CN113001962A - 一种3d打印机调平装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印机调平装置，包括固定平台、成型平台和机架，还包括直线步进电机、第一金属块、第二金属块、直流电源、报警器和观察窗；所述直线步进电机设置有四个，四个所述的直线步进电机活塞杆的上端各连接有一个球面副连接件，四个球面副连接件分别与成型平台的四角相连；第一金属块设置有四个，分别设置于成型平台的四角处；第二金属块设置有四个，均设置于机架上，四个所述的第二金属块均在同一水平位置，当成型平台位于调平时的位置、且成型平台的上端面水平时，四个第二金属块分别与四个第一金属块一一对应设置，且相互处于彼此靠近但不接触的位置；本发明具有使用方便、调平成型平台方便的优点。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印机技术领域，具体为一种3D打印机调平装置。
背景技术
对于3D打印机来说，在其成型平台保持不动的情况下，打印喷头在移动的过程中，其与成型平台上端面之间的距离要始终保持一致。否则就会影响打印精度，打印出的产品会出现质量问题。因此，在3D打印机使用过程中，需要经常对其成型平台和打印喷头之间的距离进行调平。现有3D打印机的调平装置是设置在成型平台与下方固定底座之间的调节弹簧和调节螺母，对成型平台进行调平时，先将成型平台降低到一个固定的位置，此固定位置的3D打印机的机架上设置有调平标记线，拧动各调节螺母，使得成型平台四周各边的上端面与相应的调平标记线对齐即完成成型平台的调平工作。但是通过这种调平装置进行成型品台的调平时，需要打开3D打印机的机壳，调平非常不方便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印机调平装置，旨在改善现有的3D打印机的调平装置使用不方便、调平成型平台不方便的问题。
本发明是这样实现的：一种3D打印机调平装置，包括固定平台、成型平台和机架，所述固定平台位于成型平台的下方，所述成型平台为矩形结构，还包括：
直线步进电机，所述直线步进电机设置有四个，均设置于固定平台上，各所述的直线步进电机的活塞杆均竖直设置，四个所述的直线步进电机活塞杆的上端各连接有一个球面副连接件，四个球面副连接件分别与成型平台的四角相连；
第一金属块，设置有四个，分别设置于成型平台的四角处，且均凸出至成型平台的外侧；
第二金属块，设置有四个，均设置于机架上，四个所述的第二金属块均在同一水平位置，所述第二金属块所在的高度位置为进行成型平台调平时的高度位置，当成型平台位于调平时的位置、且成型平台的上端面水平时，四个第二金属块分别与四个第一金属块一一对应设置，且相互处于彼此靠近但不接触的位置；
直流电源，设置有四个，进行成型平台的调平时，一个直流电源的一极和一个第一金属块电性相连，另一极与靠近此第一金属块的第二金属块电性相连；
报警器，设置有四个，分别串联在一个直流电源的一极和一个第一金属块之间，或者串联在一个直流电源的一极和一个第二金属块之间；
观察窗，设置有四个，设置于机架上，且分别靠近四个第二金属块所在的位置设置，所述机架的内部位于各观察窗的位置均设置有照明灯。
所述第二金属块可沿着朝向与其相近的第一金属块的方向移动，并可固定于机架上。
所述机架上设置有四个插接通孔，四个所述的第二金属块分别插设于一个插接通孔中，所述插接通孔的长度方向沿着第二金属块指向与其相近的第一金属块的方向，所述第二金属块可沿着插接通孔的长度方向移动，所述机架上设置有四个分别通向四个插接通孔的第一螺纹通孔，且这四个第一螺纹通孔中各安装有一个固定螺栓。
所述机架上设置有四个导电块，所述导电块上设置有第二螺纹通孔，四个所述的第二金属块分别螺纹安装于一个导电块的第二螺纹通孔中，所述第二螺纹通孔的中心轴线方向沿着第二金属块指向与其相近的第一金属块的方向，所述第二金属块通过导电块与直流电源的一极电性相连。
所述导电块上设置有通向第二螺纹通孔的第三螺纹通孔，且此第三螺纹通孔中安装有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓的杆部顶端设置有橡胶垫。
所述直流电源选用干电池、蓄电池或者开关电源中的任意一种，所述直流电源的电压小于36V。
