CN113524680A - 一种四丝杆限位调平的机械装置和3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四丝杆限位调平的机械装置和3D打印机，该装置包括：打印平台、主控板和四个Z轴丝杆组件，Z轴丝杆组件包括光轴、丝杆、步进电机、上固定板、下固定板、连接板和限位开关；上固定板和下固定板在竖直方向上间隔设置，丝杆和光轴平行间隔设置，光轴的两端分别连接于上固定板和下固定板；丝杆的一端转动连接于上固定板，丝杆的另一端向下固定板延伸并且与步进电机传动连接；连接板通过丝杆螺母与丝杆传动连接；连接板包括调平部，限位开关靠近上固定板位置设置，调平部的位置与限位开关的位置对应，四个连接板分别连接于打印平台的四个角，四个调平部通过与限位开关接触以进行零点定位，以实现微调高度。

Description

一种四丝杆限位调平的机械装置和3D打印机

技术领域

本发明涉及FDM桌面级3D打印机技术领域，尤其涉及一种四丝杆限位调平的机械装置及采用该四丝杆限位调平的机械装置的3D打印机。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，是一种以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维物体的机器。FDM是由3D打印机的成型方式不同而分的，为“Fused Deposition Modeling”的缩写，意为熔融沉积成型。近年来，3D打印技术受到了越来越多的青睐，而FDM桌面级3D打印机由于其体积小巧、价格偏低的特点在市场上的占有率日益升高。

市场上的FDM桌面级3D打印机无法满足FDM桌面级3D打印机Z轴打印平台在打印过程中既稳定又能自我调节高度补偿值。市场上常用的手段是通过借助外界传感器或者手动调平的方式，来进行调节Z轴打印平台的高度使平台保持与XY轴的相对水平，使打印机在打印模型过程中不会产生模型与平台粘接不牢固而产生脱落，以及打印平台结构不稳定致使模型表面产生纹路。

因此，本领域亟需一种可以将打印平台调平的装置。

发明内容

本发明提供了一种四丝杆限位调平的机械装置，旨在解决上述问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种四丝杆限位调平的机械装置，包括：打印平台、主控板和四个Z轴丝杆组件，所述Z轴丝杆组件包括光轴、丝杆、步进电机、上固定板、下固定板、连接板和限位开关；所述上固定板和所述下固定板在竖直方向上间隔设置，所述丝杆和所述光轴平行间隔设置，所述光轴的两端分别连接于所述上固定板和所述下固定板；所述丝杆的一端转动连接于所述上固定板，丝杆的另一端向下固定板延伸并且与步进电机传动连接，所述步进电机固定安装于所述下固定板；所述连接板通过丝杆螺母与所述丝杆传动连接；所述连接板包括调平部，所述限位开关靠近所述上固定板位置设置，所述调平部的位置与所述限位开关的位置对应，四个所述连接板分别连接于所述打印平台的四个角，四个所述调平部通过与所述限位开关接触以进行零点定位，以实现微调高度；所述主控板用于控制所述打印平台进行零点定位。

在本发明的四丝杆限位调平的机械装置中，还包括方形框架，所述上固定板固定安装于所述方形框架上部的框架上，所述下固定板固定安于与所述方形框架下部的框架上。

在本发明的四丝杆限位调平的机械装置中，所述Z轴丝杆组件还包括直线轴承，所述直线轴承套设于所述光轴上，并且所述直线轴承与所述连接板连接。

在本发明的四丝杆限位调平的机械装置中，所述Z轴丝杆组件还包括联轴器，所述步进电机通过所述联轴器与所述丝杆传动连接。

在本发明的四丝杆限位调平的机械装置中，所述方形框架为铝型材。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种3D打印机，包括上述的四丝杆限位调平的机械装置。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请设计了一种四丝杆限位调平的机械装置，用于FDM桌面级3D打印机，实现了打印平台高度自适应微调，进一步提升了打印产品的质量，避免了打印机在打印模型过程中因模型与平台粘接不牢固而产生的脱落现象，以及因打印平台结构不稳定致使模型表面产生纹路等不良现象的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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例，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是本发明实施例的四丝杆限位调平的机械装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的Z轴丝杆组件的结构示意图；

