CN112497739B - 一种用于3d增材制造生产线的防线材卡死装置 - Google Patents

一种用于3d增材制造生产线的防线材卡死装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种用于3D增材制造生产线的防线材卡死装置。该装置包括电机和张力感应控制部，其中电机的输出轴通过单向轴承与线材盘连接，张力感应控制部包括线材过渡部和电源开关，电源开关控制电机的开闭，线材过渡部位于线材盘与3D打印机之间，线材盘上的线材从线材过渡部的下侧绕过线材过渡部后进入3D打印机的入料口，电源开关位于线材过渡部的下侧，在线材能够正常进料时，电机不工作，线材带动线材盘转动，在线材被卡紧时，电机工作带动线材盘转动，帮助卡紧的线材松动并恢复正常转动，之后电机停止工作，该防线材卡死装置结构简单，能够自动解决3D打印过程中线材卡死的问题，无需人员值守，节约成本、提高效率。

Description

一种用于3D增材制造生产线的防线材卡死装置
技术领域
本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种用于3D增材制造生产线的防线材卡死装置。
背景技术
在日常生产科研活动中，增材制造大型零件常需要3D打印机连续运行12小时以上，对于这种长时增材制造，常常出现线材卡死在线圈上以至于线材无法正常输送至3D打印机，从而导致零件增材制造失败的情况。而为了保证在3D打印过程中线材不被卡死，长时间令人值守在3D打印机旁又太耗费员工精力，增加人式成本。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种用于3D增材制造生产线的防线材卡死装置，在无人值守的情况下避免线材卡死。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于3D增材制造生产线的防线材卡死装置，包括：
电机，电机的输出轴通过单向轴承与线材盘连接；和
张力感应控制部，张力感应控制部包括电源开关和线材过渡部，电源开关用于控制电机的开闭，线材过渡部位于线材盘与3D打印机之间，线材盘上的线材从线材过渡部的下侧绕过线材过渡部后进入3D打印机的入料口，电源开关位于线材过渡部的下侧；
在非卡线状态，线材过渡部向电源开关施加压力，使电机处于关闭状态，进入入料口的线材带动线材盘转动；
在卡线时，位于线材盘与3D打印机之间的线材变短，至少将线材过渡部的一端抬起，电源开关失去压力切换为开路状态，电机工作并带动线材盘向原方向转动，使线材盘恢复正常转动，在重力作用下，线材过渡部恢复至原位，电源开关关闭，电机停止工作。
优选地，防线材卡死装置还包括过渡支架，在非卡线状态，电源开关设置在过渡支架上，线材过渡部放置在过渡支架且压在电源开关上。
优选地，线材过渡部包括过渡轮和连杆，过渡轮的周向设有线槽，用于容纳线材，连杆的一端与过渡轮连接，电源开关安装在过渡支架上，且位于连杆的下侧且靠近过渡轮的位置。
优选地，连杆远离过渡轮的一端设有支撑轴，支撑轴垂直连杆的轴向穿设于连杆。
优选地，过渡支架包括两个支撑部，两个支撑部沿连杆的轴向间隔设置，靠近过渡轮的支撑部为第一支撑部，另一个为第二支撑部，第一支撑部的上表面为凹弧面，第二支撑部为U型结构，U型结构的两个开放端部各设有一U型限位部，用于限定并支撑支撑轴。
优选地，连杆为空心杆。
优选地，电机为步进电机或伺服电机。
优选地，电机通过电机支架固定，电机的输出轴与线材盘同轴连接。
优选地，单向轴承的滚动座套设在电机的输出轴，并能够随电机输出轴同步转动；
单向轴承的外壳与线材盘连接，且能够随线材盘同步转动；
在非卡线状态，线材盘转动时能够带动单向轴承的外壳相对单向轴承的滚动座转动；
在卡线时，电机的输出轴通过单向轴承的滚动座带动单向轴承的外壳向同一个方向转动。
优选地，线材盘包括一环体，环体的外侧用于缠绕线材，内侧同轴设置有一线材盘轴，线材盘轴为空心轴，线材盘轴通过在线材盘轴的周向上间隔设置的多个连接板与线材圈体连接；
单向轴承的外壳穿设在线材盘轴内。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的用于3D增材制造生产线的防线材卡死装置，包括电机和张力感应控制部，其中电机的输出轴通过单向轴承与线材盘连接，张力感应控制部包括线材过渡部和电源开关，电源开关用于控制电机的开闭，线材过渡部位于线材盘与3D打印机之间，线材盘上的线材从线材过渡部的下侧绕过线材过渡部后进入3D打印机的入料口，电源开关位于线材过渡部的下侧，在线材能够正常进料时，电机不工作，进入3D打印机入料口的线材带动线材盘转动，在卡线时，电机工作带动线材盘转动帮助卡紧的线材松动并在恢复正常转动，之后电机停止工作，该防线材卡死装置结构简单，能够自动解决3D打印过程中线材卡死的问题，无需人员值守，节约成本、提高效率。