所述报警器选用声音报警器、声光报警器或者报警灯中的任意一种。
另外还包括控制器和控制面板，四个所述的直线步进电机均与控制器电性相连，所述控制器与控制面板电性相连，所述控制面板上设置有上升按钮和下降按钮，通过上升按钮可控制直线步进电机带动成型平台向上运动，通过下降按钮可控制直线步进电机带动成型平台向下运动。
一种3D打印机调平装置的调平方法，包括以下步骤：
S1）检查各直流电源，确保各直流电源供电正常，将成型平台向调平位置下降；
S2）当成型平台完全下降至调平位置，且各报警器无一报警，说明成型平台不需要进行调平；当成型平台下降至调平位置，有报警器报警时，通过发出报警信号的报警器所在报警线路中第二金属块处的观察窗观察第一金属块与第二金属块的接触情况，当第一金属块的上半部分与第二金属块接触时，调节此第一金属块所对应的直线步进电机，使其向上移动，当第一金属块的下半部分与第二金属块接触时，调节此第一金属块所对应的直线步进电机，使其向下移动，如此调节，至没有报警器再发出报警信号时，成型平台被调平。
积极有益效果：本发明不需要打开3D打印机的机壳即可进行成型平台的调平，具有使用方便、调平成型平台方便的优点；同时能够有效控制平台条件，可有效防止过调的问题出现。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为图1中A区域的放大图；
图3为本发明实施例1的报警电路图的示意图；
图4为本发明的成型平台上第一金属块的布置图以及第一金属块和第二金属块的对应图；
图5为本发明的控制面板、控制器以及直线步进电机之间的控制结构框图；
图6为本发明实施例2的结构示意图；
图7为图6中B区域的放大图；
图8为本发明实施例2的报警电路图的示意图；
图9为本发明实施例2的锁紧螺栓的结构示意图；
图10为本发明实施例2第二金属块和角度刻度之间的结构示意图。
图中为：固定平台1、成型平台2、机架3、直线步进电机4、球面副连接件41、第一金属块5、第二金属块6、直流电源7、报警器8、固定螺栓9、导电块10、锁紧螺栓11、橡胶垫12、控制面板13、指示线14、角度刻度15。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，做进一步的说明。
实施例1
一种3D打印机调平装置，请参阅图1和图2，包括固定平台1、成型平台2和机架3，固定平台1位于成型平台2的下方，成型平台2为矩形结构，还包括直线步进电机4、第一金属块5、第二金属块6、直流电源7、报警器8和观察窗。
其中，直线步进电机4设置有四个，均设置于固定平台1上，各直线步进电机4的活塞杆均竖直设置，四个直线步进电机4活塞杆的上端各连接有一个球面副连接件41，四个球面副连接件41分别与成型平台2的四角相连。
请参阅图4，第一金属块5设置有四个，分别设置于成型平台2的四角处，且均凸出至成型平台2的外侧。
请参阅图1、图2和4，第二金属块6设置有四个，均设置于机架3上，四个第二金属块6均在同一水平位置，第二金属块6所在的高度位置为进行成型平台2调平时的高度位置，当成型平台2位于调平时的位置、且成型平台2的上端面水平时，四个第二金属块6分别与四个第一金属块5一一对应设置，且相互处于彼此靠近但不接触的位置。机架3上设置有四个插接通孔，四个第二金属块6分别插设于一个插接通孔中，插接通孔的长度方向沿着第二金属块6指向与其相近的第一金属块5的方向，第二金属块6可沿着插接通孔的长度方向移动，机架3上设置有四个分别通向四个插接通孔的第一螺纹通孔，且这四个第一螺纹通孔中各安装有一个固定螺栓9。如此设置使得第二金属块6可沿着朝向与其相近的第一金属块5的方向移动，以此可进行第一金属块5和第二金属块6之间距离的调节，可根据成型平台2上端面水平度的要求进行合理进行第一金属块5和第二金属块6之间距离的调节，成型平台2上端面水平度的要求越高，第一金属块5和第二金属块6应调节的越小，反之，成型平台2上端面水平度的要求越小，第一金属块5和第二金属块6可调节的越大。第一金属块5和第二金属块6之间的距离调节完毕后拧紧固定螺栓9即可固定住第二金属块6的位置，将第二金属块6固定于机架3上。