图3是本发明实施例3D打印机的部分结构示意图。

标号说明:

10、打印平台；20、Z轴丝杆组件；21、光轴；22、丝杆；23、步进电机；24、上固定板；25、下固定板；26、连接板；261、调平部；27、限位开关；28、直线轴承；29、联轴器；30、方形框架；31、上边框；32、下边框；33、侧边框；40、X轴移动组件；50、Y轴移动组件；60、喷料组件。

具体实施方式

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。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参照图1-图3所示，本发明公开了一种四丝杆限位调平的机械装置，该装置用于3D打印机。本装置包括打印平台10、主控板(图中未示出)和四个Z轴丝杆组件20，打印平台10为方形，四个Z轴丝杆组件20分别设置于打印平台10的四个角位置处。Z轴丝杆组件20包括光轴21、丝杆22、步进电机23、上固定板24、下固定板25、连接板26和限位开关27。上固定板24和下固定板25在竖直方向上间隔设置，丝杆和光轴21设置在上固定板24和下固定板25之间，丝杆22和光轴21平行间隔设置。光轴21的一端连接于上固定板24，光轴21的另一端连接于下固定板25；丝杆22的一端转动连接于上固定板24，丝杆22的另一端朝向下固定板25设置，并且与步进电机23传动连接；步进电机23固定安装于下固定板25上。步进电机23与丝杆22传动连接，步进电机23带动丝杆22转动。连接板26通过丝杆螺母与丝杆22传动连接，即丝杆转动带动丝杆螺母沿着丝杆22上下移动，连接板26与丝杆螺母同步运动。连接板26包括调平部261，调平部261的位置与限位开关27的位置对应，即限位开关27在竖直方向上的投影与调平部261重合，调平部261运动到限位开关27位置时，可以触碰到限位开关27。限位开关27靠近上固定板24位置设置，即限位开关27设置在上方，四个限位开关27在同一个平面设置。四个连接板26分别连接于打印平台10的四个角，四个调平部261通过与限位开关27接触以进行零点定位，从而实现微调高度。主控板用于控制打印平台10进行零点定位。

在使用本装置时，打印平台10通过四个限位开关27进行零点定位，当四个丝杆22其中一个点出现高度偏差时，该丝杆22对应的步进电机23带动连接板与其下方的限位开关27进行零点对位，微调高度，四个Z轴丝杆组件20的步进电机23同时找零，第一个Z轴丝杆组件20的步进电机23带动丝杆运动，连接板26的调平部261触碰到第一个限位开关27微调；第二个Z轴丝杆组件20的步进电机23带动丝杆22运动，连接板26的调平部261触碰到第二个限位开关27微调；第三个Z轴丝杆组件20的步进电机23带动丝杆22运动，连接板26的调平部261触碰到第三个限位开关27微调；第四个Z轴丝杆组件20的步进电机23带动丝杆22运动，连接板26的调平部261触碰到第一个限位开关27微调；通过调整四个支撑点保持公差范围内的水平，使打印平台10与XY轴所在的平面处于相对平行位置(即使打印平台10处于水平状态)，限位开关27与主控板连接，当打印平台10运行到与限位开关27接触时，打印平台10进行零点定位，每发布一次命令，执行一次动作。本申请的机械装置用于FDM桌面级3D打印机，实现了打印平台10高度自适应微调，进一步提升了打印产品的质量，避免了打印机在打印模型过程中因模型与平台粘接不牢固而产生脱落，以及打印平台结构不稳定致使模型表面产生纹路等不良现象的发生。