附图说明
本发明附图仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。
图1是本发明实施例中用于3D增材制造生产线的防线材卡死装置的结构示意图；
图2是图1中防线材卡死装置在工作状态时结构示意图；
图3是本发明实施例中一种电机的输出轴通过单向轴承与线材盘的连接示意图(部分结构半剖)；
图4是本发明实施例中第一支撑部的结构示意图；
图5是本发明实施例中第二支撑部的结构示意图。
图中：1：电机；11：电机的输出轴；2：线材过渡部；21：过渡轮；211：线槽；22：连杆；23：支撑轴；3：电源开关；4：过渡支架；41：第一支撑部；42：第二支撑部；421：U型限位部；5：电机支架；6：线材盘；61：单向轴承；611：单向轴承的外壳；612：单向轴承的滚动座；62：线材盘轴；63：连接板；7：线材；8：3D打印机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。
参见图1所示，本发明实施例提供的用于3D增材制造生产线的防线材卡死装置，包括电机1和张力感应控制部，其中电机的输出轴11通过单向轴承61与线材盘6连接，张力感应控制部包括线材过渡部2和电源开关3，电源开关3用于控制电机1的开闭，线材过渡部2位于线材盘6与3D打印机8之间，线材盘6上的线材7从线材过渡部2的下侧绕过线材过渡部2后进入3D打印机8的入料口，电源开关3位于线材过渡部2的下侧。在非卡线状态，线材过渡部2能够向电源开关3施加压力，使电机1处于关闭状态，进入3D打印机入料口的线材7带动线材盘6转动。
在线材7被卡紧时，参见图2所示，位于线材盘6与3D打印机8之间的线材7变短，至少将线材过渡部2的一端抬起，电源开关3失去压力切换为开路状态，电机1工作并带动线材盘6向原方向转动，使卡紧的线材7松动，从而使线材盘6恢复正常转动，进而在重力作用下，线材过渡部2恢复原位，即恢复对电源开关3的压力使电源开关3关闭，电机1停止工作。该防线材卡死装置结构简单，能够自动解决3D打印过程中线材卡死的问题，无需人员值守，节约成本、提高效率。
在一个具体地实施方式中，参见图1-图3所示，线材盘6包括一环体，环体的外侧用于缠绕线材7，内侧同轴设置有一线材盘轴62，线材盘轴62为空心轴，线材盘轴62通过在线材盘轴62的周向上间隔设置的多个连接板63与线材圈体连接，能够减轻线材盘6的重量。单向轴承的滚动座612套设在电机的输出轴11，并能够随电机输出轴11同步转动，单向轴承的外壳611与线材盘轴62穿设在线材盘轴62内，且能够随线材盘6同步转动。基于单向轴向的特性，单向轴承的外壳611仅在一个方向上能够相对单向轴承的滚动座612转动，例如，若单向轴承的外壳611能够在逆时针方向上相对单向轴承的滚动座612转动，则在顺时针方向上，则单向轴承的外壳611与单向轴承的滚动座612之间相对固定。因此，在线材盘6正常工作状态时，线材盘6转动时能够带动单向轴承的外壳611相对单向轴承的滚动座612转动。线材7被卡紧时，电机1开始工作，电机的输出轴11带动单向轴承的滚动座612转动，从而带动单向轴承的外壳611转动，进而带动线材盘6转动。
当然，在其它一些实施方式中，线材盘也可以仅为一个环体，单向轴承的外壳611直接穿设在环体的环孔内。
需要说明的是，图3是一种电机的输出轴通过单向轴承与线材盘的连接示意图，其中，部分电机的输出轴11、单向轴承61以及线材盘6进行半剖示意。
在一个优选地实施方式中，防线材卡死装置还包括过渡支架4，在非卡线状态，电源开关3设置在过渡支架4上，线材过渡部2放置在过渡支架4且压在电源开关3上，使电源开关3处于断开状态。而在线材7被卡紧时线材过渡部2被线材7抬起，使电源开关3打开使电机1开始工作。该设置控制方式简单、响应迅速、可靠性强。
具体的，线材过渡部2的下侧具有圆滑面，例如，圆筒结构或者圆轮结构等，能够尽量减少线材7与线材过渡部2之间的摩擦力。
在一个优选地实施方式中，参见图1和图2线材过渡部包括过渡轮21和连杆22，其中，过渡轮21的周向设有线槽211，用于容纳线材7，连杆22的一端与过渡轮21连接，参见图4所示，电源开关3安装在过渡支架4上，且位于连杆22的下侧且靠近过渡轮21的位置。具体地，过渡轮21位于过渡支架4的外侧，当线材7被卡紧时，线材7被收紧，其张力作用于过渡轮21，使整个线材过渡部2以连杆22远离过渡轮21的一端为支点被抬起，撤去电源开关3的压力。为了减轻线材过渡部2的重量，优选地，连杆22为空心杆结构。
