CN112829290A - 一种3d打印机平台自动调平装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种3D打印机平台自动调平装置及方法，包括打印机本体，打印机本体内部设置有底座总成、Z轴总成及控制器，Z轴总成设置在底座总成上方，底座总成包括打印平台及多个角线位移装置，各个角线位移装置均设置在打印平台下方，打印平台下方固定设置有第一测角器，Z轴总成包括Z轴板，Z轴板底部设置有第二测角器，第二测角器与第一测角器电信号连接，控制器分别与第一测角器、第二测角器及角线位移装置电信号连接。本发明的有益效果为：解决了打印头在打印过程中水平面不平问题；保证了打印头运动平面与打印平台平行；结构简单，可拓展性增强，不仅可以在水平角度，在其他固定角度同样可以实现3D打印。

Description

一种3D打印机平台自动调平装置及方法

技术领域

本发明属于3D打印设备技术领域，尤其涉及一种3D打印机平台自动调平装置及方法。

背景技术

3D打印技术的应用推广，可将用户的设计构想，产品创意迅速完成实物，擅长于结构复杂的产品制造，能够帮助用户与设计人员之间实现产品的快速表达，帮助早期设计验证，修正设计中可能出现的错误并快速修正，能够显著降低设计研发成本。在工业化小批量加工生产中，3D打印的应用能够很好的解决加工成本高昂的问题，企业可利用数台3D打印机进行打印小批量加工，满足用户加工数量不高，加工成本要求低的使用要求。

3D打印机在打印模型的过程中，以打印平台为打印机打印基础面，并在此基础面上打印模型，因此，要求打印平台上表面与打印头在X、Y轴上移动的平面保持平行，使得打印平台上表面与打印头在X、Y轴上移动的平面保持平行的工作即为调平，3D打印机在使用之前的调平过程很不方便，技术人员往往都是通过经验进行调平，这无疑会额外浪费时间，耽误工作。

为使调平工作更好的进行，目前出现了很多3D打印机调平装置。但现有技术中的3D打印机调平装置，在打印机打印的过程中需要不断的调整Z轴，以消除距离差，以保证打印头在X、Y轴上移动的平面与打印平台水平角度相同。但此种方式在打印过程中打印头在Z轴需要一直移动，这种持续的Z轴移动会带来打印平台的抖动，对模型的打印精度不利。

因此，有必要提出一种新的打印平台调平装置，可以在不影响打印过程的情况下，实时调整打印平台的水平情况，保证打印平台与打印头在X、Y轴上移动的平面始终都在同一水平角度，保证打印模型的精确度。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，而提出的一种3D打印机平台自动调平装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种3D打印机平台自动调平装置，包括打印机本体，所述打印机本体内部设置有底座总成、Z轴总成及控制器，所述Z轴总成设置在底座总成上方，所述底座总成包括打印平台及多个角线位移装置，各个所述角线位移装置均设置在打印平台下方，所述打印平台下方固定设置有第一测角器，所述Z轴总成包括Z轴板，所述Z轴板底部设置有第二测角器，所述第二测角器与第一测角器电信号连接，所述控制器分别与第一测角器、第二测角器及角线位移装置电信号连接。

作为优选的，所述Z轴总成还包括打印头组、Z轴导轨及打印头控制装置，所述打印头控制装置固定设置在Z轴板后部，所述Z轴导轨设置在Z轴板中部，所述打印头组设置在Z轴板前部，所述打印头组与Z轴导轨滑动连接，所述打印头控制装置与打印头组相连接。

作为优选的，所述底座总成还包括底板及缓冲装置，各个所述角线位移装置均固定设置在底板下方，所述打印平台下端面与底板的上端面通过缓冲装置相连接，所述第一测角器的下端面与底板的上端面具有一定的距离。

作为优选的，所述缓冲装置为减震弹簧。

作为优选的，所述第一测角器与第二测角器均为高精度水平倾角器。

作为优选的，所述第一测角器与第二测角器均为动态倾角传感器。

作为优选的，所述角线位移装置为步进电机。

作为优选的，所述打印头组包括高温打印头及低温打印头。

作为优选的，所述高温打印头及低温打印头上均设置有针筒固定装置。

本发明还提供一种3D打印机平台自动调平装置的使用方法，包括以下步骤:

(a)在打印机本体上电启动后，控制器控制Z轴总成进行位置的调整，设置在Z轴板底部的第二测角器实时监测Z轴总成的水平角度；

(b)同时，控制器控制角线位移装置运动，进而控制设置在角线位移装置上端的底板及打印平台进行角度及位置的调整，设置在打印平台底部的第一测角器实时监测打印平台的水平角度；

(c)第一测角器与第二测角器进行判断Z轴总成与打印平台的水平角度是否相等，若不相等，则会将检测信号反馈给控制器；

(d)控制器接受第一测角器与第二测角器的检测信号，并通过控制算法，计算出Z轴总成与打印平台之间的角度差，并将控制命令传给角线位移装置，进而调整打印平台的角度，直到Z轴总成与打印平台水平角度相等，才会开始打印机本体的正常打印工作。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

1、Z轴总成底部设置的第二测角器实时监测Z轴总成的水平角度，实时反馈给控制器，控制器控制Z轴总成进行调整，解决了打印头在打印过程中水平面不平问题。

2、在打印平台和Z轴总成增加的第一测角器与第二测角器，将打印平台和Z轴总成角度量化。

3、控制器在接受到第一测角器与第二测角器的信号后，通过步进电机不断的微调打印平台，保证了打印头运动平面与打印平台平行。

4、增加的减震弹簧可以起到减震的作用，甚至起到消除震动的作用。

5、结构想读简单，可拓展性增强，不仅可以在水平角度，在其他固定角度同样可以实现3D打印。

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为本发明的主视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的工作流程示意图。

附图标记：

1打印平台 2角线位移装置 3底板

4缓冲装置 5 Z轴板 6打印头控制装置

7 Z轴导轨 8高温打印头 9低温打印头

10第一测角器 11第二测角器 12针筒固定装置

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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。

实施例

如图1、图2、图3所示，一种3D打印机平台自动调平装置，包括打印机本体，打印机本体内部设置有底座总成、Z轴总成及控制器。Z轴总成设置在底座总成上方。

底座总成包括打印平台1、多个角线位移装置2、底板3及缓冲装置4。角线位移装置2为步进电机，步进电机共四个，各个步进电机均固定设置在底板3下方。打印平台1下端面与底板3的上端面通过缓冲装置4相连接，缓冲装置4为减震弹簧。打印平台1下方固定设置有第一测角器10，第一测角器10的下端面与底板3的上端面具有一定的距离。

Z轴总成包括Z轴板5、打印头组、Z轴导轨7及打印头控制装置6。打印头控制装置6固定设置在Z轴板5后部，Z轴导轨7设置在Z轴板5中部，打印头组设置在Z轴板5前部，打印头组与Z轴导轨7滑动连接，打印头控制装置6与打印头组相连接。打印头组包括高温打印头8及低温打印头9。高温打印头8及低温打印头9上均设置有针筒固定装置12。Z轴板5底部设置有第二测角器11。

第二测角器11与第一测角器10电信号连接，控制器分别与第一测角器10、第二测角器11及角线位移装置2电信号连接。第一测角器10与第二测角器11均为高精度水平倾角器。

参照图4，本发明还提供一种3D打印机平台自动调平装置的使用方法，包括以下步骤:

(a)在打印机本体上电启动后，控制器控制Z轴总成进行位置的调整，设置在Z轴板5底部的第二测角器11实时监测Z轴总成的水平角度；

(b)同时，控制器控制角线位移装置2运动，进而控制设置在角线位移装置2上端的底板3及打印平台1进行角度及位置的调整，设置在打印平台1底部的第一测角器10实时监测打印平台1的水平角度；

