CN206781021U - 用于增材制造设备的布料装置及增材制造设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及零件加工技术领域，特别涉及一种用于增材制造设备的布料装置及增材制造设备。该用于增材制造设备的布料装置包括：材料输出部、主运动机构以及补偿运动机构；补偿运动机构设置在材料输出部和主运动机构之间，主运动机构用于驱动补偿运动机构和材料输出部共同运动至设定位置，补偿运动机构用于调整材料输出部的位置。采用主运动机构与补偿运动机构配合的方式实现高精度打印。当本实用新型提供的布料装置应用在3D打印机上且用于高精度打印大型部件时，主运动机构的刚性不必增强，同时还可保证打印的高精度，也即，主运动机构的体积较小，同时采用该机构的3D打印机的体积较小。

Description

用于增材制造设备的布料装置及增材制造设备

技术领域

本实用新型涉及零件加工技术领域，特别涉及一种用于增材制造设备的布料装置及增材制造设备。

背景技术

增材制造技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术。目前的3D打印设备就是实现这种增材制造技术的加工设备。

当前的3D打印设备一般以打印小型零部件为主，其原理是，由一个运动机构直接驱动打印头按照预定的路线行进，当打印头移动至预设位置时，打印头开始工作。这种3D打印设备要求该运动机构的精度高于预定的打印精度，并且要求多个维度的精度同时保证。

如果要打印大型部件(例如建筑构件)，同时要保证打印零件的高精度时，为了避免运动机构在打印的过程中发生晃动，需要增强运动机构的刚性，那么运动机构的体积将会增大，使得3D打印机的整体体积很大。这会带来三个问题，一是打印机的体积变大后，其重量变大，相应的驱动件电机等将超过常用系列，机器成本将指数级上升。二是打印机变大后，整体刚性更难保证，加工精度也更加难以保证，使得打印精度变差。三是打印设备变大后，难以转场。

由上可知，相关技术中的3D打印机在高精度打印大型部件时，运动机构以及3D打印机的体积较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于增材制造设备的布料装置及增材制造设备，以解决现有技术中的3D打印机在高精度打印大型部件时，运动机构以及3D打印机的体积较大的技术问题。

本实用新型提供一种用于增材制造设备的布料装置，所述用于增材制造设备的布料装置包括：材料输出部和主运动机构，所述用于增材制造设备的布料装置还包括补偿运动机构；

所述补偿运动机构设置在所述材料输出部和所述主运动机构之间，所述主运动机构用于驱动所述补偿运动机构和所述材料输出部共同运动至设定位置，所述补偿运动机构用于调整所述材料输出部的位置。

进一步地，所述补偿运动机构能够在第一方向和第二方向上调整所述材料输出部的位置；所述第一方向与所述第二方向垂直。

进一步地，所述补偿运动机构包括固定部以及均滑动连接在所述固定部上的左右运动机构、前后运动机构和竖直运动机构；

所述固定部与所述主运动机构连接；所述左右运动机构用于驱动所述材料输出部向左或向右运动；所述前后运动机构用于驱动所述材料输出部向前或向后运动；所述竖直运动机构用于驱动所述材料输出部向上或向下运动。

进一步地，所述材料输出部上设置有用于检测所述材料输出部的位置信息的输出部位置检测装置。

进一步地，所述补偿运动机构上设置有用于检测所述补偿运动机构的位置信息的补偿位置检测装置。

进一步地，所述用于增材制造设备的布料装置还包括坐标基准装置，所述输出部位置检测装置通过检测与所述坐标基准装置的相对位置，来检测所述材料输出部的位置信息。

进一步地，所述用于增材制造设备的布料装置还包括控制器，所述输出部位置检测装置和所述补偿运动机构均与所述控制器电连接，所述控制器用于收集所述材料输出部的位置信息，并根据该位置信息控制所述补偿运动机构的运动。

进一步地，所述材料输出部上设置有惯性检测装置。

进一步地，所述用于增材制造设备的布料装置还包括机架，所述主运动机构与所述机架以旋转副的形式连接。

进一步地，本实用新型还提供一种增材制造设备，所述增材制造设备包括本实用新型所述的用于增材制造设备的布料装置。

本实用新型提供的用于增材制造设备的布料装置，该布料装置包括材料输出部、主运动机构以及补偿运动机构，补偿运动机构设置在材料输出部与主运动机构之间。在工作时，主运动机构驱动补偿运动机构和材料输出部共同运动至预设位置，然后，补偿运动机构对材料输出部的位置进行调整，以使材料输出部精准定位在预设位置，位置调整完后，材料输出部开始工作打印零部件。

