CN207901674U - 3d打印塑胶件的精确定位装置 - Google Patents

Abstract

为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种3D打印塑胶件的精确定位装置，包括：沿垂直方向设置在打印机头（1）上的第一激光发射装置（7）；所述第一激光发射装置（7）垂直下方设有水平设置的打印平台（4），所述第一激光发射装置（7）垂直上方设有第一激光接收装置（8）；所述第一激光接收装置（8）面对第一激光发射装置（7）的一侧设有第一光接收面板（801）；所述第一光接收面板（801）平行于打印平台（4），并与打印平台（4）对应设置；所述第一光接收面板（801）包括2个以上呈点阵排列的第一光电二极管，所述第一光电二极管与第一微处理器的信号接收端连接；所述第一微处理器的输出端与3D打印机的控制系统连接。

Description

3D打印塑胶件的精确定位装置

技术领域

本实用新型属于3D打印设备技术领域，具体涉及一种3D打印塑胶件的精确定位装置。

背景技术

3D打印（3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机，即3D打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其它领域都有所应用。

现有3D打印机的结构如图1所示，通常包括沿支撑导轨6运动的机头导轨2，沿机头导轨2运动的打印机头1，机头导轨2与打印机头1的运动方向垂直，从而带动打印机头可在二维水平面上进行坐标移动。打印机头1上设有进料口，打印机头1通过所设进料口从料盘3进料，打印机头1下方设有打印平台4，且面相打印平台4的一侧设有出料口，用于向打印平台4注射可塑形态的料液。打印平台4设有平台升降控制装置5，所述平台升降控制装置5用于控制打印平台4的升降运动。

现有3D打印机塑胶件时，通常通过预设坐标的形式控制打印机头沿预设路径运动，并通过平台升降控制装置5控制打印平台4逐级下降，从而实现3D打印功能。但是现有3D打印机对于打印机头1的定位主要依靠预先设定的程序计算打印机头1的运动路径和运动过程，假设在控制的运动过程中打印机头1位于预设打印位置，但是由于打印机头1处于连续运动状态，因此存在打印机头1的位置误差较大，难以实现准确定位，因此不能打印过于精密的塑胶件，且产品次品率较高。

实用新型内容

本实用新型针对现有现有3D打印机打印机头的位置误差较大，难以实现准确定位，因此不能打印过于精密的塑胶件，且产品次品率较高的问题，提供了一种3D打印塑胶件的精确定位装置，包括：沿垂直方向设置在打印机头1上的第一激光发射装置7。所述第一激光发射装置7垂直下方设有水平设置的打印平台4，所述第一激光发射装置7垂直上方设有第一激光接收装置8。

所述第一激光接收装置8面对第一激光发射装置7的一侧设有第一光接收面板801。所述第一光接收面板801平行于打印平台4，并与打印平台4对应设置。所述第一光接收面板801包括2个以上呈点阵排列的第一光电二极管，所述第一光电二极管与第一微处理器的信号接收端连接。所述第一微处理器的输出端与3D打印机的控制系统连接。

进一步的，所述第一激光发射装置7与打印机头1上的出料装置同轴设置。

进一步的，所述第一激光发射装置7向第一光接收面板801发射3条以上互成角度且不在同一水平直线上的激光射线。

进一步的，所述第一激光发射装置7向第一光接收面板801发射3条呈正三角形排列的激光射线。

进一步的，所述打印平台4上沿水平方向设有第二激光发射装置9，所述第二激光发射装置9水平方向对侧设有第二激光接收面板10。所述第二激光接收面板10沿垂直方向与第二激光发射装置9对应设置。所述第二激光接收面板10包括2个以上呈点阵排列的第二光电二极管，所述第二光电二极管与第二微处理器的信号接收端连接。所述第二微处理器的输出端与3D打印机的控制系统连接。