(c)第一测角器10与第二测角器11进行判断Z轴总成与打印平台1的水平角度是否相等，若不相等，则会将检测信号反馈给控制器；

(d)控制器接受第一测角器10与第二测角器11的检测信号，并通过控制算法，计算出Z轴总成与打印平台1之间的角度差，并将控制命令传给角线位移装置2，进而调整打印平台1的角度，直到Z轴总成与打印平台1水平角度相等，才会开始打印机本体的正常打印工作。

本发明的有益效果为：

1、Z轴总成底部设置的第二测角器11实时监测Z轴总成的水平角度，实时反馈给控制器，控制器控制Z轴总成进行调整，解决了打印头在打印过程中水平面不平问题。

2、在打印平台1和Z轴总成增加的第一测角器10与第二测角器11，将打印平台1和Z轴总成角度量化。

3、控制器在接受到第一测角器10与第二测角器11的信号后，通过步进电机不断的微调打印平台1，保证了打印头运动平面与打印平台1平行。

4、增加的减震弹簧可以起到减震的作用，甚至起到消除震动的作用。

5、结构想读简单，可拓展性增强，不仅可以在水平角度，在其他固定角度同样可以实现3D打印。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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范围。

Claims (10)

1.一种3D打印机平台自动调平装置，包括打印机本体，其特征在于：所述打印机本体内部设置有底座总成、Z轴总成及控制器，所述Z轴总成设置在底座总成上方，所述底座总成包括打印平台及多个角线位移装置，各个所述角线位移装置均设置在打印平台下方，所述打印平台下方固定设置有第一测角器，所述Z轴总成包括Z轴板，所述Z轴板底部设置有第二测角器，所述第二测角器与第一测角器电信号连接，所述控制器分别与第一测角器、第二测角器及角线位移装置电信号连接。

2.根据权利要求1所述一种3D打印机平台自动调平装置，其特征在于：所述Z轴总成还包括打印头组、Z轴导轨及打印头控制装置，所述打印头控制装置固定设置在Z轴板后部，所述Z轴导轨设置在Z轴板中部，所述打印头组设置在Z轴板前部，所述打印头组与Z轴导轨滑动连接，所述打印头控制装置与打印头组相连接。

3.根据权利要求1所述一种3D打印机平台自动调平装置，其特征在于：所述底座总成还包括底板及缓冲装置，各个所述角线位移装置均固定设置在底板下方，所述打印平台下端面与底板的上端面通过缓冲装置相连接，所述第一测角器的下端面与底板的上端面具有一定的距离。

4.根据权利要求3所述一种3D打印机平台自动调平装置，其特征在于：所述缓冲装置为减震弹簧。

5.根据权利要求1所述一种3D打印机平台自动调平装置，其特征在于：所述第一测角器与第二测角器均为高精度水平倾角器。

6.根据权利要求1所述一种3D打印机平台自动调平装置，其特征在于：所述第一测角器与第二测角器均为动态倾角传感器。

7.根据权利要求3所述一种3D打印机平台自动调平装置，其特征在于：所述角线位移装置为步进电机。

8.根据权利要求2所述一种3D打印机平台自动调平装置，其特征在于：所述打印头组包括高温打印头及低温打印头。

9.根据权利要求8所述一种3D打印机平台自动调平装置，其特征在于：所述高温打印头及低温打印头上均设置有针筒固定装置。

10.一种3D打印机平台自动调平装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤:

(a)在打印机本体上电启动后，控制器控制Z轴总成进行位置的调整，设置在Z轴板底部的第二测角器实时监测Z轴总成的水平角度；

(b)同时，控制器控制角线位移装置运动，进而控制设置在角线位移装置上端的底板及打印平台进行角度及位置的调整，设置在打印平台底部的第一测角器实时监测打印平台的水平角度；

(c)第一测角器与第二测角器进行判断Z轴总成与打印平台的水平角度是否相等，若不相等，则会将检测信号反馈给控制器；

(d)控制器接受第一测角器与第二测角器的检测信号，并通过控制算法，计算出Z轴总成与打印平台之间的角度差，并将控制命令传给角线位移装置，进而调整打印平台的角度，直到Z轴总成与打印平台水平角度相等，才会开始打印机本体的正常打印工作。

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