RU2769199C1 - 3д принтер портального типа - Google Patents
3д принтер портального типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769199C1 RU2769199C1 RU2021127090A RU2021127090A RU2769199C1 RU 2769199 C1 RU2769199 C1 RU 2769199C1 RU 2021127090 A RU2021127090 A RU 2021127090A RU 2021127090 A RU2021127090 A RU 2021127090A RU 2769199 C1 RU2769199 C1 RU 2769199C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- printer
- vertical columns
- lodgement
- base
- rail guides
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/08—Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/16—Structures made from masses, e.g. of concrete, cast or similarly formed in situ with or without making use of additional elements, such as permanent forms, substructures to be coated with load-bearing material
Abstract
Изобретение относится к строительной отрасли и робототехнике, а именно к строительным роботизированным системам, и может быть использовано как установка для автономного послойного наращивания конструкций зданий и строений и выполнения механической обработки поверхностей. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности, ускорить и упростить процесс изготовления и сборки конструкции принтера, увеличить универсальность и применяемость принтера. Технический результат достигается тем, что 3Д принтер портального типа содержит две вертикальные колонны, выполненные с возможностью перемещения по рельсовым направляющим и соединенные между собой горизонтальной неподвижной балкой, рельсовые направляющие установлены на основании принтера, при этом на вертикальных колоннах с возможностью перемещения в вертикальном направлении установлена поперечная балка, на которой закреплена с возможностью продольного перемещения каретка с закрепленной на ней печатающей головкой, при этом рельсовые направляющие оснащены системой выравнивания, которая содержит шайбы, гайки и винты, последние из которых вмонтированы в основание принтера, при этом вертикальные колонны и поперечная балка оснащены V-образными рельсовыми направляющими с дополнительной системой выравнивания, а перемещение вертикальных колонн и поперечной балки осуществляется при помощи кареток с роликами за счет привода и косозубой рейки, при этом дополнительная система выравнивания содержит основание с пазами, в которых установлена пара клиньев с возможностью перемещения при помощи регулировочных винтов, в клинья установлен ложемент при помощи пазов, а на ложемент установлена V-образная рельсовая направляющая, при этом в ложементе имеется сквозной паз, через который проходит винт, прижимающий V-образную рельсовую направляющую и ложемент к основанию. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к строительной отрасли и робототехнике, а именно к строительным роботизированным системам, и может быть использовано как установка для автономного послойного наращивания конструкций зданий и строений и выполнения механической обработки поверхностей.
Уровень техники
Из уровня техники известен 3д принтер возведения утепленной бетонной стены (см. [1] патент РФ № 2744829, МПК E04B 2/00, B33Y 10/00, опубл. 16.03.2021), содержащий несущие узлы: ось X, ось Y, ось Z, верхнюю консоль, вертикальную и продольную каретки, печатающую головку, фрезерную головку, шарнир системы подачи, стрелу, распределительный узел.
Недостатком данного аналога является сложность конструкции, дороговизна, из-за наличия четырех вертикальных колонн, и как следствие необходимости использования большого количества приводов. Также основным недостатком является ограниченная область печати, из-за конечных размеров осей принтера.
Из уровня техники известен 3д принтер (см. [2] патент Южной Кореи № 101526827, МПК B22F3/105; B28B1/00; B29C67/00; опубл. 05.06.2015), содержащий несколько вариантов реализации устройства: с четырьмя опорными колоннами или с двумя опорными колоннами.