请参阅图1、图2和图3，直流电源7设置有四个，每一个直流电源7都可以选用干电池、蓄电池或者开关电源中的任意一种，直流电源7的电压小于36V，使得直流电源7使用更加安全。进行成型平台2的调平时，一个直流电源7的一极和一个第一金属块5电性相连，另一极与靠近此第一金属块5的第二金属块6电性相连。报警器8设置有四个，分别串联在一个直流电源7的一极和一个第一金属块5之间，或者串联在一个直流电源7的一极和一个第二金属块6之间。报警器8可选用声音报警器、声光报警器或者报警灯中的任意一种。
本实施例中，观察窗设置有四个，均设置于机架3上，且分别靠近四个第二金属块6所在的位置设置，通过观察窗能够看到第一金属块5和第二金属块6之间的接触情况。机架3的内部位于各观察窗的位置均设置有照明灯，照明灯给观看第一金属块5和第二金属块6之间的接触情况提供照明。
请参阅图1和图5，本发明另外还包括控制器和控制面板13，四个直线步进电机4均与控制器电性相连，控制器与控制面板13电性相连，控制器选用PLC控制器，控制面板13上设置有上升按钮和下降按钮，通过上升按钮可控制直线步进电机4带动成型平台2向上运动，通过下降按钮可控制直线步进电机4带动成型平台2向下运动。通过控制面板13可方便地进行各直线步进电机4的操控。
本发明的调平方法，包括以下步骤：
S1）检查各直流电源7，确保各直流电源7供电正常，将成型平台2向调平位置下降；
S2）当成型平台2完全下降至调平位置，且各报警器8无一报警，说明成型平台2不需要进行调平。当成型平台2下降至调平位置，有报警器8报警时，说明成型平台2已经偏离原始的水平调平位置，此时需要对成型平台2进行调平。通过发出报警信号的报警器8所在报警线路中第二金属块6处的观察窗观察第一金属块5与第二金属块6的接触情况，光线不足时，打开机架3内部设置的照明灯。当第一金属块5的上半部分与第二金属块6接触时，说明此端位于低位，此时应调节此第一金属块5所对应的直线步进电机4，并使其向上移动；当第一金属块5的下半部分与第二金属块6接触时，说明此端位于高位，调节此第一金属块5所对应的直线步进电机4，使其向下移动。如此调节，至没有报警器8再发出报警信号时，成型平台2即被调平。调节直线步进电机4时，可精确控制直线步进电机4活塞杆的运动距离，使得直线步进电机4的活塞杆每次运动0.1mm，如此可有效防止过调的问题出现。
综上所述，本发明相对于现有的3D打印机的调平装置来说，不需要打开3D打印机的机壳即可进行成型平台2的调平，具有使用方便、调平成型平台2方便的优点。
实施例2
一种3D打印机调平装置，请参阅图6和图7，包括固定平台1、成型平台2和机架3，固定平台1位于成型平台2的下方，成型平台2为矩形结构，还包括直线步进电机4、第一金属块5、第二金属块6、直流电源7、报警器8和观察窗。
其中，直线步进电机4设置有四个，均设置于固定平台1上，各直线步进电机4的活塞杆均竖直设置，四个直线步进电机4活塞杆的上端各连接有一个球面副连接件41，四个球面副连接件41分别与成型平台2的四角相连。
请参阅图4，第一金属块5设置有四个，分别设置于成型平台2的四角处，且均凸出至成型平台2的外侧。
请参阅图4、图6和7，第二金属块6设置有四个，均设置于机架3上，四个第二金属块6均在同一水平位置，第二金属块6所在的高度位置为进行成型平台2调平时的高度位置，当成型平台2位于调平时的位置、且成型平台2的上端面水平时，四个第二金属块6分别与四个第一金属块5一一对应设置，且相互处于彼此靠近但不接触的位置。第二金属块6呈螺栓状。机架3上设置有四个导电块10，导电块10上设置有第二螺纹通孔，四个第二金属块6分别螺纹安装于一个导电块10的第二螺纹通孔中，第二螺纹通孔的中心轴线方向沿着第二金属块6指向与其相近的第一金属块5的方向，第二金属块6通过导电块10与直流电源7的一极电性相连。如此设置使得第二金属块6可沿着朝向与其相近的第一金属块5的方向移动，以此可进行第一金属块5和第二金属块6之间距离的调节，可根据成型平台2上端面水平度的要求进行合理进行第一金属块5和第二金属块6之间距离的调节，成型平台2上端面水平度的要求越高，第一金属块5和第二金属块6应调节的越小，反之，成型平台2上端面水平度的要求越小，第一金属块5和第二金属块6可调节的越大。本实施例中，可通过水平仪等设备辅助先进行成型平台2的调平，成型平台2调平后拧动各第二金属块6，使得第二金属块6与第一金属块5接触，然后反向拧动第二金属块6，根据第二金属块6上螺纹的螺距和反向转动第二金属块6的角度，可确定第二金属块6与第一金属块5之间的距离。如图10所示，将第二金属块6的头部设置成圆盘状，且在其圆盘面的外端处设置一个指示线14，在导电块10上或者机架3上位于第二金属块6头部的外侧且沿其圆周方向均匀设置角度刻度15，则转动第二金属块6时可精确知道第二金属块6的转动角度。此种结构的第二金属块6与实施例一中的第二金属块6相比，具有调节第一金属块5和第二金属块6之间距离更加方便、准确的优点。
