CN214079260U - 一种零件翘曲变形矫正装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种零件翘曲变形矫正装置，属于金属3D打印技术领域。其包括X轴直线模组，Y轴直线模组，Z轴直线模组，Z轴步进电机，传感器，监控装置和矫正装置；X轴直线模组与Y轴直线模组相连接；Z轴直线模组设在X轴直线模组上；Z轴直线模组的一端设有Z轴步进电机，另一端设有矫正装置，其一侧设有传感器，另一侧设有监控装置。本实用新型提供的零件翘曲变形矫正装置，直接设在现有打印机内，当零件发生翘曲时，通过监控装置确定变形区域，通过传感器确定变形量，进行矫正处理，然后继续生产，在不打开舱门条件下，进行矫正处理，即保证了零件不被氧化，也节省了时间和惰性气体成本，且结构简单，实用性强，具有推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及金属3D打印技术领域，具体涉及一种零件翘曲变形矫正装置。
背景技术
选区激光熔化工艺是一种新型的材料加工方式，基于离散-分层-叠加原理，它以数字模型文件为基础，通过计算机模拟分层切片，利用高能激光束将金属粉末材料直接成形为致密的三维实体制件。
目前国内外选区激光熔化3D打印设备中，在打印零件过程中，均会发生零件翘曲的情况，在发生打印零件翘曲时，如果为了继续完成零件打印，必须在打开舱门10分钟内完成零件翘曲变形处理，即将翘曲部分用铁锤锤平，同时将可能存在的大碎片残渣清除，然后重新关闭舱门，充入惰性气体(约30分钟)，再铺粉均匀后，接着进行后续打印，但打开舱门的时候，惰性气体会溢出，使得零件易发生氧化，且打开舱门的处理时间有限，增加了操作人员的工作强度，还会影响操作人员的生命安全，同时还不能保证零件的精度和质量，另外，重新关闭舱门之后，需重新充入惰性气体，从而又增加了生产成本，且一次充入惰性气体时间约半小时左右，又降低了生产效率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种零件翘曲变形矫正装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种零件翘曲变形矫正装置，包括X轴直线模组，Y轴直线模组，伺服电机，Z轴直线模组，Z轴步进电机，传感器，监控装置和矫正装置；
所述X轴直线模组与所述Y轴直线模组为活动连接；
所述伺服电机包括X轴伺服电机和Y轴伺服电机；
所述X轴伺服电机设在所述X轴直线模组的一端，所述Y轴伺服电机设在所述Y轴直线模组的一端；
所述Z轴直线模组设在所述X轴直线模组上；
所述Z轴步进电机设在所述Z轴直线模组的一端，所述矫正装置设在所述Z轴直线模组的另一端；
所述传感器设在所述Z轴直线模组的一侧，所述监控装置设在所述Z轴直线模组的另一侧。
优选的，所述Y轴直线模组为两组，两组所述Y轴直线模组的一端均设有所述Y轴伺服电机。
优选的，两组所述Y轴直线模组对称设置在所述X轴直线模组的两边。
优选的，两组所述Y轴直线模组与所述X轴直线模组均为滑动连接。
优选的，所述Z轴直线模组与所述X轴直线模组为滑动连接。
优选的，所述传感器为激光位移传感器。
优选的，所述监控装置为工业视觉摄像头。
优选的，所述矫正装置为矫正锥头。
优选的，所述伺服电机，Z轴步进电机，传感器，监控装置和矫正装置均与金属3D打印机PLC控制系统电连接。
本发明的有益效果：
1)本发明提供的零件翘曲变形矫正装置，直接设置在现有金属3D打印机内，通过监控装置，实时监控打印零件的情况，当零件发生打印翘曲时，可通过监控装置进行整幅面监测，以精确定位变形区域，通过激光位移传感器扫描变形位置，确定变形量，然后通过电脑控制矫正锥头向下压，进行矫正处理，从而消除选区激光熔化成形零件变形翘曲的地方；
