CN213559888U - 一种增减材一体机快换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种增减材一体机快换装置，包括底座，所述底座的上表面螺纹连接有横板，所述横板的上表面焊接有滑道，所述滑道的上表面螺纹连接有工作台，所述工作台的上表面一侧螺纹连接有底板，所述底板的上表面一侧焊接有侧板，所述底板的上表面安装有步进电机，所述步进电机的输出轴固定连接有滚珠丝杆，通过3D打印头与金属刀具之间的不断变换，避免3D打印后熔渣形成，可以有效去除熔渣和应力，进而提高零件的机械性能，通过3D打印头与金属刀具之间的不断变换，有效的提高了3D打印技术的工作效率以及零部件的加工精度，并且提高了3D打印设备的自动化程度，且极大节省其制造成本，市场需求巨大，应用前景广泛。

Description

一种增减材一体机快换装置

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，具体为一种增减材一体机快换装置。

背景技术

金属零件的3D打印主要应用领域是航空、航天、军工、模具制造及医疗领域，用于这些领域的共同点就是个性化、小批量的快速制造。相对来说，医疗行业3D打印应用的发展速度较快，而其他领域需求大，但实际应用却比较少，一方面3D打印工艺与传统机加工工艺比精度较低，另一方面加工效率与传统加工工艺比较也较低，再者，金属打印材料成本是传统材料的十倍到十几倍，目前应用于这些领域的3D打印设备的自动化程度低。

目前，解决金属打印精度低、效率低最有效手段就是增减材一体打印加工技术。其中技术途径之一，是对立式加工中心进行改造，主轴和3D打印头共用一个动力头，这样就需3D打印头和金属刀具之间快速转换，很多情况下，增减材一体机现有大多是数控铣床改造的3D打印一体机，绝大部分是三轴联动的，如果等全打印结束后再进行切削加工，所产生刀具和工件干涉的问题难以解决，同时打印后有熔渣形成，最好打印一层切削一层，可以有效去除熔渣和应力，否则，熔渣就会留在打印件内部，影响零件机械性能，为此，提出一种增减材一体机快换装置。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种增减材一体机快换装置。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种增减材一体机快换装置，包括底座，所述底座的上表面螺纹连接有横板，所述横板的上表面焊接有滑道，所述滑道的上表面螺纹连接有工作台，所述工作台的上表面一侧螺纹连接有底板，所述底板的上表面一侧焊接有侧板，所述底板的上表面安装有步进电机，所述步进电机的输出轴固定连接有滚珠丝杆，所述底板的内侧壁滑动连接有螺母滑块，所述滚珠丝杆的外侧壁螺纹连接于所述螺母滑块的内侧壁，所述滚珠丝杆的一端转动连接于所述侧板的内侧壁，所述螺母滑块的顶部螺纹连接有刀库，所述刀库的上表面螺纹连接有防护板，所述防护板的上表面中部焊接有安装座，所述安装座的上表面安装有中位光电感应开关，所述安装座的外侧壁安装有高位光电感应开关，所述防护板的下表面对称安装有两个低位光电感应开关，所述防护板的上表面安装有第二打印头，所述防护板的上表面安装有第一打印头。

优选的，所述防护板的上表面焊接有防护罩。

优选的，所述底座的上表面且位于所述横板的后方安装有数控机床，所述数控机床的前表面焊接有滑轨，所述滑轨的外侧壁滑动连接有驱动器，所述驱动器的内侧壁固定连接有主轴。

优选的，所述数控机床的外侧壁安装有第一行程开关，所述工作台的外侧壁安装有第二行程开关。

优选的，所述底座的下表面对称粘接有两个橡胶垫。

优选的，所述螺母滑块的外侧壁对称螺纹连接有两个伸缩护盖，两个所述伸缩护盖的内侧壁包覆于所述滚珠丝杆的外侧壁。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种增减材一体机快换装置，具备以下有益效果：本装置在使用时，通过将快换装置在立式加工中心上的安装，通过刀库实现3D打印头与金属刀具之间的快速转换，通过3D打印头与金属刀具之间的不断变换，避免3D打印后熔渣形成，可以有效去除熔渣和应力，进而提高零件的机械性能，通过3D打印头与金属刀具之间的不断变换，有效的提高了3D打印技术的工作效率以及零部件的加工精度，并且提高了3D打印设备的自动化程度，且极大节省其制造成本，市场需求巨大，应用前景广泛。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的正视图；

图3为本实用新型刀库的内部结构示意图；

图4为本实用新型底板的底部结构示意图；

图5为本实用新型的控制运动方案流程图；

图6为本实用新型的控制原理图。

图中：1、底座；2、横板；3、滑道；4、工作台；5、侧板；6、刀库；7、防护罩；8、主轴；9、主轴驱动器；10、数控机床；11、第一行程开关；12、第二行程开关；13、第一打印头；14、底板；15、安装座；16、中位光电感应开关；17、高位光电感应开关；18、第二打印头；19、螺母滑块；20、伸缩护盖；21、滚珠丝杆；22、步进电机；23、机床地脚；24、防护板；25、低位光电感应开关；26、滑轨。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种增减材一体机快换装置，包括底座1，底座1的上表面螺纹连接有横板2，横板2的上表面焊接有滑道3，滑道3的上表面螺纹连接有工作台4，工作台4的上表面一侧螺纹连接有底板14，底板14的上表面一侧焊接有侧板5，底板14的上表面安装有步进电机22，电机22的输出轴固定连接有滚珠丝杆21，底板14的内侧壁滑动连接有螺母滑块19，滚珠丝杆21的外侧壁螺纹连接于螺母滑块19的内侧壁，滚珠丝杆21的一端转动连接于侧板5的内侧壁，螺母滑块19的顶部螺纹连接有刀库6，刀库6的上表面螺纹连接有防护板24，防护板24的上表面中部焊接有安装座15，安装座15的上表面安装有中位光电感应开关16，安装座15的外侧壁安装有高位光电感应开关17，防护板24的下表面对称安装有两个低位光电感应开关25，防护板24的上表面安装有第二打印头18，防护板24的上表面安装有第一打印头13。