请参阅图7和图9，导电块10上设置有通向第二螺纹通孔的第三螺纹通孔，且此第三螺纹通孔中安装有锁紧螺栓11，第一金属块5和第二金属块6之间的距离调节完毕后，通过锁紧螺栓11可固定住第二金属块6，锁紧螺栓11的杆部顶端设置有橡胶垫12，拧紧锁紧螺栓11固定第二金属块6时，在橡胶垫12的作用下不会损伤第二金属块6上的螺纹结构。
请参阅图6、图7和图8，直流电源7设置有四个，每一个直流电源7都可以选用干电池、蓄电池或者开关电源中的任意一种，直流电源7的电压小于36V，使得直流电源7使用更加安全。进行成型平台2的调平时，一个直流电源7的一极和一个第一金属块5电性相连，另一极与靠近此第一金属块5的第二金属块6电性相连。报警器8设置有四个，分别串联在一个直流电源7的一极和一个第一金属块5之间，或者串联在一个直流电源7的一极和一个第二金属块6之间。报警器8可选用声音报警器、声光报警器或者报警灯中的任意一种。
本实施例中，观察窗设置有四个，均设置于机架3上，且分别靠近四个第二金属块6所在的位置设置，通过观察窗能够看到第一金属块5和第二金属块6之间的接触情况。机架3的内部位于各观察窗的位置均设置有照明灯，照明灯给观看第一金属块5和第二金属块6之间的接触情况提供照明。
请参阅图5和图6，本发明另外还包括控制器和控制面板13，四个直线步进电机4均与控制器电性相连，控制器与控制面板13电性相连，控制器选用PLC控制器，控制面板13上设置有上升按钮和下降按钮，通过上升按钮可控制直线步进电机4带动成型平台2向上运动，通过下降按钮可控制直线步进电机4带动成型平台2向下运动。通过控制面板13可方便地进行各直线步进电机4的操控。
本发明的调平方法，包括以下步骤：
S1）检查各直流电源7，确保各直流电源7供电正常，将成型平台2向调平位置下降；
S2）当成型平台2完全下降至调平位置，且各报警器8无一报警，说明成型平台2不需要进行调平。当成型平台2下降至调平位置，有报警器8报警时，说明成型平台2已经偏离原始的水平调平位置，此时需要对成型平台2进行调平。通过发出报警信号的报警器8所在报警线路中第二金属块6处的观察窗观察第一金属块5与第二金属块6的接触情况，光线不足时，打开机架3内部设置的照明灯。当第一金属块5的上半部分与第二金属块6接触时，说明此端位于低位，此时应调节此第一金属块5所对应的直线步进电机4，并使其向上移动；当第一金属块5的下半部分与第二金属块6接触时，说明此端位于高位，调节此第一金属块5所对应的直线步进电机4，使其向下移动。如此调节，至没有报警器8再发出报警信号时，成型平台2即被调平。调节直线步进电机4时，可精确控制直线步进电机4活塞杆的运动距离，使得直线步进电机4的活塞杆每次运动0.1mm，如此可有效防止过调的问题出现。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，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 (9)
1.一种3D打印机调平装置，包括固定平台（1）、成型平台（2）和机架（3），所述固定平台（1）位于成型平台（2）的下方，所述成型平台（2）为矩形结构，其特征在于，还包括：
直线步进电机（4），所述直线步进电机（4）设置有四个，均设置于固定平台（1）上，各所述的直线步进电机（4）的活塞杆均竖直设置，四个所述的直线步进电机（4）活塞杆的上端各连接有一个球面副连接件（41），四个球面副连接件（41）分别与成型平台（2）的四角相连；
第一金属块（5），设置有四个，分别设置于成型平台（2）的四角处，且均凸出至成型平台（2）的外侧；
第二金属块（6），设置有四个，均设置于机架（3）上，四个所述的第二金属块（6）均在同一水平位置，所述第二金属块（6）所在的高度位置为进行成型平台（2）调平时的高度位置，当成型平台（2）位于调平时的位置、且成型平台（2）的上端面水平时，四个第二金属块（6）分别与四个第一金属块（5）一一对应设置，且相互处于彼此靠近但不接触的位置；