Недостатком данного аналога является сложность конструкции, дороговизна, из-за наличия четырех вертикальных колонн, и как следствие необходимости использования большого количества приводов. Более эффективным решением является конструкция п-образного портала, перемещающегося в продольном направлении по рельсовым направляющим, однако данное решение также имеет ограничения по габаритам печатаемого изделия, обусловленное конечными размерами осей самого принтера
Существует принтер компании cobod (см. [3] https://cobod.com/bod2/), в которой реализована конструкция с модульными масштабируемыми осями. Но в этой конструкции используется вариант компоновки с четырьмя вертикальными колоннами, недостатки которой описаны выше. К тому же модульные балки выполнены как сварные металлоконструкции, что, при необходимости сохранения прямолинейности всей оси в сборе, предполагает использование сложной технологической оснастки, увеличивая стоимость и время изготовления принтера. Также, в качестве направляющих здесь используется швеллер, по которому катаются ролики. Такое конструктивное решение предполагает либо наличие отклонений от прямолинейности при перемещении по направляющим кареток или балок, либо дополнительные регулируемые ролики, ограничивающие такие отклонения. Но даже при использовании таких роликов не всегда удается добиться желаемого эффекта, так как сварные балки предполагают наличие значительных отклонений в геометрии от прямолинейности своих поверхностей. Таким образом, данная конструкция не обеспечивает достаточной точности печати.
Вариант выполнения балок с механической обработкой поверхностей под установку направляющих является технически трудоемким, предполагает использование фрезерных станков с большой областью обработки и в конечном счете все равно не обеспечивает отсутствия отклонений от формы установочных поверхностей без значительных затрат времени и использования высокоточного оборудования.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является многофункциональный строительный робот (см. [4] патент РФ на полезную модель № 161181, МПК B25J 11/00, E04G 21/02, опубл. 10.04.2016), содержащий портал, перемещающийся по направляющим рельсам, содержащий каретку, расположенную на портале с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном к направлению рельсового пути, приводы и контроллер, предназначенный для управления приводами, при этом портал содержит телескопические колонны с возможностью перемещения по вертикали верхней части портала, а каретка снабжена автономной системой послойного наращивания конструкций зданий и строений, содержащей манипулятор со встроенным смесителем-экструдером, выполненным с возможностью в автономном режиме приготовления строительной смеси и обеспечения ее последующей экструзии, при этом конечное звено манипулятора снабжено модулем для фиксации обрабатывающего инструмента с возможностью вращения инструмента вокруг вертикальной и горизонтальной осей.
Недостатком прототипа является наличие телескопических колонн, что снижает надежность устройства в целом при одновременном увеличении стоимости устройства.
Сущность изобретения
Задачей заявляемого изобретения является расширение возможностей строительной 3д печати за счет конструкции с масштабируемыми осями, при этом время и сложность технологии изготовления принтера снижается по сравнению с известными решениями.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей, ускорение и упрощение процесса изготовления и сборки конструкции принтера, увеличение универсальности и применяемости.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата предлагается 3Д принтер портального типа, содержащий две вертикальные колонны, выполненные с возможностью перемещения по рельсовым направляющим и соединенные между собой горизонтальной неподвижной балкой, рельсовые направляющие установлены на основании принтера, при этом на вертикальных колоннах с возможностью перемещения в вертикальном направлении установлена поперечная балка, на которой закреплена с возможностью продольного перемещения каретка с закрепленной на ней печатающей головкой, причем рельсовые направляющие оснащены системой выравнивания, которая содержит шайбы, гайки и винты, последние из которых вмонтированы в основание принтера, при этом вертикальные колонны и поперечная балка оснащены V-образными рельсовыми направляющими с дополнительной системой выравнивания, а перемещение вертикальных колонн и поперечной балки осуществляется при помощи кареток с роликами за счет привода и косозубой рейки.
Также задача решается, а технический результат достигается за счет того, что дополнительная система выравнивания содержит основание с пазами, в которых установлена пара клиньев с возможностью перемещения при помощи регулировочных винтов, в клинья установлен ложемент при помощи пазов, а на ложемент установлена V-образная рельсовая направляющая, при этом в ложементе имеется сквозной паз, через который проходит винт, прижимающий V-образную рельсовую направляющую и ложемент к основанию.
Также задача решается, а технический результат достигается за счет того, что ложемент имеет регулировочные винты, позволяющие закрепить положение V-образных рельсовых направляющих в необходимом положении.