本实用新型提供的用于增材制造设备的布料装置，采用主运动机构与补偿运动机构配合的方式实现高精度打印。当本实用新型提供的布料装置应用在3D打印机上且用于高精度打印大型部件时，主运动机构的刚性不必增强，同时还可保证打印的高精度，也即，主运动机构的体积较小，同时采用该机构的3D打印机的体积较小，适合运输。同时由于主运动机构不需实现高精度移动，降低了成本，使得整个3D打印机适合打印大型零部件，如建筑物等。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的用于增材制造设备的布料装置的结构示意图；

图2是图1所示的用于增材制造设备的布料装置中补偿运动机构的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的用于增材制造设备的布料装置在工作状态时的结构示意图；

图4是根据本实用新型另一实施例的用于增材制造设备的布料装置的结构示意图。

图中：

1－主运动机构；2－补偿运动机构；3－材料输出部；

4－机架；5－零部件；6－坐标基准装置；

21－固定部；22－左右运动机构；23－前后运动机构；

24－竖直运动机构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1是根据本实用新型实施例的用于增材制造设备的布料装置的结构示意图；图2是图1所示的用于增材制造设备的布料装置中补偿运动机构的结构示意图；图3是根据本实用新型实施例的用于增材制造设备的布料装置在工作状态时的结构示意图；如图1至图3所示，本实用新型提供一种用于增材制造设备的布料装置，该用于增材制造设备的布料装置包括：材料输出部3和主运动机构1，用于增材制造设备的布料装置还包括补偿运动机构2；补偿运动机构2设置在材料输出部3和主运动机构1之间，主运动机构1用于驱动补偿运动机构2和材料输出部3共同运动至设定位置，补偿运动机构2用于调整材料输出部3的位置。

本实用新型实施例提供的用于增材制造设备的布料装置，该布料装置包括材料输出部3、主运动机构1以及补偿运动机构2，补偿运动机构2设置在材料输出部3与主运动机构1之间。在工作时，主运动机构1驱动补偿运动机构2和材料输出部3共同运动至预设位置，然后，补偿运动机构2对材料输出部3的位置进行调整，以使材料输出部3精准定位在预设位置，位置调整完后，材料输出部3开始工作打印零部件5。

本实用新型实施例提供的用于增材制造设备的布料装置，采用主运动机构1与补偿运动机构2配合的方式实现高精度打印。当本实用新型提供的布料装置应用在3D打印机上且用于高精度打印大型部件时，主运动机构1的刚性不必增强，同时还可保证打印的高精度，也即，主运动机构1的体积较小，同时采用该机构的3D打印机的体积较小，适合运输。同时由于主运动机构1不需实现高精度移动，降低了成本，使得整个3D打印机适合打印大型零部件5，如建筑物等。

其中，补偿运动机构2可以在一个方向上调整材料输出部3的位置，也可以在相互垂直的两个方向上调整材料输出部3的位置，或者，补偿运动机构2在三维坐标系中的三个方向调整材料输出部3的位置，或者，补偿运动机构2在多个任一方向上调整材料输出部3的位置。

补偿运动机构2的结构形式可以为多种，例如，补偿运动机构2包括多个依次铰接的机械臂，位于两端的机械臂分别与主运动机构1和材料输出部3连接。当主运动机构1将补偿运动机构2和材料输出部3移动至设定位置后，补偿运动机构2的多个机械臂工作调整材料输出部3的位置，以实现材料输出部3的精准定位。

主运动机构1的结构形式可以为多种，例如，主运动机构1包括多个依次铰接的机械臂，位于一端的机械臂与补偿运动机构2连接，多个机械臂配合工作实现对补偿运动机构2和材料输出部3的移动。

补偿运动机构2与主运动机构1可以为固定连接，也可以为活动连接。

在上述实施例的基础上，进一步地，补偿运动机构2能够在第一方向和第二方向上调整材料输出部3的位置；第一方向与第二方向垂直。

本实施例中，当主运动机构1将补偿运动机构2和材料输出部3驱动至设定位置后，补偿运动机构2在第一方向和第二方向上调整材料输出部3的位置，从而实现材料输出部3在第一方向和第二方向上位置的精准调整。

