[發(fā)明專(zhuān)利]懸臂式機(jī)械手3D打印裝置及其打印方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610130165.X
• 申請(qǐng)日: 2016-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105619821A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷國(guó)富;韓興國(guó);陳海軍;殷鳴;徐慧寧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B29C67/00
• 分類(lèi)號(hào): B29C67/00;B22F3/115;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種懸臂式機(jī)械手3D打印裝置及其打印方 法，在開(kāi)放的平面內(nèi)，該打印機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)360度全方位的3D打印，亦可在360度內(nèi)設(shè)置多個(gè)打 印平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多工位3D打印。

背景技術(shù)

3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通 過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)，3D打印是基于數(shù)字技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)打印功能，在模具制 造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，亦可使用這種技術(shù)打印零部件，該技術(shù)在珠寶、鞋類(lèi)、 工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑工程、汽車(chē)，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、土木工程、軍工以及其他領(lǐng)域都有 所應(yīng)用，因此，針對(duì)不同行業(yè)，設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的3D打印機(jī)具有非常重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

目前，大多數(shù)3D打印機(jī)采用直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)或者并聯(lián)結(jié)構(gòu)，直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)也稱(chēng)之為 龍門(mén)式結(jié)構(gòu)，基于該結(jié)構(gòu)的打印機(jī)噴頭沿X、Y、Z做直線運(yùn)動(dòng)或者聯(lián)動(dòng)，按指定的運(yùn)行軌跡打 印零件，但其打印平臺(tái)固定，打印空間局限于3D打印機(jī)內(nèi)部，打印空間取決于機(jī)體的大小和 X、Y、Z方向軌道長(zhǎng)度，打印空間小；而并聯(lián)結(jié)構(gòu)的3D打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)原理是3聯(lián)臂機(jī)器人的運(yùn) 動(dòng)原理，打印平臺(tái)需設(shè)置在3吊臂的運(yùn)行范圍內(nèi)，吊臂太長(zhǎng)，打印機(jī)穩(wěn)定性差，太短則打印 空間小，因此，上述兩種結(jié)構(gòu)的打印機(jī)打印平臺(tái)固定，打印空間有限，不適用于多零件多工 位打印，也不適用于在工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)零件進(jìn)行3D打印，更不適用于在現(xiàn)場(chǎng)用3D打印技術(shù)對(duì)破 損零件或物品進(jìn)行修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種懸臂式機(jī)械手3D打印裝置及 其打印方法，該打印裝置打印空間自由，打印平臺(tái)不固定，能夠?qū)崿F(xiàn)360度全方位的3D打印， 亦可在360度內(nèi)設(shè)置多個(gè)打印平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多工位3D打印。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：懸臂式機(jī)械手3D打印裝置及其打印方法，其特 征在于：包括工控機(jī)（39）、控制系統(tǒng)、打印軟件（38）、底座（11）、打印頭（32）、旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)裝 置及組件、垂直導(dǎo)軌及組件、水平導(dǎo)軌及組件、3D打印平臺(tái)及送料裝置，所述旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)裝 置及組件與底座（11）連接，所述垂直導(dǎo)軌及組件與旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)裝置及組件連接，所述水平 導(dǎo)軌及組件與垂直導(dǎo)軌及組件連接，所述控制系統(tǒng)控制旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)裝置及組件、垂直導(dǎo)軌 及組件、水平導(dǎo)軌及組件的運(yùn)動(dòng)，所述控制系統(tǒng)由控制界面控制，所述打印頭（32）與水平導(dǎo) 軌及組件連接。

本發(fā)明所述的懸臂式機(jī)械手3D打印裝置，其特征在于：所述旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)裝置及組 件包括諧波減速器、連接墊片、旋轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)、減速器承載體、連接盤(pán)、底座罩子、支承架。

本發(fā)明所述的懸臂式機(jī)械手3D打印裝置，所述旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)裝置及組件，其特征在 于：諧波減速器包括波發(fā)生器、剛輪及柔輪，所述波發(fā)生器通過(guò)連接墊片與旋轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī) 以螺紋方式連接，所述剛輪與減速器承載體通過(guò)螺紋方式連接，所述減速器承載體通過(guò)螺 紋方式固定在底座上，所述柔輪通過(guò)螺紋方式與連接盤(pán)連接，所述底座罩子及支承架以螺 紋方式固定在連接盤(pán)上。

本發(fā)明所述的懸臂式機(jī)械手3D打印裝置，所述垂直導(dǎo)軌及組件包括垂直導(dǎo)軌、垂 直導(dǎo)軌滑塊、上限光電開(kāi)關(guān)、下限光電開(kāi)關(guān)、垂直復(fù)位光電開(kāi)關(guān)、垂直軸伺服電機(jī)、垂直軸電 機(jī)法蘭，所述垂直導(dǎo)軌以螺紋方式固定在支承架上，所述垂直導(dǎo)軌滑塊和垂直導(dǎo)軌連接在 一起，所述上限光電開(kāi)關(guān)、下限光電開(kāi)關(guān)、垂直復(fù)位光電開(kāi)關(guān)以螺紋方式固定在垂直導(dǎo)軌側(cè) 面，所述垂直軸伺服電機(jī)通過(guò)垂直軸電機(jī)法蘭以螺紋方式和垂直導(dǎo)軌連接在一起。

本發(fā)明所述的懸臂式機(jī)械手3D打印裝置，所述水平導(dǎo)軌及組件包括水平導(dǎo)軌、連 接板、水平導(dǎo)軌滑塊、左限光電開(kāi)關(guān)、右限光電開(kāi)關(guān)、水平復(fù)位光電開(kāi)關(guān)、水平軸伺服電機(jī)、 水平軸電機(jī)法蘭、拖鏈架、拖鏈、拖鏈連接件、打印頭固定件，所述水平導(dǎo)軌與垂直導(dǎo)軌通過(guò) 連接板以螺紋方式連接在一起，所述水平導(dǎo)軌滑塊和水平導(dǎo)軌連接在一起，所述左限光電 開(kāi)關(guān)、右限光電開(kāi)關(guān)、水平復(fù)位光電開(kāi)關(guān)以螺紋方式固定在水平導(dǎo)軌滑塊側(cè)面，所述水平軸 伺服電機(jī)通過(guò)水平軸電機(jī)法蘭以螺紋方式和水平導(dǎo)軌連接在一起，所述拖鏈架以螺紋方式 固定在水平導(dǎo)軌背面，所述拖鏈固定在拖鏈架上，以螺紋方式和拖鏈連接件連接在一起，所 述拖鏈連接件以螺紋方式固定在水平導(dǎo)軌滑塊上，所述打印頭固定件以螺紋方式和水平導(dǎo) 軌滑塊連接在一起。

本發(fā)明所述的懸臂式機(jī)械手3D打印裝置，所述打印頭以螺紋方式和打印頭固定件 連接在一起。