Также задача решается, а технический результат достигается за счет того, что вертикальные колонны, горизонтальная неподвижная балка и поперечная балка являются модульными и состоят из секций.
Также задача решается, а технический результат достигается за счет того, что рельсовые направляющие являются модульными и состоят из секций.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 – Внешний вид принтера.
Фиг. 2 – Дополнительная система выравнивания V-образных рельсовых направляющих.
Фиг. 3 – Система выравнивания рельсовых направляющих.
На фигурах обозначены следующие позиции: 1 – вертикальная колонна; 2 – неподвижная балка; 3 – поперечная балка; 4 – рельсовая направляющая; 5 – каретка; 6 – печатающая головка; 7 – основание; 8 – клин; 9 – ложемент; 10 - V-образная рельсовая направляющая; 11 – винт, прижимающий V-образную рельсовую направляющую и ложемент (9) к основанию; 12 – ролик каретки; 13 – каретка; 14 – регулировочный винт, позволяющий закрепить положение V-образной рельсовой направляющей; 15 – регулировочный винт, для перемещения и фиксации клиньев; 16 – винт системы выравнивания рельсовых направляющих; 17 – гайка системы выравнивания рельсовых направляющих; 18 – шайба системы выравнивания рельсовых направляющих.
Осуществление изобретения
Заявленный 3Д принтер (фиг.1) состоит из двух вертикальных колонн (1), которые выполнены с возможностью перемещения по рельсовым направляющим (4). Рельсовые направляющие (4) установлены на основании принтера. Вертикальные колонны (1) соединены между собой горизонтальной неподвижной балкой (2). На вертикальных колоннах с возможностью перемещения в вертикальном направлении установлена поперечная балка (3), на которой закреплена с возможностью продольного перемещения каретка (5) с закрепленной на ней печатающей головкой (6). Существенным отличием от других конструкций является то, что вертикальные колонны (1), горизонтальная неподвижная балка (2) и поперечная балка (3) являются модульными и состоят из одинаковых элементов – секций (секции могут быть одинаковыми или нескольких типоразмеров по требованию заказчика). На вертикальных колоннах (1) и поперечной балке (3) установлены V-образные рельсовые направляющие (10) и косозубая рейка (на фигурах не показана) для реализации привода, т.е. перемещение вертикальных колонн (1) и поперечной балки (3) осуществляется при помощи кареток (13) с роликами (12) за счет привода и косозубой рейки.
Рельсовые направляющие (4) также являются модульными и состоят из секций (секции могут быть одинаковыми или нескольких типоразмеров по требованию заказчика) и устанавливаются на бетонные подушки или сваи (основание принтера) в местах стыков секций. Модульность и взаимозаменяемость позволяет ускорить и упростить процесс изготовления и сборки конструкции. И, главное, – реализовать масштабируемую конструкцию принтера, тем самым увеличив ее универсальность и применяемость.
Рельсовые направляющие (4) оснащены системой выравнивания (фиг. 3), компенсирующей неровности грунта и позволяющей точно выставить конструкцию по отношению к нулевому уровню, предусмотренному в объекте печати. Система выравнивания содержит шайбы (18), гайки (17) и винты (16). Регулировка осуществляется гайками (17), которые через шайбы (18) установлены на винты (16), вмонтированные в основание принтера, на котором лежат рельсовые направляющие (4). Зазоры между винтами (16) и рельсовыми направляющими (4) позволяют осуществить выравнивание. Такая система позволяет повысить точность и плавность хода принтера, а также, уменьшает объем и время работ по подготовке основания.