2)本发明提供的零件翘曲变形矫正装置，直接设置在现有金属3D打印机内，无需改变现有金属3D打印机的结构，且该零件翘曲变形矫正装置是在不打开金属3D打印机舱门的情况下，消除变形翘曲的地方，然后继续进行生产，在保证不打开舱门的方式进行矫正处理，既保证了打印零件不被氧化，同时也节省了时间和惰性气体成本，且结构简单，使用方便，实用性强，具有推广应用价值。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的具体实施方式中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中推到得知。
附图说明
图1为本发明提供的零件翘曲变形矫正装置的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明提供的零件翘曲变形矫正装置的使用状态图；
图4为本发明提供的零件翘曲变形矫正装置在金属3D打印机内的位置结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为图4的主视图；
其中，1.X轴直线模组，2.X轴伺服电机，3.Y轴直线模组，4.Y轴伺服电机，5.Z轴直线模组，6.Z轴步进电机，7.激光位移传感器7，8.工业视觉摄像头，9.矫正锥头，10.基板，11.零件实体，12.正常打印支撑，13.断裂支撑，14.金属粉末，15.成行缸，16.金属3D打印机，17.电脑，18.透明玻璃舱门。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1至图6所示，一种零件翘曲变形矫正装置，包括X轴直线模组1，Y轴直线模组3，伺服电机，Z轴直线模组5，Z轴步进电机6，传感器，监控装置和矫正装置；X轴直线模组1与Y轴直线模组3为活动连接；伺服电机包括X轴伺服电机2和Y轴伺服电机4；X轴伺服电机2设在X轴直线模组1的一端，Y轴伺服电机4设在Y轴直线模组3的一端；Z轴直线模组5设在X轴直线模组1上；Z轴步进电机6设在Z轴直线模组5的一端，矫正装置设在Z轴直线模组5的另一端；传感器设在Z轴直线模组5的一侧，监控装置设在Z轴直线模组5的另一侧。
Y轴直线模组3为两组，两组Y轴直线模组3的一端均设有Y轴伺服电机4。
两组Y轴直线模组3对称设置在X轴直线模组1的两边。
两组Y轴直线模组3与X轴直线模组1均为滑动连接。X轴直线模组1可在Y轴直线模组3上来回滑动。
Z轴直线模组5与X轴直线模组1为滑动连接。
传感器为激光位移传感器7。
监控装置为工业视觉摄像头8。
矫正装置为矫正锥头9。矫正锥头9竖直设置在Z轴直线模组5，矫正锥头9的中心线与Z轴直线模组5的中心线相重合，并均垂直于X轴直线模组的中心线。
伺服电机，Z轴步进电机，传感器，监控装置和矫正装置均与金属3D打印机PLC控制系统电连接。其中，X轴伺服电机2和Y轴伺服电机4通过3D打印机PLC控制，使X轴直线模组1、Y轴直线模组3，分别向X、Y方向来回运动，带动矫正锥头9精确运动至变形位置。
本发明提供的零件翘曲变形矫正装置，在实际生产过程中，将该装置Y轴直线模组3固定至金属3D打印机内，将X轴伺服电机2，Y轴伺服电机4，Z轴步进电机6，激光位移传感器7电连接金属3D打印机PLC上，将工业视觉摄像头8电连接电脑17。
该装置位于金属3D打印成形舱室内部，金属3D打印设备工作打印时，舱室封闭且充有保护气体，该装置的X轴直线模组1静止于初始位置，即成形舱室靠外一侧。通过监控装置，实时监控打印零件的情况，当发现零件翘曲变形时，通过电脑控制，暂停打印，启动矫正程序，当零件发生打印翘曲时，由工业视觉摄像头8扫描打印幅面，以精确定位变形区域，由激光位移传感器7扫描变形位置，确定变形量，金属3D打印机PLC控制X轴伺服电机2、Y轴伺服电机4，X轴直线模组1、Y轴直线模组3，分别向X、Y方向来回运动，带动矫正锥头9精确运动至变形位置，由PLC控制Z轴步进电机转动6，带动矫正锥头9往下压零件变形位置，矫正处理后，由激光位移传感器7再次扫描变形位置，确定是否仍存在变形，若仍存在变形，重复往下压，直至检测变形量达到要求后，通过电脑控制，停止矫正程序，启动打印，然后继续进行生产。
