CN113649527A - 一种3d打印智能清砂系统及3d打印生产线 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种3D打印智能清砂系统，包括输料机构、清砂站和智能吹砂装置，所述输料机构包括滑轨组件和输料件，所述输料件可滑动地设置于所述滑轨组件上，所述清砂站和所述智能吹砂装置在所述输料件的滑动方向依次布置，所述智能吹砂装置包括工作平台、安装支架、吹砂机构、检测机构和控制机构，所述安装支架设置于所述工作平台上，所述吹砂机构、所述检测机构和所述控制机构均设置于所述安装支架上，且所述吹砂机构和所述检测机构与所述控制机构通讯连接，所述检测机构用于检测打印件的质量，所述吹砂机构用于清理所述打印件。本方案能够解决现有的3D打印设备的清砂效果较差的问题。

Description

一种3D打印智能清砂系统及3D打印生产线

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种3D打印智能清砂系统及3D打印生产线。

背景技术

砂型3D打印技术在铸造行业内的应用，其高效的打印方式有效缩短了新铸件的开发时间，节省了开发费用，促进了行业发展，而随着3D打印技术的发展，3D打印将会广泛地被应用于铸造行业。

目前，砂型3D打印设备所配套使用的清砂方式为：采用人工刮除砂型周边的散砂以及手动吹走砂型表面的浮砂，进一步地，通过人为观察判断砂型质量是否有缺陷以实现砂型质量检测，上述方式虽然能保证基本清除砂型周围散砂的需求和判断砂型质量是否合格的目的，但是，此种方式存在清砂速度慢、人工耗时大且容易对人身健康造成危害等问题，导致打印成本增加。

发明内容

基于此，有必要针对现有的3D打印设备的清砂效果较差的问题，提供一种3D打印智能清砂系统及3D打印生产线。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明实施例公开一种3D打印智能清砂系统，包括输料机构、清砂站和智能吹砂装置，所述输料机构包括滑轨组件和输料件，所述输料件可滑动地设置于所述滑轨组件上，所述清砂站和所述智能吹砂装置在所述输料件的滑动方向依次布置，所述智能吹砂装置包括工作平台、安装支架、吹砂机构、检测机构和控制机构，所述安装支架设置于所述工作平台上，所述吹砂机构、所述检测机构和所述控制机构均设置于所述安装支架上，且所述吹砂机构和所述检测机构与所述控制机构通讯连接，所述检测机构用于检测打印件的质量，所述吹砂机构用于清理所述打印件。

在其中一种实施例中，所述检测机构为摄像模组，所述摄像模组设置于所述安装支架上，所述摄像模组与所述控制机构通讯连接。

在其中一种实施例中，所述吹砂机构包括多个气管和供气部，多个所述气管间隔设置于所述安装支架上，且所述气管的出气口可朝向所述工作平台，多个所述气管均与所述供气部相连通，所述供气部与所述控制机构通讯连接。

在其中一种实施例中，所述智能吹砂装置还包括镜头防护罩，镜头防护罩的一侧可活动地设置于所述安装支架的顶部，所述镜头防护罩可罩设于所述摄像模组上。

在其中一种实施例中，所述检测机构还包括立体扫描仪，所述立体扫描仪设置于所述安装支架上，所述立体扫描仪与所述控制机构通讯连接。

在其中一种实施例中，还包括智能检测装置，所述智能检测装置布置于所述智能吹砂装置背离所述清砂站的一侧，所述智能检测装置用于检测检测打印件的质量。

在其中一种实施例中，还包括涂料池和转运装置，所述涂料池和所述转运装置依次布置于所述智能检测装置背离所述智能吹砂装置的一侧。

在其中一种实施例中，所述滑轨组件包括滑轨、移动件和驱动件，所述移动件可移动地设置于所述滑轨上，所述驱动件设置于所述移动件上，所述滑轨上设置有齿条，所述驱动件的驱动端设置有齿轮，所述齿条与所述齿轮啮合，所述输料件设置于所述移动件上。

在其中一种实施例中，所述滑轨的两端均设置有限位块，所述限位块与所述移动件限位配合。

第二方面，本发明实施例公开一种3D打印生产线，包括上述的3D打印智能清砂系统。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明实施例公开的3D打印智能清砂系统中，通过智能吹砂装置能够进一步地对打印件实现清砂，以保证打印件质量，具体地，通过检测机构检测打印件质量，从而能够代替人工视角，减少清砂人员，降低人工成本，而且还能够适应比较差的工作环境；与此同时，通过输料件在滑轨组件上滑动以实现物料的转运，进而在减少人工的同时还能够提高生产的智能化、自动化水平，实现信息集成。

