CN1522942A - 刀切型纸层叠快速成形机的送纸机构 - Google Patents

Abstract

本发明是一种刀切型纸层叠快速成形设备的送纸机构，该机构实现了自动送纸、提供刀具裁纸张力的要求。机构由一个倾斜的导纸板、一对驱动辊组、导纸辊组4以及纸带原料卷5组成，纸带原料卷5安放在支架上。穿过驱动辊组的纸带依靠与驱动辊之间的摩擦力送进，步进电机直接与驱动辊相连，通过计算机控制步进电机的转动步数就能调节纸张的送进长度。控制电机反转角度就能张紧纸带，为裁纸提供了纸带张力。该机构结构紧凑、控制简单、节约材料、可靠性高。

Description

刀切型纸层叠快速成形机的送纸机构

技术领域

本发明涉及一种快速成形机的部件，特别涉及一种刀切型纸层叠快速成形设备的送纸机构。

现有技术

美国Helisys公司快速成形机中采用了卷筒纸材料，相应的送纸机构包括了收纸卷、导向辊组和原料卷，通过电机带动收纸卷与原料卷协调运动将纸带不断输送到加工位置。这种送纸机构与其激光切割手段相适应，由于激光不对纸张产生压力，因而能将加工层材料从纸带中裁出，实现材料送进过程。采用这种结构的送纸机构还有华中科技大学研究开发的HRPS系列纸叠层快速成形机和清华大学的SSM1600大型分层实体制造系统等。

日本Kira公司生产的快速成形机采用计算机控制的刀具进行材料切割，由于刀具会对悬空的纸张产生压力，为避免刀具压力造成纸张塌陷而使裁纸不可靠，系统直接使用了固定尺寸规格的纸张材料，通过一种类似打印机的送纸机构将材料送入加工位置。因此，这种机构与刀具切割相适应，取消了裁纸过程。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上已有技术所存在的设备成本高，结构复杂及难以调整的缺点，提出一种刀切型纸层叠快速成形机的送纸机构，该机构解决了纸张自动送进以及相应的裁纸问题，使分层制造能够连续进行并具有结构紧凑、控制简单、成本低廉和可靠性高等优点。

本发明的目的是由以下的技术方案完成的，它由一个倾斜的导纸板、一个驱动辊组及一个导纸辊组以及纸带原料卷组成，纸带原料卷安放在支架上，是一种从单侧输送卷纸带的送纸机构，导纸辊组由若干个辊子组成。其中驱动辊组由一个与步进电机相连的驱动辊和一个紧压其上压力可调的齐平辊组成。纸带穿过驱动辊组，在电机带动下通过与驱动辊间的摩擦力被送进。由于纸带被齐平辊压紧在驱动辊上，纸带与驱动辊之间没有滑动，因此控制步进电机转动步数就能调节纸张的送进长度。纸带输送到位后，需要将加工材料与纸带分离。裁纸时，为了避免刀具压力使悬空边纸带产生塌陷而影响裁切可靠性，首先使电机带动的驱动辊反转一定角度，通过摩擦力使悬空的纸张张紧。具有一定张力的纸张能够承受一定的压力，保证刀尖扎透纸张从而实现刀具可靠裁纸。采用单侧送纸方式可以减少纸张裁切的边数，使得只有与纸带相连一侧被裁断。倾斜的导纸板引导失去支撑的纸带以一定的初始角度进入到加工位置，然后依靠后续纸带推力继续往前走，直至送纸停止。导纸辊组的作用是控制纸带行进路线并支撑纸带，同时，也影响着纸带的张力并能减缓和消除纸带的振动。纸带在运行中，由于纸张的伸长变形和纸带张力的波动，会造成纸带的褶皱、松边等现象。为此，在齐平辊表面的圆周上开有人字齿形螺旋线槽，当纸带经过此辊时，辊上的螺旋线与纸带接触，螺旋线对纸带的作用方向倾斜向外，使纸带从中心向外两个方向把纸带铺平，达到防止纸带褶皱的目的，保证热压时上下纸张的平整粘合。

由于带热熔胶的卷筒纸易于获得，相应的送纸机构结构简单、使用可靠，因此刀切型纸层叠快速成形机中使用了卷筒纸。该机构实现了设备的自动送纸，并适应刀具裁纸需要，能为纸张提供一定张力保证裁纸过程可靠进行。