进一步的，所述第二激光发射装置9向第二激光接收面板10发射2条以上沿垂直方向排列，且位于同一直线的激光射线。

进一步的，所述打印平台4下方设有平台升降控制装置5。所述平台升降控制装置5包括2个以上与打印平台4连接的升降支柱11。

进一步的，所述打印平台4上沿水平方向设有至少2个具有不同水平朝向的第二激光发射装置9，所述第二激光发射装置9水平方向对侧均设有对应的第二激光接收面板10。

进一步的，所述第二激光发射装置9向第二激光接收面板10发射2条以上沿水平方向排列，且位于同一直线的激光射线。

本实用新型至少具有以下优点之一：

1. 本实用新型通过自行设计的激光定位装置可以实现对打印机头的准确定位，从而提高3D打印机打印塑胶件时的打印精度，提高产品质量和良品率。

2. 本实用新型通过自顶设计的激光定位装置可以实现对打印平台运动位置的精确定位，进一步精确了3D打印机打印塑胶件的精度和产品质量。

3. 本实用新型采用多激光束定位机理，可以有效降低由于点阵排列空隙导致的定位精度误差。

附图说明

图1所示为现有3D打印机常见结构示意图。

图2所示为本实用新型一种3D打印机精确定位装置结构示意图。

图3所示为本实用新型另一种3D打印机精确定位装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

3D打印塑胶件的精确定位装置，如图2所示，包括：沿垂直方向设置在打印机头1上的第一激光发射装置7。所述第一激光发射装置7与打印机头1上的出料装置同轴设置。所述第一激光发射装置7垂直下方设有水平设置的打印平台4，所述第一激光发射装置7垂直上方设有第一激光接收装置8。所述第一激光接收装置8面对第一激光发射装置7的一侧设有第一光接收面板801。所述第一光接收面板801平行于打印平台4，并与打印平台4对应设置。所述第一光接收面板801包括2个以上呈点阵排列的第一光电二极管，所述第一光电二极管与第一微处理器的信号接收端连接。所述第一微处理器的输出端与3D打印机的控制系统连接。

该装置的工作过程为：当打印机头1在3D打印机控制系统的控制下进行坐标移动时，第一激光发射装置7向第一激光接收装置8连续发射激光光束。在第一激光接收装置8内呈点阵排列的数个第一光电二极管接收到激光光束信号后转化为电信号并发送至第一微处理器，第一微处理器将接收到的第一光电二极管的发出的电信号，转化为预设对应的坐标信号，并发送至3D打印机的控制系统，实现对打印机头的精确定位。此时，3D打印机的控制系统即可根据接收到的打印机头坐标信号校准对3D打印机头的运动过程控制，从而提高打印机头的打印精度。

实施例2

3D打印塑胶件的精确定位装置，如图2所示，包括：沿垂直方向设置在打印机头1上的第一激光发射装置7。所述第一激光发射装置7垂直上方设有第一激光接收装置8。所述第一激光发射装置7向第一光接收面板801发射3条呈正三角形排列的激光射线。其余结构与实施例1相同。

申请人经过研究发现，由于光电二极管本身具有一定的体积，因此，即使采用最密集的点阵排列依然会存在一定的定位误差。申请人通过3角定位的方式，通过3个定位坐标计算得到打印机头的定位位置，可以在很大程度上降低由于光电二极管本身体积导致的定位误差，从而实现高精度的定位。

实施例3

3D打印塑胶件的精确定位装置，如图2所示，包括：沿垂直方向设置在打印机头1上的第一激光发射装置7。所述第一激光发射装置7与打印机头1上的出料装置同轴设置。所述第一激光发射装置7垂直下方设有水平设置的打印平台4。所述打印平台4上沿水平方向设有第二激光发射装置9，所述第二激光发射装置9水平方向对侧设有第二激光接收面板10。所述第二激光接收面板10沿垂直方向与第二激光发射装置9对应设置。所述第二激光接收面板10包括2个以上呈点阵排列的第二光电二极管，所述第二光电二极管与第二微处理器的信号接收端连接。所述第二微处理器的输出端与3D打印机的控制系统连接，所述第二激光发射装置9向第二激光接收面板10发射2条沿垂直方向排列，且位于同一直线的激光射线。其与结构与实施例1相同。采用该种结构设计可以精确定位可控制打印平台4的相对高度位置，从而避免由于打印平台运动误差导致的塑胶件质量下降或打印进度下降问题。同时，采用2条沿垂直方向排列，且位于同一直线的激光射线可以降低由于光电二极管自身体积导致的定位精度误差，提高塑胶件的打印质量。

实施例4

3D打印塑胶件的精确定位装置，如图3所示，包括：沿垂直方向设置在打印机头1上的第一激光发射装置7。所述第一激光发射装置7与打印机头1上的出料装置同轴设置。所述第一激光发射装置7垂直下方设有水平设置的打印平台4。所述打印平台4下方设有平台升降控制装置5。所述平台升降控制装置5包括3个与打印平台4连接的升降支柱11。所述打印平台4上沿水平方向设有至少2个具有不同水平朝向的第二激光发射装置9，所述第二激光发射装置9水平方向对侧均设有对应的第二激光接收面板10。其余结构与实施例3相同。