本实施例中，具体的：防护板24的上表面焊接有防护罩7；防护板24和防护罩7的材质为铝合金，防护罩7通过螺栓与防护板24的上表面进行连接，防护罩7高度与打印头高度相近，能够对可能来自三个方向的污染物进行有效阻挡，从而保护中位光电感应开关16和高位光电感应开关17，该防护罩7能够防止金属碎屑及切削液在中位光电感应开关16、高位光电感应开关17和低位感应开关25离库加工过程中污染。

本实施例中，具体的：底座1的上表面且位于横板2的后方安装有数控机床10，数控机床10的前表面焊接有滑轨26，滑轨26的外侧壁滑动连接有主轴驱动器9，主轴驱动器9的内侧壁固定连接有主轴8；数控机床10的型号为：VMC1000CNC，主轴驱动器9带动主轴在滑轨26上，使主轴8可以上下移动。

本实施例中，具体的：数控机床10的外侧壁安装有第一行程开关11，工作台4的外侧壁安装有第二行程开关12；开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合，由开关接点开、合状态的改变去控制电路PLC和相应的动作。

本实施例中，具体的：螺母滑块19的外侧壁对称螺纹连接有两个伸缩护盖20，两个伸缩护盖20的内侧壁包覆于滚珠丝杆21的外侧壁；此伸缩型护盖包裹住滚珠丝杆21，在不影响运动精度及运动行程的前提下能有效避免金属碎屑飞溅及切削液污染。

综上，该一种增减材一体机快换装置的工作原理和工作过程为，在使用时，连接于外界通电，当上道机加工序完成后，主轴8回到机床换刀位置，通过机械手将刀具放回刀机床原有刀库，主轴8按照所编程序快速移动到指定位置触碰第一行程开关11，外设PLC发指令驱动快换装置运动到完成对刀库6选择，主轴8拉钉松开，数控机床10运动到换刀固定位置，实现主轴8与第一打印头13或第二打印头18同心，且主轴8完成定位，通过第一打印头13完成3D打印头有无判定，当主轴8竖直接近3D打印头，通过高位光电感应开关17应到主轴8逼近换头位置时，则对外设PLC发指令，控制主轴8进行松开拉钉的动作，为后续换刀插入做准备，主轴8拉丁锁紧：当检测到主轴8已经达到第一打印头13位置时，中位接近开关16感应到主轴8到位后，发信号至PLC控制主轴8进行拉钉锁紧完成刀具抓取，当打印头完成3D打印工序后，数控系统编程使机床运动到换刀固定位置并实现准停，当主轴8相向接近刀库6、中位光电感应开关16和低位光电感应开关25检测反馈来确定3D打印头已完成放回刀库6，从而由外设PLC控制主轴8，以刀库6定位销定位，完成3D打印头放回刀库6动作。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种增减材一体机快换装置，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的上表面螺纹连接有横板(2)，所述横板(2)的上表面焊接有滑道(3)，所述滑道(3)的上表面连接有工作台(4)，所述工作台(4)的上表面一侧螺纹连接有底板(14)，所述底板(14)的上表面一侧焊接有侧板(5)，所述底板(14)的上表面安装有步进电机(22)，所述步进电机(22)的输出轴固定连接有滚珠丝杆(21)，所述底板(14)的内侧壁滑动连接有螺母滑块(19)，所述螺母滑块(19)的顶部螺纹连接有刀库(6)，所述刀库(6)的上表面螺纹连接有防护板(24)，所述防护板(24)的上表面中部焊接有安装座(15)，所述安装座(15)的上表面安装有中位光电感应开关(16)，所述安装座(15)的外侧壁安装有高位光电感应开关(17)，所述防护板(24)的下表面对称安装有两个低位光电感应开关(25)，所述防护板(24)的上表面安装有第二打印头(18)，所述防护板(24)的上表面安装有第一打印头(13)。

2.根据权利要求1所述的一种增减材一体机快换装置，其特征在于：所述防护板(24)的上表面焊接有防护罩(7)。

3.根据权利要求1所述的一种增减材一体机快换装置，其特征在于：所述底座(1)的上表面且位于所述横板(2)的后方安装有数控机床(10)，所述数控机床(10)的前表面焊接有滑轨(26)，所述滑轨(26)的外侧壁滑动连接有主轴驱动器(9)，所述主轴驱动器(9)的内侧壁固定连接有主轴(8)。

4.根据权利要求3所述的一种增减材一体机快换装置，其特征在于：所述数控机床(10)的外侧壁安装有第一行程开关(11)，所述工作台(4)的外侧壁安装有第二行程开关(12)。

5.根据权利要求1所述的一种增减材一体机快换装置，其特征在于：所述底座(1)的下表面对称粘接有四个机床地脚(23)。

6.根据权利要求1所述的一种增减材一体机快换装置，其特征在于：所述螺母滑块(19)的外侧壁对称螺纹连接有两个伸缩护盖(20)，两个所述伸缩护盖(20)的内侧壁包覆于所述滚珠丝杆(21)的外侧壁。

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