附图说明

图1为本发明实施例公开的3D打印智能清砂系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例公开的3D打印智能清砂系统的结构示意图；

图3为本发明实施例公开的智能吹砂系统的部分结构示意图；

图4为本发明实施例公开的滑轨组件的结构示意图。

附图标记说明：

100-清砂站；

200-智能吹砂装置、210-工作平台、220-安装支架、230-吹砂机构、231-气管、240-检测机构、250-控制机构、260-镜头防护罩；

300-滑轨组件、310-滑轨、311-齿条、312-限位块、320-移动件、330-驱动件、331-齿轮；

400-输料件；

500-智能检测装置；

600-涂料池；

700-转运装置。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-图4所示，本发明实施例公开一种3D打印智能清砂系统，所公开的3D打印智能清砂系统包括输料机构、清砂站100和智能吹砂装置200。

输料机构包括滑轨组件300和输料件400，输料件400可滑动地设置于滑轨组件300上，输料件400用于将打印装置所生产的打印件转运至相应的位置，以便于对打印件进行后续的操作，此种方式省时省力，能够提高生产效率。可选地，输料件400可以为多关节机器人，多关节机器人的端部设置有抓件部，多关节机器人通过抓件部抓取打印件，进而将打印件放置合适的位置，以便于后续操作，从而提高生产效率。

清砂站100和智能吹砂装置200在输料件400的滑动方向依次布置，清砂站100起到初步清砂的作用，在工作过程中，输料件400首先将打印件放置于清砂站100上，然后可以通过转动打印件使得表面浮砂掉落，进一步地，可以采用人工刮除打印件周边的散砂以及手动吹走打印件表面的浮砂，以实现对打印件上的浮砂的初步清理。

智能吹砂装置200起到进一步清砂且检测的作用，具体地，智能吹砂装置200包括工作平台210、安装支架220、吹砂机构230、检测机构240和控制机构250，工作平台210能够为打印件提供放置位置，安装支架220设置于工作平台210上，安装支架220能够为智能吹砂装置200的其他构件提供安装位置，吹砂机构230、检测机构240和控制机构250均设置于安装支架220上，且吹砂机构230和检测机构240与控制机构250通讯连接，此时，控制机构能够控制吹砂机构230和检测机构240，检测机构240用于检测打印件的质量，吹砂机构230用于清理打印件。

在具体的工作过程中，输料件400首先抓取清砂站100初步清砂过后的打印件，然后在滑轨组件300上滑动，从而将打印件放置于工作平台210上，检测机构240检测打印件的质量，从而判断打印件表面质量是否达标，是否具有浮砂，然后将检测结果反馈于控制机构250，当打印件的表面质量不达标时，控制机构250控制吹砂机构230工作，从而清理打印件表面浮砂即打印件内部的浮砂，以使打印件质量合格。

通过上述内容可知，本发明实施例公开的3D打印智能清砂系统中，通过智能吹砂装置200能够进一步地对打印件实现清砂，以保证打印件质量，具体地，通过检测机构240检测打印件质量，从而能够代替人工视角，减少清砂人员，降低人工成本，而且还能够适应比较差的工作环境；与此同时，通过输料件400在滑轨组件300上滑动以实现物料的转运，进而在减少人工的同时还能够提高生产的智能化、自动化水平，实现信息集成。

本发明实施例中，检测机构240可以为摄像模组，摄像模组可以设置于安装支架220上，摄像模组可以与控制机构250通讯连接。在打印件放置于工作平台210上的情况下，控制机构250可以控制摄像模组朝向打印件，从而获取打印件的图像信息，将获取的图像信息转换成图像信号，再传输给专用的图像处理系统，根据图像的像素分布和亮度、颜色等信息，再将其转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的分类特征，如面积、数量、位置、长度等，再根据预设的允许度(如阈值)和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格或不合格、有或无等检测条件进行逻辑判断，实现对打印件的自动识别和检测功能，然后，控制机构240根据上述信息控制吹砂机构230工作。通过此种方式不仅能够代替人工视角，而且还能够较准确地检测打印件的表面质量，从而较彻底地清理打印件表面浮砂，以保证打印件质量。

