱动机构驱动工料移动，所述搬运模块（600）用于将工料从流水线机架（100）上搬运至成品堆垛中；

工料移动驱动机构包括主动轮（410）、从动轮（420）、传动带（440）、工料移动平台（430）和滑动组件，所述主动轮（410）底部设置旋转电机，所述传动带（440）设置在主动轮（410）和从动轮（420）之间，所述工料移动平台（430）固定在所述传动带（440）上，所述工料移动平台（430）通过滑动组件滑动连接所述流水线机架（100），所述传动带（440）沿着所述方形加工工位设置，所述主动轮（410）用于驱动所述传动带（440）传动，并带动工料移动平台（430）在所述方形加工工位上移动；

所述滑动组件包括滑轨（451）和滑块（452），所述滑轨（451）沿着所述传动带（440）设置于所述传动带（440）外侧的流水线机架（100）上，所述滑块（452）设置于所述工料移动平台（430）底部，滑块（452）可滑动连接滑轨（451）；

所述固定加热机构（500）包括连杆（530）、气缸（510）、摆杆（540）和位置探针（550），所述连杆（530）沿着所述打印工位和装饰工位设置，所述连杆（530）两端通过轴承可转动固定于流水线机架（100）上，所述气缸（510）通过连接块（520）连接连杆（530），所述摆杆（540）一端固定于所述连杆（530）上，所述位置探针（550）设置于所述摆杆（540）上，位于所述工料移动平台（430）底部的所述滑块（452）对应所述位置探针（550）设置位置探针（550）接口，所述气缸（510）用于驱动连杆（530）转动进而带动摆杆（540）摆动；

所述工料移动平台（430）底部设置有发热组件（720），所述摆杆（540）上设置有加热探针（710），所述发热组件（720）和所述滑块（452）之间设置有绝缘层，所述发热组件（720）对应所述加热探针（710）设置有加热探针（710）接口，所述加热探针（710）连接供电电源；

所述摆杆（540）面向工料移动平台（430）一侧设置凸起（560），所述发热组件（720）对应所述凸起（560）设置内凹，所述凸起（560）在摆杆（540）向靠近所述工料移动平台（430）移动时卡进所述内凹中，起定位、支撑所述工料移动平台（430）的作用。

2.如权利要求1所述的复合型3D打印流水线，其特征在于：所述打印模块包括并联臂（200）。

3.如权利要求1所述的复合型3D打印流水线，其特征在于：所述装饰加工模块包括再加工打印机（340）、雕刻机（330）、激光切割机（320）和写字绘画机（310），所述再加工打印机（340）、雕刻机（330）、激光切割机（320）和写字绘画机（310）设置于所述装饰工位上。

4.如权利要求1所述的复合型3D打印流水线，其特征在于：搬运模块（600）包括搬运机械手。

5.如权利要求1所述的复合型3D打印流水线，其特征在于：所述打印工位和所述装饰工位一侧所述传动带（440）上设置有防尘罩（441）。

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