Так же, существенным отличием от существующих модульных конструкций является наличие дополнительной системы выравнивания V-образных рельсовых направляющих (10) на каждой секции поперечной балки (3) и каждой секции вертикальных колонн (1) (фиг.2). Система позволяет регулировать положение V-образной рельсовой направляющей (10) по вертикали и по горизонтали. Дополнительная система выравнивания содержит основание (7) с пазами, в которых установлена пара клиньев (8) с возможностью перемещения при помощи регулировочных винтов (15). С помощью регулировочных винтов (15) клинья приводятся в необходимое положение. В клинья (8) установлен ложемент (9) при помощи пазов, а на ложемент (9) установлена V-образная рельсовая направляющая (10). В ложементе (9) имеется сквозной паз, через который проходит винт (11), прижимающий V-образную рельсовую направляющую (10) и ложемент (9) к основанию (7). При этом с помощью винтов (11) ложемент (9) прижимает клинья (8) через наклонные поверхности к регулировочным винтам (15) и к основанию (7). На ложементе (9) так же имеются пазы, в которые вставлены клинья (8). Наличие пазов на основании (7) и ложементе (9) позволяет зафиксировать клинья (8) в продольном по отношению к направляющей направлении. Ложемент (9) имеет регулировочные винты (14), позволяющие закрепить положение V-образных рельсовых направляющих (10) в необходимом положении.
Выравнивание V-образных рельсовых направляющих (10) необходимо не только для обеспечения прямолинейности сборной конструкции балок, но и для устранения люфтов и зазоров между кареткой (13) с роликами (12) и V-образными рельсовыми направляющими (10).
Особенностью конструкции так же является использование V-образных рельсовых направляющих. Такая форма позволяет реализовать самоустанавливающуюся конструкцию и в совокупности с вышеописанной системой выравнивания полностью устраняет нежелательные люфты и зазоры, что позволяет добиться высокой точности и плавности хода принтера.
Claims (4)
1. 3Д принтер портального типа, содержащий две вертикальные колонны (1), выполненные с возможностью перемещения по рельсовым направляющим (4) и соединенные между собой горизонтальной неподвижной балкой (2), рельсовые направляющие установлены на основании принтера, при этом на вертикальных колоннах с возможностью перемещения в вертикальном направлении установлена поперечная балка (3), на которой закреплена с возможностью продольного перемещения каретка (5) с закрепленной на ней печатающей головкой (6), отличающийся тем, что рельсовые направляющие (4) оснащены системой выравнивания, которая содержит шайбы (18), гайки (17) и винты (16), последние из которых вмонтированы в основание принтера, при этом вертикальные колонны (1) и поперечная балка (3) оснащены V-образными рельсовыми направляющими (10) с дополнительной системой выравнивания, а перемещение вертикальных колонн и поперечной балки осуществляется при помощи кареток (13) с роликами (12) за счет привода и косозубой рейки, при этом дополнительная система выравнивания содержит основание (7) с пазами, в которых установлена пара клиньев (8) с возможностью перемещения при помощи регулировочных винтов (15), в клинья (8) установлен ложемент (9) при помощи пазов, а на ложемент (9) установлена V-образная рельсовая направляющая (10), при этом в ложементе (9) имеется сквозной паз, через который проходит винт (11), прижимающий V-образную рельсовую направляющую (10) и ложемент (9) к основанию (7).
2. 3Д принтер по п.1, отличающийся тем, что ложемент (9) имеет регулировочные винты (14), позволяющие закрепить положение V-образных рельсовых направляющих (10) в необходимом положении.
3. 3Д принтер по п.1, отличающийся тем, что вертикальные колонны, горизонтальная неподвижная балка и поперечная балка являются модульными и состоят из секций.