为了防止线材过渡部2被抬起时发生滑动，在一些优选地实施方式中，参见图1和图2所示，连杆22远离过渡轮21的一端设有支撑轴23，支撑轴23垂直连杆22的轴向穿设于连杆22，方便对连杆22位置的限定。在一个具体地实施方式中，参见图1、图2、图4和图5所示，过渡支架4包括两个支撑部，两个支撑部沿连杆22的轴向间隔设置，靠近过渡轮21的支撑部为第一支撑部41，另一个为第二支撑部42，第一支撑部41的上表面为凹弧面，电源开关3设置凹弧面的最低处。第二支撑部42为U型结构，U型结构的两个开放端部各设有一U型限位部421，对支撑轴23进行限定并提供支撑。
在一些优选地实施方式中，电机1为步进电机或伺服电机。进一步优选地，电机1通过电机支架5固定，使电机1的输出轴与线材盘同轴设置。
值得说明的是，过渡支架4可以是一个整体的架体结构，其中设有间隔设置的两个支撑部，也可以是由两个间隔设置的架体构成，每个架体是一个支撑部。当然，电机支架5与过渡支架4之间也可以是一体的架体构成，在此不做限定。
还需要说明的是，本申请中并仅示意了描述本申请方案相关的结构，而单向轴承61为现有结构，因此，针对单向轴承的其它结构在此不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，不存在方案冲突的情况下，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
此外，在不脱离本发明的范围的情况下，对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于3D增材制造生产线的防线材卡死装置，其特征在于，包括：
电机，所述电机的输出轴通过单向轴承与线材盘连接；和
张力感应控制部，所述张力感应控制部包括电源开关和线材过渡部，所述电源开关用于控制所述电机的开闭，所述线材过渡部位于所述线材盘与3D打印机之间，所述线材盘上的线材从所述线材过渡部的下侧绕过所述线材过渡部后进入所述3D打印机的入料口，所述电源开关位于所述线材过渡部的下侧；
在非卡线状态，所述线材过渡部向所述电源开关施加压力，使所述电机处于关闭状态，进入所述入料口的线材带动所述线材盘转动；
在卡线时，位于所述线材盘与所述3D打印机之间的线材变短，至少将所述线材过渡部的一端抬起，所述电源开关失去压力切换为开路状态，所述电机工作并带动所述线材盘向原方向转动，使所述线材盘恢复正常转动，在重力作用下，所述线材过渡部恢复至原位，所述电源开关关闭，所述电机停止工作。
2.根据权利要求1所述的防线材卡死装置，其特征在于：还包括过渡支架，在非卡线状态，所述电源开关设置在所述过渡支架上，所述线材过渡部放置在所述过渡支架且压在所述电源开关上。
3.根据权利要求2所述的防线材卡死装置，其特征在于：所述线材过渡部包括过渡轮和连杆，所述过渡轮的周向设有线槽，用于容纳所述线材，所述连杆的一端与所述过渡轮连接，所述电源开关安装在所述过渡支架上，且位于所述连杆的下侧且靠近所述过渡轮的位置。
4.根据权利要求3所述的防线材卡死装置，其特征在于：所述连杆远离所述过渡轮的一端设有支撑轴，所述支撑轴垂直所述连杆的轴向穿设于所述连杆。
5.根据权利要求4所述的防线材卡死装置，其特征在于：所述过渡支架包括两个支撑部，两个所述支撑部沿所述连杆的轴向间隔设置，靠近所述过渡轮的所述支撑部为第一支撑部，另一个为第二支撑部，所述第一支撑部的上表面为凹弧面，所述第二支撑部为U型结构，所述U型结构的两个开放端部各设有一U型限位部，用于限定并支撑所述支撑轴。
6.根据权利要求3所述的防线材卡死装置，其特征在于：所述连杆为空心杆。
7.根据权利要求1所述的防线材卡死装置，其特征在于：所述电机为步进电机或伺服电机。
8.根据权利要求1或7所述的防线材卡死装置，其特征在于：所述电机通过电机支架固定，所述电机的输出轴与所述线材盘同轴连接。
9.根据权利要求1所述的防线材卡死装置，其特征在于：所述单向轴承的滚动座套设在所述电机的输出轴，并能够随所述电机输出轴同步转动；
所述单向轴承的外壳与所述线材盘连接，且能够随所述线材盘同步转动；
在非卡线状态，所述线材盘转动时能够带动所述单向轴承的外壳相对所述单向轴承的滚动座转动；
在卡线时，所述电机的输出轴通过所述单向轴承的滚动座带动所述单向轴承的外壳向同一个方向转动。
10.根据权利要求9所述的防线材卡死装置，其特征在于：所述线材盘包括一环体，所述环体的外侧用于缠绕线材，内侧同轴设置有一线材盘轴，所述线材盘轴为空心轴，所述线材盘轴通过在线材盘轴的周向上间隔设置的多个连接板与线材圈体连接；
所述单向轴承的外壳穿设在所述线材盘轴内。
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