直流电源（7），设置有四个，进行成型平台（2）的调平时，一个直流电源（7）的一极和一个第一金属块（5）电性相连，另一极与靠近此第一金属块（5）的第二金属块（6）电性相连；
报警器（8），设置有四个，分别串联在一个直流电源（7）的一极和一个第一金属块（5）之间，或者串联在一个直流电源（7）的一极和一个第二金属块（6）之间；
观察窗，设置有四个，设置于机架（3）上，且分别靠近四个第二金属块（6）所在的位置设置，所述机架（3）的内部位于各观察窗的位置均设置有照明灯。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印机调平装置，其特征在于，所述第二金属块（6）可沿着朝向与其相近的第一金属块（5）的方向移动，并可固定于机架（3）上。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印机调平装置，其特征在于，所述机架（3）上设置有四个插接通孔，四个所述的第二金属块（6）分别插设于一个插接通孔中，所述插接通孔的长度方向沿着第二金属块（6）指向与其相近的第一金属块（5）的方向，所述第二金属块（6）可沿着插接通孔的长度方向移动，所述机架（3）上设置有四个分别通向四个插接通孔的第一螺纹通孔，且这四个第一螺纹通孔中各安装有一个固定螺栓（9）。
4.根据权利要求2所述的一种3D打印机调平装置，其特征在于，所述机架（3）上设置有四个导电块（10），所述导电块（10）上设置有第二螺纹通孔，四个所述的第二金属块（6）分别螺纹安装于一个导电块（10）的第二螺纹通孔中，所述第二螺纹通孔的中心轴线方向沿着第二金属块（6）指向与其相近的第一金属块（5）的方向，所述第二金属块（6）通过导电块（10）与直流电源（7）的一极电性相连。
5.根据权利要求4所述的一种3D打印机调平装置，其特征在于，所述导电块（10）上设置有通向第二螺纹通孔的第三螺纹通孔，且此第三螺纹通孔中安装有锁紧螺栓（11），所述锁紧螺栓（11）的杆部顶端设置有橡胶垫（12）。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种3D打印机调平装置，其特征在于，所述直流电源（7）选用干电池、蓄电池或者开关电源中的任意一种，所述直流电源（7）的电压小于36V。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种3D打印机调平装置，其特征在于，所述报警器（8）选用声音报警器、声光报警器或者报警灯中的任意一种。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种3D打印机调平装置，其特征在于，另外还包括控制器和控制面板（13），四个所述的直线步进电机（4）均与控制器电性相连，所述控制器与控制面板（13）电性相连，所述控制面板（13）上设置有上升按钮和下降按钮，通过上升按钮可控制直线步进电机（4）带动成型平台（2）向上运动，通过下降按钮可控制直线步进电机（4）带动成型平台（2）向下运动。
9.一种权利要求1-8任意一项所述的3D打印机调平装置的调平方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1）检查各直流电源（7），确保各直流电源（7）供电正常，将成型平台（2）向调平位置下降；
S2）当成型平台（2）完全下降至调平位置，且各报警器（8）无一报警，说明成型平台（2）不需要进行调平；当成型平台（2）下降至调平位置，有报警器（8）报警时，通过发出报警信号的报警器（8）所在报警线路中第二金属块（6）处的观察窗观察第一金属块（5）与第二金属块（6）的接触情况，当第一金属块（5）的上半部分与第二金属块（6）接触时，调节此第一金属块（5）所对应的直线步进电机（4），使其向上移动，当第一金属块（5）的下半部分与第二金属块（6）接触时，调节此第一金属块（5）所对应的直线步进电机（4），使其向下移动，如此调节，至没有报警器（8）再发出报警信号时，成型平台（2）被调平。
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