其中，第一方向和第二方向可以分别为左右方向和前后方向、左右方向和上下方向、前后方向和上下方向。

如图1至图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，补偿运动机构2包括固定部21以及均滑动连接在固定部21上的左右运动机构22、前后运动机构23和竖直运动机构24；固定部21与主运动机构1连接；左右运动机构22用于驱动材料输出部3向左或向右运动；前后运动机构23用于驱动材料输出部3向前或向后运动；竖直运动机构24用于驱动材料输出部3向上或向下运动。

本实施例中，将补偿运动机构2设置为固定部21、左右运动机构22、前后运动机构23和竖直运动机构24，当主运动机构1将材料输出部3驱动至设定位置后，通过左右运动机构22、前后运动机构23和竖直运动机构24在三个方向上调整材料输出部3的位置，使得材料输出部3在三个方向均得到调整，提高补偿运动机构2调整的精准度。

进一步地，材料输出部3固定连接在左右运动机构22上；左右运动机构22滑动连接在前后运动机构23上；前后运动机构23滑动连接在竖直运动机构24上；竖直运动机构24滑动连接在固定部21上。

竖直运动机构24可以包括驱动电机、传动机构和滑动部，滑动部滑设在固定部21上，驱动电机、传动机构和滑动部依次连接，驱动电机通过传动机构驱动滑动部向上或者向下运动。传动机构可以为齿轮和齿条配合的方式，也即，齿轮与驱动电机的动力输出轴连接，齿条竖直设置，且与滑动部固定连接。驱动电机的动力输出轴驱动齿轮转动，齿轮驱动齿条以及滑动部上下移动。前后运动机构23和左右运动机构22的结构形式可与竖直运动机构24相同。

固定部21的结构形式可以为多种，例如，固定部21包括四个竖直设置的固定杆，竖直运动机构24的滑动部包括两个调节杆和四个套设在固定杆上的套筒，前后运动机构23的滑动部包括滑动杆，滑动杆的两端分别与两个调节杆滑动连接，左右运动机构22的滑动部滑设在调节杆上。

固定部21与主运动机构1可以为固定连接，也可以为活动连接。优选地，两者为活动连接，当主运动机构1工作完毕后，而材料输出部3的输出口没有处于水平位置时，使用者可将固定部21相对主运动机构1运动，调整固定部21与主运动机构1的位置，以使材料输出部3的输出口处于水平位置，保证了精准布料。

在上述实施例的基础上，进一步地，材料输出部3上设置有用于检测材料输出部3的位置信息的输出部位置检测装置。

本实施例中，在材料输出部3设置输出部位置检测装置，输出部位置检测装置可检测出材料输出部3的位置信息，使用者可通过该位置信息精准判断材料输出部3是否位于预设位置，从而对材料输出部3精准调整，实现了调整的精准度。

在上述实施例的基础上，进一步地，补偿运动机构2上设置有用于检测补偿运动机构2的位置信息的补偿位置检测装置。

本实施例中，在补偿运动机构2上设置补偿位置检测装置，补偿位置检测装置可以检测补偿运动机构2的位置信息，使用者可根据该位置信息判断主运动机构1是否将补偿运动机构2驱动至预设位置，从而主运动机构1将补偿运动机构2移动过界，以至于补偿运动机构2实现不了其功能，进而提高了位置调整的精准度。

其中，输出部位置检测装置和补偿位置检测装置的位置检测方式可以为GPS定位、激光、声波、图像识别或者电磁波等等。

图4是根据本实用新型另一实施例的用于增材制造设备的布料装置的结构示意图，如图4所示，在上述实施例的基础上，进一步地，该用于增材制造设备的布料装置还包括坐标基准装置6，输出部位置检测装置通过检测与坐标基准装置6的相对位置，来检测材料输出部3的位置信息。

本实施例中，输出部位置检测装置通过与坐标基准装置6配合实现对材料输出部3的位置检测，提高检测精度。当输出部位置检测装置的检测方式为激光检测时，坐标基准装置6为激光接收端。当输出部位置检测装置的检测方式为声波检测时，坐标基准装置6为声波接收端。

