CN206662271U - 一种3d打印设备的电气控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D打印设备的电气控制系统，包括工控机、人机交互单元、信号传递单元、氧气分析仪、真空泵、打印机本体，打印机本体内部设置打印仓，所述人机交互单元连接工控机，所述工控机通过信号传递单元分别连接氧气分析仪和真空泵，所述氧气分析仪用来分析打印仓内的氧气含量，所述真空泵用于抽取打印仓内的空气。本实用新型的优点为结构简单，能够实现3D打印设备的电气控制，符合3D打印前对打印仓检测的需求，通过氧气检测及其抽真空后输入保护气体，减少氧气氧化打印出的设备。

Description

一种3D打印设备的电气控制系统

技术领域

本实用新型属于3D打印设备领域，特别涉及一种3D打印设备的电气控制系统。

背景技术

目前3D打印行业逐渐兴起，各种3D打印设备被研发出来，设备的运行需要电气控制系统来实现。现有技术中对于3D打印机的控制多处在基本功能上，如通过工控机控制控制伺服驱动系统来控制喷头的运动，然后控制碰头来打印处所需的物品。随着3D打印的发展，3D打印设备对电气控制系统的要求不仅在于实现基本的打印功能，而且还要求控制系统方便简单安全，现有技术的电气控制系统并不能达到上述要求。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种3D打印设备的电气控制系统，目的是使可以控制缸体内环境以保证打印的安全进行，是的3D打印设备的控制系统简单、安全。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种3D打印设备的电气控制系统，其特征在于：包括工控机、人机交互单元、信号传递单元、氧气分析仪、真空泵、打印机本体，打印机本体内部设置打印仓，所述人机交互单元连接工控机，所述工控机通过信号传递单元分别连接氧气分析仪和真空泵，所述氧气分析仪用来分析打印仓内的氧气含量，所述真空泵用于抽取打印仓内的空气。

保护气体输入管道与打印仓连接，用于向打印仓内充入保护气体，在输入管道上设置电磁阀。

所述打印仓内设置压力传感器，所述压力传感器通过信号传递单元连接工控机。

所述的工控机与智能板卡连接，智能板卡与振镜扫描仪连接。

所述的智能板卡与激光器连接。

所述的工控机通过信号传递单元连接风机循环系统，所述风机循环系统包括变频器和循环风机。

所述的打印仓内设置LED照明单元，所述工控机通过信号传递单元与LED照明单元连接。

所述的工控机通过信号传递单元连接伺服运动系统，所述伺服运动系统包括铺粉伺服电机和主缸伺服电机，所述铺粉伺服电机用于铺设金属粉末。所述主缸伺服电机用于移动打印工作面，保证激光焦点射在在工作面上。

所述的工控机通过信号传递单元与报警器连接，所述报警器包括三色LED灯和蜂鸣器。

所述的信号传递单元为EtherCat通信单元。

本实用新型的优点为结构简单，能够实现3D打印设备的电气控制，符合3D打印前对打印仓检测的需求，通过氧气检测及其抽真空后输入保护气体，减少氧气氧化打印出的设备。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型结构原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1所示，一种3D打印设备的电气控制系统，包括工控机、人机交互界面，EtherCat信号传递单元、压力传感器、氧气分析仪、风机循环系统、LED照明单元、报警器、伺服控制系统、智能板卡、振镜扫描仪和激光器，人机交互单元与工控机连接，工控机通过EtherCat协议的EtherCat信号传递单元分别连接压力传感器、氧气分析仪、风机循环系统、LED照明单元、报警器、伺服控制系统，工控机与智能板卡通信连接，智能板卡分别连接振镜扫描仪和激光器。工控机为现有技术中常用的工业计算机，其用于发出控制信号和接收各种数据信号。

3D打印设备包括打印机本体、打印机本体内设置打印仓，3D打印的过程就在打印仓内完成。真空泵通过管路连接打印仓，用于抽取打印仓内的空气，真空泵由工控机控制工作。氧气分析仪用于分析打印仓内的氧气含量并通过信号传递单元传递至工控机中。人机交互单元克采用触控显示屏，用于实时输入控制参数至工控机和显示工控机获取的参数。

保护气体由保护气体管道与打印仓连接，用于在真空泵抽空空气后向打印仓内充入保护气体，在保护气体的输入管道上设置控制阀，控制阀可以采用电磁阀，用于控制保护气体的输入，电磁阀由工控机发出的信号控制。打印不同材料采用不同的保护气体。如：打印不锈钢材料是用氮气保护。打印铝材料时，就会用氩气保护。其原理就是通过惰性气体是的打印的材料与气体不发生反应。