当前市面上的金属3D打印设备还没有设计装配此装置；有部分设备配备了打印层间控制系统，用于监控每一层的打印质量。本发明装置中，设有工业视觉摄像头8，在发生打印翘曲时，进行整幅面检测，然后精确定位变形区域，通过钻头向下压，进行矫正处理。此发明能够在保证不开打印舱门18的情况下，消除变形翘曲的地方，然后保证生产继续进行，而不是采用打开舱门18的方式进行处理，既保证了打印零件不被氧化，同时也节省了时间和惰性气体成本。
本发明提供的零件翘曲变形矫正装置，直接设置在现有金属3D打印机内，无需改变现有金属3D打印机的结构，且该零件翘曲变形矫正装置是在不打开金属3D打印机舱门的情况下，消除变形翘曲的地方，然后继续进行生产，在保证不打开舱门的方式进行矫正处理，即运用该装置，能够在停机不打开成形室的情况下，将零件翘曲部分通过重锤敲击使之变平，然后继续铺粉均匀后，重新开始打印，既保证了打印零件不被氧化，同时也节省了时间和惰性气体的成本，且结构简单，使用方便，实用性强，具有推广应用价值。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种零件翘曲变形矫正装置，其特征在于，包括X轴直线模组，Y轴直线模组，伺服电机，Z轴直线模组，Z轴步进电机，传感器，监控装置和矫正装置；
所述X轴直线模组与所述Y轴直线模组为活动连接；
所述伺服电机包括X轴伺服电机和Y轴伺服电机；
所述X轴伺服电机设在所述X轴直线模组的一端，所述Y轴伺服电机设在所述Y轴直线模组的一端；
所述Z轴直线模组设在所述X轴直线模组上；
所述Z轴步进电机设在所述Z轴直线模组的一端，所述矫正装置设在所述Z轴直线模组的另一端；
所述传感器设在所述Z轴直线模组的一侧，所述监控装置设在所述Z轴直线模组的另一侧。
2.根据权利要求1所述零件翘曲变形矫正装置，其特征在于，所述Y轴直线模组为两组，两组所述Y轴直线模组的一端均设有所述伺服电机。
3.根据权利要求2所述零件翘曲变形矫正装置，其特征在于，两组所述Y轴直线模组对称设置在所述X轴直线模组的两边。
4.根据权利要求3所述零件翘曲变形矫正装置，其特征在于，两组所述Y轴直线模组与所述X轴直线模组均为滑动连接。
5.根据权利要求1所述零件翘曲变形矫正装置，其特征在于，所述Z轴直线模组与所述X轴直线模组为滑动连接。
6.根据权利要求1所述零件翘曲变形矫正装置，其特征在于，所述传感器为激光位移传感器。
7.根据权利要求1所述零件翘曲变形矫正装置，其特征在于，所述监控装置为工业视觉摄像头。
8.根据权利要求1所述零件翘曲变形矫正装置，其特征在于，所述矫正装置为矫正锥头。
9.根据权利要求1所述零件翘曲变形矫正装置，其特征在于，所述伺服电机，Z轴步进电机，传感器，监控装置和矫正装置均与金属3D打印机PLC控制系统电连接。
Priority Applications (1)
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| CN202023043768.7U CN214079260U (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 一种零件翘曲变形矫正装置 |
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Cited By (1)
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| CN112643055A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-13 | 重庆机电增材制造有限公司 | 一种零件翘曲变形矫正装置 |
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