4. 3Д принтер по п.1, отличающийся тем, что рельсовые направляющие (4) являются модульными и состоят из секций.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021127090A RU2769199C1 (ru) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | 3д принтер портального типа |
PCT/RU2022/050223 WO2023043333A1 (ru) | 2021-09-15 | 2022-07-15 | 3д принтер портального типа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021127090A RU2769199C1 (ru) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | 3д принтер портального типа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2769199C1 true RU2769199C1 (ru) | 2022-03-29 |
Family
ID=81076107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021127090A RU2769199C1 (ru) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | 3д принтер портального типа |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2769199C1 (ru) |
WO (1) | WO2023043333A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU217357U1 (ru) * | 2022-12-21 | 2023-03-29 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Стенд для исследования возможности внедрения крановых технологий для строительной 3D-печати |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101526827B1 (ko) * | 2014-12-29 | 2015-06-05 | 김석문 | 3d 프린팅 장치 및 이를 이용한 철골 콘크리트 구조물 시공방법 |
RU161181U1 (ru) * | 2015-02-26 | 2016-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Компания "Шиколово" | Многофункциональный строительный робот |
WO2017177603A1 (zh) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | 宁夏共享模具有限公司 | 一种多工作箱砂型3d打印设备 |
RU2640551C1 (ru) * | 2014-08-29 | 2018-01-09 | Эксуан Гмбх | 3d-принтер, система 3d-принтера и генеративный способ изготовления |
-
2021
- 2021-09-15 RU RU2021127090A patent/RU2769199C1/ru active
-
2022
- 2022-07-15 WO PCT/RU2022/050223 patent/WO2023043333A1/ru unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640551C1 (ru) * | 2014-08-29 | 2018-01-09 | Эксуан Гмбх | 3d-принтер, система 3d-принтера и генеративный способ изготовления |
KR101526827B1 (ko) * | 2014-12-29 | 2015-06-05 | 김석문 | 3d 프린팅 장치 및 이를 이용한 철골 콘크리트 구조물 시공방법 |
RU161181U1 (ru) * | 2015-02-26 | 2016-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Компания "Шиколово" | Многофункциональный строительный робот |
WO2017177603A1 (zh) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | 宁夏共享模具有限公司 | 一种多工作箱砂型3d打印设备 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU217357U1 (ru) * | 2022-12-21 | 2023-03-29 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Стенд для исследования возможности внедрения крановых технологий для строительной 3D-печати |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023043333A1 (ru) | 2023-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9993975B2 (en) | Device for producing three-dimensional models | |
US5361495A (en) | Roof truss fabrication method | |
CN107498163B (zh) | 一种钢板墙构件的生产工艺和生产设备 | |
CN112756959A (zh) | 一种柔性多自由度对接调姿机构 | |
CN111618493A (zh) | 一种u肋焊接系统 | |
RU2769199C1 (ru) | 3д принтер портального типа | |
US5297907A (en) | Portable machine tool | |
CN213003442U (zh) | 一种u肋外焊设备 | |
KR102321155B1 (ko) | 레이저 스크라이빙 위치결정장치가 구비된 압연기 구역 생산설비 및 열간압연 생산라인 | |
EP1782896A2 (de) | Verfahren zum Umformen eines Werkstückes und Walzmaschine | |
US3253484A (en) | Beam fabricating machine with floating reference plane | |
US20190232443A1 (en) | Rail of a machine apparatus with a traveling carriage | |
DE3400017C2 (ru) | ||
CN212823572U (zh) | 一种u肋焊接系统 | |
CN212858291U (zh) | 一种用于u肋外焊的导向装置 | |
KR102301829B1 (ko) | 조정관 재현장치 | |
RU2259908C2 (ru) | Установка для изготовления маршрутных секций | |
CN214444714U (zh) | 一种数控机床的定位装置 | |
JPS6131785Y2 (ru) | ||
UA73158C2 (en) | Appliance for route sections installation | |
EP3222385B1 (en) | Vertical lathe comprising compensation means for the misalignment of longitudinal guides in y direction and method for the compensation of the misalignment | |
DE102007055453A1 (de) | Vorrichtung und ein Verfahren zur Laserbeareitung | |
KR102157958B1 (ko) | 홀가공 공작기계용 공작물 베드 이송시스템 | |
JP7044326B2 (ja) | 多軸ロボットの固定装置および加工システム | |
KR102199916B1 (ko) | 건축용 지그 |