进一步地，吹砂机构230可以包括多个气管231和供气部，多个气管231可以间隔设置于安装支架220上，且气管231的出气口可朝向工作平台210，多个气管231均与供气部相连通，供气部可以与控制机构250通讯连接。此种情况下，控制机构250控制供气部工作，从而为气管231供气，进而将工作平台210上的打印件表面浮砂吹干净。此种方式能够较彻底地将打印件表面浮砂吹干净，以保证打印件质量。

在一种可选的方案中，在多个气管231中，其中一部分气管231设置为控制常吹，即将此部分气管231固定于相应的位置，只要输料件400抓取打印件后搬运至工作平台210即可运行；另一部分气管231需通过检测机构240检测到打印件的型腔位置后再进行吹气，以更好地清理打印件内部浮砂，特别地，该部分气管231可实现柔性伸进打印件的型腔内部进行吹气，从而方便更加彻底的清理打印件的型腔内部积砂，吹落的散砂均可收集在工作平台210下方的砂斗里，进而便于收集。

本发明公开的实施例中，智能吹砂装置200还可以包括镜头防护罩260，镜头防护罩260的一侧可活动地设置于安装支架220的顶部，镜头防护罩260可罩设于摄像模组上。此种情况下，通过镜头防护罩260的罩设，从而使得摄像模组获得的打印件的图像更清晰，进而能够更加便于识别，以便于后续的清砂工作。可选地，镜头防护罩260可以与控制机构250通讯相连，从而使得控制机构250能够控制镜头防护罩260，进而在工作时，镜头防护罩260可根据是否需要清砂检测实现自动开合功能，以提供工作效率。

相应地，检测机构240还可以包括立体扫描仪，立体扫描仪可以设置于安装支架220上，立体扫描仪可以与控制机构250通讯连接。此种情况下，在打印件放置于工作平台210上时，控制机构250控制立体扫描仪工作，立体扫描仪可逆向建模获得打印件的立体尺寸，从而不需要人为测量打印件的外形尺寸等，进而能够较容易检测打印件的尺寸，以起到检测打印件合格率的作用。特别地，立体扫描仪可活动地设置于工作平台210上，此时，控制机构250可以通过立体扫描仪实现全方位旋转扫描，进而能够更容易获得打印件的立体尺寸。

本发明实施例公开的3D打印智能清砂系统还可以包括智能检测装置500，智能检测装置500可以布置于智能吹砂装置200背离清砂站100的一侧，智能检测装置500用于检测检测打印件的质量。在工作时，输料件400将智能吹砂装置200上经过智能吹砂的打印件转运至智能检测装置500，智能检测装置500能够对打印件的表面质量进行进一步检测，从而判断打印件是否合格，以保证打印件质量。

可选地，智能检测装置500可以与智能吹砂装置具有相似的结构，即智能检测装置可以包括工作台、安装架、摄像模组和控制件，工作台能够为打印件提供放置位置，安装架设置于工作台上，安装架能够为智能检测装置500的其他构件提供安装位置，摄像模组和控制件均设置于安装架上，摄像模组与控制件通讯连接，此时，控制机构能够控摄像模组，在打印件放置于工作台上的情况下，控制件可以控制摄像模组朝向打印件，从而获取打印件的图像信息，将获取的图像信息转换成图像信号，再传输给专用的图像处理系统，根据图像的像素分布和亮度、颜色等信息，再将其转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的分类特征，如面积、数量、位置、长度等，再根据预设的允许度(如阈值)和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格或不合格、有或无等检测条件进行逻辑判断，实现对打印件的自动识别和检测功能，进而判断打印件的合格率。此种方式能够更加精确地判断打印件质量，以提升生产效率。

本发明实施例公开的3D打印智能清砂系统还可以包括涂料池600和转运装置700，涂料池600和转运装置700可以依次布置于智能检测装置500背离智能吹砂装置200的一侧。在具体的工作过程中，对于清理干净并经过智能检测装置500检测合格的打印件可以通过输料件400输送至涂料池600，从而开始浸涂或流涂，浸涂或流涂结束后将打印件放置在转运装置700上，然后运送至立体仓库存放；对于经过智能检测装置500检测不合格的打印件，可以直接转运至转运装置700上，然后推送至废品收纳箱内排废处理。此种方式能够较容易对打印件进行分类处理，进而能够提供生产效率。

在整个检测过程中，通过3D打印智能清砂系统可相应地对生产的打印件总数量、不合格数、不合格类型及数量等参数进行数理统计，以便于生产数据分析和展示，相应地，对于检测到不合格产品时可通过报警灯报警提示异常信息等方便人员排查和紧急处理。

