CN204076843U - 一种带余料报警装置的3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带余料报警装置的3D打印机，主要包括压力传感器、光电感应装置、控制器。装置利用压力传感器检测出剩余物料的重量，并利用光电传感装置进行断料报警，通知工作人员及时进行更换。所述料架安装座、3D打印机机架、压力传感器三者形成等腰直角三角形，料架安装座、3D打印机机架位于两条直角边上，压力传感器位于此直角对应的斜边上。所述光电传感装置包括发光装置、光接收装置，3D打印机物料盘中的打印原料通过光电传感装置后接至3D打印机喷头。所述控制器包括I/O接口、显示装置、放大器、A/D转换器、DSP处理器、报警装置，通过电信号连接。装置安装简便，不必人工进行看守，工作效率高且大大减轻了操作者的工作负担。

Description

一种带余料报警装置的3D打印机

技术领域

本实用新型涉及一种带余料报警装置的3D打印机，属于三维打印技术领域。 

背景技术

3D打印机，专业领域又称快速原型机，是数字化增材技术经过几十年发展后的逐渐走向民用市场的技术成果。其推广不仅意味着科技的进步，更为工业制造概念增添了新的内涵，有着广阔的发展前景。3D打印机利用不同的材料打印立体模型，打印的原料种类繁多，例如塑料、橡胶等。在工作过程中，原料在喷头内以电加热的方式被加热到熔融状态，喷头按照一定的路径出丝，喷出的熔融状丝材黏结到工作台上，每加工完一层，工作台下降一层的高度，反复逐层沉积，直至完成一个3D模型的打印。这就面临一个问题：如果余料不足以支持完整个模型的话，中途打印就会中断，影响打印工作的连续性。目前通常需要操作人员实时看守，在余料不足时及时进行更换，这样使得3D打印机自动化程度低，增加了操作者的工作负担。 

实用新型内容

本实用新型针对现有技术所存在的问题，提出了一种带余料报警装置的3D打印机。主要目的就是利用压力传感器检测出剩余物料的重量，并利用光电传感装置进行断料报警，通知工作人员及时进行更换。 

本实用新型的目的是这样实现的： 

本实用新型主要包括压力传感器、光电传感装置、控制器、料架安装座。所有装置均安装在3D打印机原有的打印机机架上，利用压力传感器检测出剩余 物料的重量，并利用光电传感装置进行断料报警，通知工作人员及时进行更换。 

所述料架安装座通过转轴安装在原有的3D打印机机架上，3D打印机物料盘安装在料架安装座上，压力传感器安装在料架安装座与机架之间，料架安装座、打印机机架、压力传感器三者形成三角形，料架安装座、打印机机架、压力传感器位于此三角形的三条斜边上。转轴的设计有效的避免了3D打印机在工作过程中打印喷头对打印原料的输送力，从而保证了重量检测的准确性。 

所述光电传感装置安装在3D打印机机架上，位于料架安装座与3D打印机喷头中间，3D打印机物料盘中的打印原料通过光电传感装置的圆形通孔后接至3D打印机喷头。 

所述光电传感装置包括发光装置、光接收装置，发光装置、光接收装置位于打印原料的两侧，并形成通孔，通孔的直径与打印原料的直径相同，打印机物料盘中的打印原料通过光电传感装置后接至打印机喷头。 

所述压力传感器与光电传感装置发出的信号，通过信号线与控制器连接，控制器判断是否发出报警信号。 

所述控制器包括I/O接口、显示装置、放大器、A/D转换器、DSP处理器、报警装置，通过电信号连接。I/O接口接收到压力传感器与光电传感装置发出的信号后，通过放电器将信号放大，然后A/D转换器将其转换为数字信号发送给DSP处理器，DSP处理器将压力信号通过计算公式转换为重量发送给显示装置，同时将光电信号进行判断后发送给显示装置及报警装置。 

本实用新型的有益效果是： 

所有装置均安装在3D打印机机架上，安装简便。利用压力传感器检测出剩余物料的重量，并利用光电传感装置进行断料报警，通知工作人员及时进行更换，不必人工进行看守，工作效率高且大大减轻了操作者的工作负担。 