由于3D打印是在二维平面上完成一次打印，并通过逐层累积得到3D产品的，因此打印平台4的水平度直接影响到产品的精度和次品率。本实用新型通过在打印平台4上沿水平方向设有至少2个具有不同水平朝向的第二激光发射装置9，即可以通过坐标高差得到打印平台4的水平角，从而控制对应升降支柱11的运动行程，调节打印平台4的水平度，使打印平台4保持水平，从而进一步提高产品的精度，降低次品率。

实施例5

3D打印塑胶件的精确定位装置，如图2所示，包括：沿垂直方向设置在打印机头1上的第一激光发射装置7。所述第一激光发射装置7与打印机头1上的出料装置同轴设置。所述第一激光发射装置7垂直下方设有水平设置的打印平台4。所述打印平台4下方设有平台升降控制装置5。所述平台升降控制装置5包括2个以上与打印平台4连接的升降支柱11。所述第二激光发射装置9向第二激光接收面板10发射2条以上沿水平方向排列，且位于同一直线的激光射线。其余结构与实施例3相同。该结构通过接收同一激光发射器发出的激光射线，通过计算两条射线的高差得到打印平台4的水平度，从而为3D打印机的控制系统提供调节打印平台4水平度的必要参数，同时还可以实现对打印平台4升降行程的控制。

本实用新型至少具有以下优点之一：

1.本实用新型通过自行设计的激光定位装置可以实现对打印机头的准确定位，从而提高3D打印机打印塑胶件时的打印精度，提高产品质量和良品率。

2.本实用新型通过自顶设计的激光定位装置可以实现对打印平台运动位置的精确定位，进一步精确了3D打印机打印塑胶件的精度和产品质量。

3.本实用新型采用多激光束定位机理，可以有效降低由于点阵排列空隙导致的定位精度误差。

应该注意到并理解，在不脱离本实用新型权利要求所要求的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本实用新型做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims (9)

1.3D打印塑胶件的精确定位装置，其特征在于，包括：沿垂直方向设置在打印机头（1）上的第一激光发射装置（7）；所述第一激光发射装置（7）垂直下方设有水平设置的打印平台（4），所述第一激光发射装置（7）垂直上方设有第一激光接收装置（8）；

所述第一激光接收装置（8）面对第一激光发射装置（7）的一侧设有第一光接收面板（801）；所述第一光接收面板（801）平行于打印平台（4），并与打印平台（4）对应设置；所述第一光接收面板（801）包括2个以上呈点阵排列的第一光电二极管，所述第一光电二极管与第一微处理器的信号接收端连接；所述第一微处理器的输出端与3D打印机的控制系统连接。

2.根据权利要求1所述3D打印塑胶件的精确定位装置，其特征在于，所述第一激光发射装置（7）与打印机头（1）上的出料装置同轴设置。

3.根据权利要求1所述3D打印塑胶件的精确定位装置，其特征在于，所述第一激光发射装置（7）向第一光接收面板（801）发射3条以上互成角度且不在同一水平直线上的激光射线。

4.根据权利要求3所述3D打印塑胶件的精确定位装置，其特征在于，所述第一激光发射装置（7）向第一光接收面板（801）发射3条呈正三角形排列的激光射线。

5.根据权利要求1所述3D打印塑胶件的精确定位装置，其特征在于，所述打印平台（4）上沿水平方向设有第二激光发射装置（9），所述第二激光发射装置（9）水平方向对侧设有第二激光接收面板（10）；所述第二激光接收面板（10）沿垂直方向与第二激光发射装置（9）对应设置；所述第二激光接收面板（10）包括2个以上呈点阵排列的第二光电二极管，所述第二光电二极管与第二微处理器的信号接收端连接；所述第二微处理器的输出端与3D打印机的控制系统连接。

6.根据权利要求5所述3D打印塑胶件的精确定位装置，其特征在于，所述第二激光发射装置（9）向第二激光接收面板（10）发射2条以上沿垂直方向排列，且位于同一直线的激光射线。

7.根据权利要求5所述3D打印塑胶件的精确定位装置，其特征在于，所述打印平台（4）下方设有平台升降控制装置（5）；所述平台升降控制装置（5）包括2个以上与打印平台（4）连接的升降支柱（11）。

8.根据权利要求7所述3D打印塑胶件的精确定位装置，其特征在于，所述打印平台（4）上沿水平方向设有至少2个具有不同水平朝向的第二激光发射装置（9），所述第二激光发射装置（9）水平方向对侧均设有对应的第二激光接收面板（10）。

9.根据权利要求7所述3D打印塑胶件的精确定位装置，其特征在于，所述第二激光发射装置（9）向第二激光接收面板（10）发射2条以上沿水平方向排列，且位于同一直线的激光射线。