在一个可选的实施例中，Z轴丝杆组件20还包括直线轴承28和联轴器29，直线轴承28套调于光轴21上，并且直线轴承28与连接板26连接。直线轴承28固定于连接板26上，使得直线轴承28与连接板26同步运动。步进电机23通过联轴器29与丝杆22传动连接，具体地，步进电机23的转轴与通过联轴器29与丝杆22传动连接，电机转轴带动丝杆22转动。本实施例中，Z轴丝杆组件20还包括套设在丝杆22上端的轴承，轴承安装于上固定板24上，丝杆通过轴承与上固定板转动连接。在一些较优的实施例中，步进电机23为42步进电机，其定位精准，动态性能稳定。

在一个可选的实施例中，本申请还包括方形框架30，上固定板24安装于方形框架30上部的框架上，下固定板25安装于方形框架30下部的框架上，限位开关27安装于方形框架30的侧部。具体地，方形框架30包括上边框31、下边框32和侧边框33，上边框31和下边框32上下间隔设置，侧边框33的数量设置为多个，多个侧边框的两端均分别连接上边框和下边框。上固定板24固定安装于上边框上，下固定板25固定安装于下边框上，限位开关27安装于侧边框上。在一些实施例中，方形框架30采用铝型材制作而成。

本发明还保护一种3D打印机，该打印机包括上述的四丝杆限位调平的机械装置、X轴移动组件40、Y轴移动组件50和喷料组件60。喷料组件60与X轴移动组件40和Y轴移动组件50传动连接，即通过X轴移动组件40和Y轴移动组件50带动喷料组件60在X轴方向和Y轴方向进行移动。X轴移动组件40、Y轴移动组件50和喷料组件60均设置在打印平台10的上方。X轴移动组件40、Y轴移动组件50和喷料组件60为市场常用的技术，在此不做赘述。本申请的3D打印机采用了上述的四丝杆限位调平的机械装置，将打印平台10进行调平，实现了打印平台10高度自适应微调，进一步提升了打印产品的质量，避免了打印机在打印模型过程中因模型与平台粘接不牢固而产生脱落，以及打印平台结构不稳定致使模型表面产生纹路等不良现象的发生。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种四丝杆限位调平的机械装置，用于3D打印机，其特征在于，包括：打印平台、主控板和四个Z轴丝杆组件，所述Z轴丝杆组件包括光轴、丝杆、步进电机、上固定板、下固定板、连接板和限位开关；所述上固定板和所述下固定板在竖直方向上间隔设置，所述丝杆和所述光轴平行间隔设置，所述光轴的两端分别连接于所述上固定板和所述下固定板；所述丝杆的一端转动连接于所述上固定板，丝杆的另一端向下固定板延伸并且与步进电机传动连接，所述步进电机固定安装于所述下固定板；所述连接板通过丝杆螺母与所述丝杆传动连接；所述连接板包括调平部，所述限位开关靠近所述上固定板位置设置，所述调平部的位置与所述限位开关的位置对应，四个所述连接板分别连接于所述打印平台的四个角，四个所述调平部通过与所述限位开关接触以进行零点定位，以实现微调高度；所述主控板用于控制所述打印平台进行零点定位。

2.根据权利要求1所述的四丝杆限位调平的机械装置，其特征在于，还包括方形框架，所述上固定板固定安装于所述方形框架上部的框架上，所述下固定板固定安于与所述方形框架下部的框架上。

3.根据权利要求1所述的四丝杆限位调平的机械装置，其特征在于，所述Z轴丝杆组件还包括直线轴承，所述直线轴承套设于所述光轴上，并且所述直线轴承与所述连接板连接。

4.根据权利要求1所述的四丝杆限位调平的机械装置，其特征在于，所述Z轴丝杆组件还包括联轴器，所述步进电机通过所述联轴器与所述丝杆传动连接。

5.根据权利要求2所述的四丝杆限位调平的机械装置，其特征在于，所述方形框架为铝型材。

6.根据权利要求1所述的四丝杆限位调平的机械装置，其特征在于，所述步进电机为42步进电机。

7.一种3D打印机，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的四丝杆限位调平的机械装置。

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