进一步地，用于增材制造设备的布料装置还包括控制器，输出部位置检测装置和补偿运动机构2均与控制器电连接，控制器用于收集材料输出部3的位置信息，并根据该位置信息控制补偿运动机构2的运动。

本实施例中，输出部位置检测装置和补偿运动机构2均与控制器电连接，输出部位置检测装置将检测到的位置信息输送至控制器，控制器根据收集到的信息来判断控制补偿运动机构2的运动。例如，当输出部位置检测装置检测到的位置信息显示材料输出部3尚未移动至预设位置时，控制器控制补偿运动机构2继续对材料输出部3进行调整。当输出部位置检测装置检测到的位置信息显示材料输出部3移动至预设位置时，控制器控制补偿运动机构2停止对材料输出部3进行调整。

在上述实施例的基础上，进一步地，材料输出部3上设置有惯性检测装置。

本实施例中，在材料输出部3上设置惯性检测装置，惯性检测装置用于检测材料输出部3的角速度等运动状态，以得知材料输出部3的当前姿态，从而可使使用者详细判断材料输出部3的状态。

优选地，惯性检测装置与控制器电连接，控制器根据惯性检测装置检测到的信息控制补偿运动机构2的运动。

在上述实施例的基础上，进一步地，用于增材制造设备的布料装置还包括机架4，主运动机构1与机架4以旋转副的形式连接。

本实施例中，将主运动机构1与机架4以旋转副的形式连接，主运动机构1可相对机架4旋转，以调节主动运动机构的角度，旋转副的形式可缩小主运动机构1和机架4的体积，进一步减小本实用新型提供的布料装置的体积。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实用新型实施例还提供一种增材制造设备，增材制造设备包括本实用新型的用于增材制造设备的布料装置。布料装置的工作原理同上，在此不再赘述。

其中，增材制造设备还包括壳体和控制系统等部件。布料装置设置在壳体的内部。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于增材制造设备的布料装置，包括：材料输出部和主运动机构，其特征在于，还包括补偿运动机构；

所述补偿运动机构设置在所述材料输出部和所述主运动机构之间，所述主运动机构用于驱动所述补偿运动机构和所述材料输出部共同运动至设定位置，所述补偿运动机构用于调整所述材料输出部的位置。

2.根据权利要求1所述的用于增材制造设备的布料装置，其特征在于，所述补偿运动机构能够在第一方向和第二方向上调整所述材料输出部的位置；所述第一方向与所述第二方向垂直。

3.根据权利要求1所述的用于增材制造设备的布料装置，其特征在于，所述补偿运动机构包括固定部以及均滑动连接在所述固定部上的左右运动机构、前后运动机构和竖直运动机构；

所述固定部与所述主运动机构连接；所述左右运动机构用于驱动所述材料输出部向左或向右运动；所述前后运动机构用于驱动所述材料输出部向前或向后运动；所述竖直运动机构用于驱动所述材料输出部向上或向下运动。

4.根据权利要求1所述的用于增材制造设备的布料装置，其特征在于，所述材料输出部上设置有用于检测所述材料输出部的位置信息的输出部位置检测装置。

5.根据权利要求4所述的用于增材制造设备的布料装置，其特征在于，所述补偿运动机构上设置有用于检测所述补偿运动机构的位置信息的补偿位置检测装置。

6.根据权利要求4所述的用于增材制造设备的布料装置，其特征在于，还包括坐标基准装置，所述输出部位置检测装置通过检测与所述坐标基准装置的相对位置，来检测所述材料输出部的位置信息。

7.根据权利要求4所述的用于增材制造设备的布料装置，其特征在于，还包括控制器，所述输出部位置检测装置和所述补偿运动机构均与所述控制器电连接，所述控制器用于收集所述材料输出部的位置信息，并根据该位置信息控制所述补偿运动机构的运动。

8.根据权利要求1所述的用于增材制造设备的布料装置，其特征在于，所述材料输出部上设置有惯性检测装置。

9.根据权利要求1所述的用于增材制造设备的布料装置，其特征在于，还包括机架，所述主运动机构与所述机架以旋转副的形式连接。

10.一种增材制造设备，其特征在于，包括如权利要求1－9任一项所述的用于增材制造设备的布料装置。