为了防止输入气体气压过高，在打印仓内设置压力传感器，压力传感器为气体压力传感器，用于检测输入的保护气体后的压力数值，设置在保护气体管道上的电磁阀用于控制气体输入的开闭，在压力数据达到工控机预设的压力阀值时，工控机关闭电磁阀，关闭保护气体输入管道。工控机通过信号传递单元与风机循环系统连接，用于循环打印仓内的气体，防止金属在打印时产生的烟雾。风机循环系统包括变频器和循环风机，变频器用于根据接收的工控机的信号来控制循环风机的转速和启动。

工控机与智能板卡连接，用于发送控制信号至智能板卡，智能板卡控制激光器和振镜从而使发出各种需要的激光和使激光射到工作面的不同位置。智能板卡采用RTC4控制卡，智能板卡、振镜由+15电源供电，RTC4控制卡是用来控制振镜和激光器的。RTC4控制卡控制激光器发射激光和激光的功率大小。当激光器的激光通过振镜发射到工作面上，RTC4控制卡控制振镜让激光可以反射到工作面的每个位置。伺服运动系统用于控制打印仓内工作面的移动和铺粉刮刀的运动，伺服运动系统包括铺粉伺服电机和主缸伺服电机，铺粉伺服电机用于在工作面上铺设金属粉末，主缸伺服电机用于移动工作面，在铺设完金属粉末后，智能板卡根据工控机的控制信号分别控制激光器发出激光和控制振镜将激光发射到不同的位置上，从而将金属粉末进行烧结，烧结的过程就是金属粉末融和的过程，每烧完一层，铺粉伺服电机就铺设一层金属粉末，主缸伺服电机下移工作面，多次铺设和烧结后就完成打印要求。振镜和激光器在工作时会发热影响打印安全和效果，这里可以设置激光水冷机对激光器和振镜进行水冷。激光水冷机设有一个水箱，有两个外部循环水路。可以分别设定两个循环水路的温度。把循环水路分别接到激光器和振镜的进水口和出水口，然好恒定温度的水流通过激光器和振镜的内部，防止激光器和振镜内部温度过高影响正常使用。激光水冷机的启动可以通过工控机控制。

打印仓内设置LED照明单元，工控机发出控制信号至LED照明单元，以控制LED照明单元的发光，用于对打印仓内提供照明环境，方便观察打印的进展。为了发出各种报警信号，工控机通过EtherCat信号传递单元连接报警器用于发出报警信号，报警器包括三色LED灯和蜂鸣器，在出现需报警时，可以控制三色LED灯发出红光，正常状态可以显示绿色。并在红色时可以发出蜂鸣器的声音报警，从而可以有效的发出报警信号。如在打印仓内的氧气含量大于3D打印设备打印过程中所要求的含量时，此时若启动打印，则会蜂鸣器发声且三色LED发光发出红光。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种3D打印设备的电气控制系统，其特征在于：包括工控机、人机交互单元、信号传递单元、氧气分析仪、真空泵、打印机本体，打印机本体内部设置打印仓，所述人机交互单元连接工控机，所述工控机通过信号传递单元分别连接氧气分析仪和真空泵，所述氧气分析仪用来分析打印仓内的氧气含量，所述真空泵用于抽取打印仓内的空气。

2.如权利要求1所述的一种3D打印设备的电气控制系统，其特征在于：保护气体输入管道与打印仓连接，用于向打印仓内充入保护气体。

3.如权利要求2所述一种3D打印设备的电气控制系统，其特征在于：所述打印仓内设置压力传感器，所述压力传感器通过信号传递单元连接工控机。

4.如权利要求1所述的一种3D打印设备的电气控制系统，其特征在于：所述的工控机与智能板卡连接，智能板卡分别与振镜扫描仪和与激光器连接。

5.如权利要求1所述的一种3D打印设备的电气控制系统，其特征在于：所述的工控机通过信号传递单元连接风机循环系统，所述风机循环系统包括变频器和循环风机。

6.如权利要求1所述的一种3D打印设备的电气控制系统，其特征在于：所述的打印仓内设置LED照明单元，所述工控机通过信号传递单元与LED照明单元连接。

7.如权利要求1所述的一种3D打印设备的电气控制系统，其特征在于：所述的工控机通过信号传递单元连接伺服运动系统，所述伺服运动系统包括铺粉伺服电机和主缸伺服电机。

8.如权利要求1所述的一种3D打印设备的电气控制系统，其特征在于：所述的工控机通过信号传递单元与报警器连接。

9.如权利要求1所述的一种3D打印设备的电气控制系统，其特征在于：所述的信号传递单元为EtherCat通信单元。