在一种可选的实施例中，滑轨组件300可以包括滑轨310、移动件320和驱动件330，移动件320可移动地设置于滑轨310上，具体地，移动件320可以为板状件，以便于放置驱动件330，同时，滑轨310和移动件320中，一者可以设置有凸起，另一者可以设置有滑槽，凸起可以与滑槽滑动配合，从而便于移动件320的移动，驱动件330设置于移动件320上，滑轨310上可以设置有齿条311，驱动件330的驱动端可以设置有齿轮331，齿条311可以与齿轮331啮合，输料件400可以设置于移动件320上。此种驱动方式更平稳，且能够提供更大的驱动力，从而能够更好地驱动输料件400，进而使得输料件400对打印件的输送效果较好。

进一步地，滑轨310的两端均可以设置有限位块312，限位块312可以与移动件320限位配合。限位块312能够放置移动件320滑动至滑轨310之外，从而能够起到保护的作用，以实现安全生产。

基于本发明实施例公开的3D打印智能清砂系统，本发明实施例还公开一种3D打印生产线，包括上述任意实施例的3D打印智能清砂系统。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种3D打印智能清砂系统，其特征在于，包括输料机构、清砂站(100)和智能吹砂装置(200)，所述输料机构包括滑轨组件(300)和输料件(400)，所述输料件(400)可滑动地设置于所述滑轨组件(300)上，所述清砂站(100)和所述智能吹砂装置(200)在所述输料件(400)的滑动方向依次布置，所述智能吹砂装置(200)包括工作平台(210)、安装支架(220)、吹砂机构(230)、检测机构(240)和控制机构(250)，所述安装支架(220)设置于所述工作平台(210)上，所述吹砂机构(230)、所述检测机构(240)和所述控制机构(250)均设置于所述安装支架(220)上，且所述吹砂机构(230)和所述检测机构(240)与所述控制机构(250)通讯连接，所述检测机构(240)用于检测打印件的质量，所述吹砂机构(230)用于清理所述打印件。

2.根据权利要求1所述的3D打印智能清砂系统，其特征在于，所述检测机构(240)为摄像模组，所述摄像模组设置于所述安装支架(220)上，所述摄像模组与所述控制机构(250)通讯连接。

3.根据权利要求2所述的3D打印智能清砂系统，其特征在于，所述吹砂机构(230)包括多个气管(231)和供气部，多个所述气管(231)间隔设置于所述安装支架(220)上，且所述气管(231)的出气口可朝向所述工作平台(210)，多个所述气管(231)均与所述供气部相连通，所述供气部与所述控制机构(250)通讯连接。

4.根据权利要求2所述的3D打印智能清砂系统，其特征在于，所述智能吹砂装置(200)还包括镜头防护罩(260)，所述镜头防护罩(260)的一侧可活动地设置于所述安装支架(220)的顶部，所述镜头防护罩(260)可罩设于所述摄像模组上。

5.根据权利要求2所述的3D打印智能清砂系统，其特征在于，所述检测机构(240)还包括立体扫描仪，所述立体扫描仪设置于所述安装支架(220)上，所述立体扫描仪与所述控制机构(250)通讯连接。

6.根据权利要求1所述的3D打印智能清砂系统，其特征在于，还包括智能检测装置(500)，所述智能检测装置(500)布置于所述智能吹砂装置(200)背离所述清砂站(100)的一侧，所述智能检测装置(500)用于检测检测打印件的质量。

7.根据权利要求6所述的3D打印智能清砂系统，还包括涂料池(600)和转运装置(700)，所述涂料池(600)和所述转运装置(700)依次布置于所述智能检测装置(500)背离所述智能吹砂装置(200)的一侧。

8.根据权利要求1所述的3D打印智能清砂系统，其特征在于，所述滑轨组件(300)包括滑轨(310)、移动件(320)和驱动件(330)，所述移动件(320)可移动地设置于所述滑轨(310)上，所述驱动件(330)设置于所述移动件(320)上，所述滑轨(310)上设置有齿条(311)，所述驱动件(330)的驱动端设置有齿轮(331)，所述齿条(311)与所述齿轮(331)啮合，所述输料件(400)设置于所述移动件(320)上。

9.根据权利要求8所述的3D打印智能清砂系统，其特征在于，所述滑轨(310)的两端均设置有限位块(312)，所述限位块(312)与所述移动件(320)限位配合。

10.一种3D打印生产线，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的3D打印智能清砂系统。

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