附图说明

图1为送纸机构的示意图；

图2为送纸机构齐平辊结构的示意图；

具体实施方案

参照图1送纸机构的示意图，刀切型纸层叠快速成形机的送纸机构由纸带原料卷5、刀具6、制作块7及工作平台8组成，纸带原料卷5放置在轴承支架上，在工作平台8的进纸一侧设置有齐平辊2和驱动辊3及一个导纸辊组4，其中齐平辊2与驱动辊3设置为上下两个辊子对辊，各自安装在自己的轴承支架上，齐平辊2的圆周上开有人字齿形螺旋线槽，用于从中心向外两个方向把纸带铺平，防止纸带起褶皱，保证热压时上下纸张的平整粘合；驱动辊3通过联轴器直接与步进电机相连，用于在计算机控制下通过摩擦力驱动纸带送进或张紧。在两个对辊辊子2和3与工作平台8之间设置有导纸板1，导纸板1与工作平台8成一倾斜角度安装，在制作时能使纸带以一定初始角度进入到工作台8的制作位置。导纸板1的倾斜角度是可调的，可根据工作台8的制作位置与导纸板1的距离调节纸带进入角度，防止纸带无法可靠进入到制作层的加工位。两个对辊辊子2和3与导纸辊组4及纸带原料卷5共同组成“之”字形状立体放置。其作用是控制纸带行进路线并支撑纸带，同时，也增加纸带的张力并能减缓和消除纸带的振动。导纸辊的数量可根据空间大小和纸带原料卷5距离驱动辊3的远近增减。导纸辊组4设置在工作平台8的进纸一侧。

以下是一个具体是实施例。橡胶驱动辊3和齐平辊2直径为60mm，辊子两端由轴承支撑，保证滚动自如。为了保证驱动纸带的摩擦力，齐平辊2平行紧贴在驱动辊3上，其轴承座可根据需要沿径向滑动以调节齐平辊2与驱动橡胶辊3之间的压力，保证纸带与驱动辊3间的摩擦力。为适应引导需要，导纸板1的倾斜角度是可调的。根据设备空间大小和纸卷安装位置，导纸辊组4可以由2～4个直径在30mm以上的导纸辊组成，并且做成空心筒状，由轴承支撑。驱动辊3和齐平辊2可用橡胶材料制成。

送纸机构的控制系统由工业控制计算机、步进电机控制卡、步进电机及其驱动器和相关电路组成。利用纸带与驱动辊组之间无滑动摩擦、纸带送进长度由驱动辊转动角度决定原理，控制步进电机转动步数就能够控制纸带送进长度或反转张力，因而控制非常简单。

本发明与普通卷筒纸送纸机构相比，所发明的送纸机构取消了废纸的回收机构即收纸卷，减少了材料浪费。通过驱动辊组与纸带间的摩擦力送进纸张材料，并增加了导纸板引导悬空的纸张行进送。由于驱动辊组间的摩擦力能够保证纸张与辊组间的无滑动摩擦，因此控制步进电机转动步数即电机转动角度，就能控制送纸长度，电机反转能保证纸张的张力，满足了裁纸要求。在实施中，证明该方案结构紧凑、控制简单、成本低，是一种与刀切方法相适应的可行方案。

Claims (4)

1、一种刀切型纸层叠快速成形机的送纸机构，由纸带原料卷(5)及回收卷、刀具(6)、制作块(7)及工作平台(8)组成，纸带原料卷(5)和回收卷分别设置在工作平台(8)的两侧并各自安装在自己的轴承支架上，其特征在于在工作平台(8)的进纸一侧设置有齐平辊(2)和驱动辊(3)及一个导纸辊组(4)、，其中齐平辊(2)与驱动辊(3)设置为上下两个辊子对滚，各自安装在自己的轴承支架上，在两个对滚辊子(2)和(3)与工作平台(8)之间设置有导纸板(1)，导纸板(1)与工作平台(8)成一倾斜角度安装，两个对滚辊子(2)和(3)与导纸辊组(4)及纸带原料卷(5)共同组成“之”字形状立体放置。

2、根据权利要求1所述的刀切型纸层叠快速成形机的送纸机构，其特征在于所述的齐平辊(2)的圆周上开有人字齿形螺旋线槽。

3、根据权利要求1所述的刀切型纸层叠快速成形机的送纸机构，其特征在于所述的导纸辊组(4)由两个以上的辊子组成。

4、根据权利要求1所述的刀切型纸层叠快速成形机的送纸机构，其特征在于所述的齐平辊(2)与驱动辊(3)还可以平行设置，其间压力可以调节。

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