附图说明

图1是本实用新型结构示意图； 

图2是本实用新型中料架安装座、3D打印机机架、压力传感器三者位置关系示意图； 

图3是本实用新型中光电传感装置剖面图； 

图4是本实用新型中控制器结构示意图。 

附图中，各标号所代表的部件：1、压力传感器 2、光电传感装置 3、打印机物料盘 4、打印原料 5、打印机喷头 6、打印机机架 7、控制器 8、信号线 9、料架安装座 10、转轴 11、发光装置 12、光接收装置 13、圆形通孔 14、I/O接口 15、显示装置 16、放大器 17、A/D转换器 18、DSP处理器 19、报警装置 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的介绍。 

如图1所示为本实用新型的带余料报警装置的3D打印机结构示意图，本实用新型是在原有的3D打印机中增加余料报警装置。原有3D打印机包括打印机物料盘(3)、线型打印原料(4)、打印机喷头(5)、打印机机架(6)，该余料报警装置主要包括压力传感器(1)、光电传感装置(2)、控制器(7)、料架安装座(9)。 

如图2所示所述料架安装座(9)通过转轴(10)安装在打印机机架(6)上，3D打印机物料盘(3)安装在料架安装座(9)上，压力传感器(1)安装在料架安装座(9)与打印机机架(6)之间，料架安装座(9)、打印机机架(6)、压力传感器(1)三者形成直角三角形，料架安装座(9)、打印机机架(6)位 于两条直角边上，压力传感器(1)位于此直角对应的斜边上。打印机物料盘(3)的重力G与压力传感器(1)检测到的压力信号F之间的关系为： 

G＝F*cosα-G_架

其中，G_架为料架安装座的重力，为常量。转轴(10)的设计有效的避免了3D打印机在工作过程中打印喷头(5)对打印原料(4)的输送力，从而保证了重量检测的准确性。 

所述光电传感装置(2)安装在打印机机架(6)上，位于打印机物料盘(3)与3D打印机喷头(5)中间，打印机物料盘(3)中的打印原料(4)通过光电传感装置(2)后接至打印机喷头(5)。 

如图3所示，光电传感装置(2)包括发光装置(11)、光接收装置(12)，发光装置(11)、光接收装置(12)位于打印原料(4)的两侧，并形成圆形通孔(13)，圆形通孔(13)的直径与打印原料(4)的直径相同，打印机物料盘(3)中的打印原料(4)通过圆形通孔(13)后接至打印机喷头。 

所述压力传感器(1)与光电传感装置(2)发出信号F、E，通过信号线(8)与控制器(7)连接，控制器(7)判断是否发出报警信号。 

所述控制器(7)包括I/O接口(14)、显示装置(15)、放大器(16)、A/D转换器(17)、DSP处理器(18)、报警装置(19)，I/O接口(14)接收到压力传感器(1)与光电传感装置(2)发出的信号F、E后，通过放电器(16)将信号放大，然后A/D转换器(17)将其转换为数字信号发送给DSP处理器(18)，DSP处理器(18)将压力信号F通过计算公式转换为重量发送给显示装置(15)，同时将光电信号E进行判断后发送给显示装置(15)及报警装置(19)。重量M与压力信号F之间的的计算公式为： 

其中，M_架为料架安装座(9)的重量，为常量。 

Claims (3)

1.一种带余料报警装置的3D打印机，包括打印原料(4)、打印机喷头(5)、打印机机架(6)，余料报警装置，其特征在于，还包括压力传感器(1)、光电传感装置(2)、带有报警功能的控制器(7)、料架安装座(9)、转轴(10)，料架安装座(9)通过转轴(10)安装在打印机机架(6)上，压力传感器(1)安装在料架安装座(9)与打印机机架(6)之间，并与料架安装座(9)、打印机机架(6)形成三角形，料架安装座(9)、3D打印机机架(6)、压力传感器(1)位于三角形的三条斜边上；

光电传感装置(2)安装在打印机机架(6)上，位于料架安装座(9)与打印机喷头(5)中间；

压力传感器(1)与光电传感装置(2)分别与控制器(7)电连接。

2.如权利要求1所述的一种带余料报警装置的3D打印机，其特征在于，所述光电传感装置(2)包括发光装置(11)、光接收装置(12)，发光装置(11)、光接收装置(12)位于打印原料(4)的两侧，打印原料通过光电传感装置(2)后接至打印机喷头(5)。

3.如权利要求1所述的一种带余料报警装置的3D打印机，其特征在于，所述控制器(7)包括I/O接口(14)、显示装置(15)、放大器(16)、A/D转换器(17)、DSP处理器(18)、报警装置(19)，通过电信号连接。