专利名称：一种珠宝首饰喷蜡快速成形系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种的快速成形系统，特别是一种珠宝首饰喷蜡快速成形系统。
背景技术：
目前市售的喷蜡式快速成型系统，大都由计算机、箱体总成、微型铣刀和吸尘装置构成。其运动控制系统采用步进电机和单片机控制，精度较低；机械系统采用方型导轨副和齿条结构，装置较为复杂；微型铣刀和吸尘装置做成独立装置，机器制造成本较高，不利于产品推广普及。
发明内容本实用新型的目的，是提供一种安全可靠、操作简单、通用性强、制造成本低、成形精度高、速度快的珠宝首饰喷蜡快速成形系统。本实用新型的珠宝首饰喷蜡快速成形系统，包括计算机、箱体总成和电气控制箱， 其特征在于箱体总成由箱体，装在箱体内一侧的Z轴方向运动精密丝杆螺母套件和两根Z 轴方向导杆，用Z轴方向运动精密丝杆螺母套件和两根Z轴方向导杆支撑的精密工作平台， 与Z轴方向运动精密丝杆螺母套件顶端连接的Z轴方向伺服电动机，平行装在箱体内上部的两根Y轴方向运动精密丝杆和两根Y轴方向导杆，连接两根Y轴方向运动精密丝杆的同步带轮、同步皮带、张紧轮套件，与其中一根Y轴丝杆一端连接的Y轴方向伺服电动机，装在箱体内上部的X轴方向运动精密丝杆螺母套件和两根X轴方向导杆，与X轴丝杆一端连接的X轴方向伺服电动机，以间隙配合装在两根X轴导杆上带实体喷头和支撑喷头的喷头盒，装在箱体外侧分别通过导管与实体喷头和支撑喷头连接的带温控装置和液压泵装置的实体材料盒与支撑材料盒，装在喷头盒旁的直流电机及与直流电机连接的微型铣刀以及装在箱体外侧的吸尘装置组成；吸尘装置的吸尘口装在喷头盒旁；Z轴方向伺服电动机、Y轴方向伺服电动机、X轴方向伺服电动机、直流电机、吸尘装置、实体材料盒与支撑材料盒的温控装置和液压泵装置分别通过导线与箱体外的电气控制箱连接，电气控制箱则与计算机连接。本实用新型的珠宝首饰喷蜡快速成形系统，采用快速成形技术原理，也就是分层制造技术，首先运用计算机装的相关三维CAD软件对珠宝首饰建立三维实体模型，输出快速成形系统能接受的常用CAD数据格式；根据珠宝首饰几何特征，采用生成的数据文件，利用快速成型系统分层软件确定成形方向，对实体模型进行适应性直接切片，得到分层轮廓数据，再结合宝石首饰成形工艺特点，对轮廓数据对扫描填充路径进行规划，分别得到快速成形的支撑和实体结构的扫描路径，并生成相关的数控加工代码，传送到电气控制箱。由电气控制箱控制X、Y两轴方向伺服电动机，驱动X、Y轴丝杆和同步带轮、同步皮带、张紧轮套件运动，带动喷头盒做X、Y轴的合成运动。由电气控制箱控制成形实体材料盒和支撑材料盒的温控装置，使作为成形材料的复合蜡加热到合适温度，由液压泵装置通过导管运送到实体喷头和支撑喷头喷射在工作平台上，完成复合蜡的实体结构和支撑结构的打印，得到第一层成形截面；然后由电气控制箱控制X、Y轴伺服电机和直流电机，沿着规划好的铣削路径，按照确定好的层厚，驱动微型铣刀将成形截面铣平，电气控制箱控制吸尘装置通过吸尘口将铣出的蜡废料吸干净，有利于下一层的打印，以提高打印精度。电气控制箱根据确定的层厚，控制Z轴方向伺服电动机驱动Z轴方向运动精密丝杆，使工作平台下降一层高度进行喷蜡、铣平和吸尘，如此循环直至最终成形。从工作台上取下包含支撑和实体材料的宝石首饰成型件，最后根据宝石首饰工艺进行化学浸泡和失蜡铸造等后处理。本实用新型的珠宝首饰喷蜡快速成形系统，能更精确、快速、直观和完整地将图纸上的珠宝首饰变为实物，从而缩短生产周期、降低生产成本、提高生产率。具有安全可靠、操作简单、通用性强、成形精度高和速度快等特点。
图1是本实用新型珠宝首饰喷蜡快速成形系统实施例的结构示意图，图2是本实用新型珠宝首饰喷蜡快速成形系统实施例的局部结构示意图。图中，1是计算机，2是箱体， 3是电气控制箱，4是精密工作平台，5是Z轴方向运动精密丝杆螺母套件，6、7是Z轴方向导杆，8是Z轴方向伺服电动机，9、10是Y轴方向运动精密丝杆，11、12是Y轴方向导杆，13 是同步带轮、同步皮带、张紧轮套件，14是Y轴方向伺服电动机，15是X轴方向运动精密丝杆螺母套件，16、17是X轴方向导杆，18是X轴方向伺服电动机，19是喷头盒，20是实体喷头，21是支撑喷头，22是实体材料盒，23是支撑材料盒，24是微型铣刀，25是直流电机，26 是吸尘装置，27是吸尘口。X轴方向是指左右方向，Y轴方向是指前后方向，Z轴方向是指上下方向。实体材料盒22与支撑材料盒23所包含的温控装置和液压泵装置未在图中画出。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型珠宝首饰喷蜡快速成形系统的结构做进一步的详细说明本实用新型的珠宝首饰喷蜡快速成形系统，包括计算机1、箱体总成、电气控制箱 3。其箱体总成有一个箱体2，Z轴方向运动精密丝杆螺母套件5和两条Z轴方向导杆6、7 装在箱体内左侧，并支撑着精密工作平台4，Z轴方向运动精密丝杆螺母套件5顶端连接的 Z轴方向伺服电动机8 ；Y轴方向运动精密丝杆9、10，Y轴方向导杆11、12平行装在箱体内上部，Y轴方向运动精密丝杆9、10用同步带轮、同步皮带、张紧轮套件13连接，Y轴方向伺服电动机14连接Y轴丝杆9的一端；X轴方向运动精密丝杆螺母套件15、X轴方向导杆16、 17装在箱体内上部，X轴方向伺服电动机18与X轴丝杆螺母套件15的一端连接；带实体喷头20和支撑喷头21的喷头盒19装在X轴导杆16、17上，实体材料盒22与支撑材料盒 23装在箱体2外右侧，通过导管分别与实体喷头20和支撑喷头21连接，实体材料盒22与支撑材料盒23各包含一套温控装置和液压泵装置(图中未画出)；微型铣刀M、直流电机 25装在喷头盒19旁，微型铣刀M与直流电机25连接；箱体2外右侧还装有吸尘装置26， 吸尘装置沈的吸尘口 27装在喷头盒旁。Z轴方向伺服电动机8、Y轴方向伺服电动机14、 X轴方向伺服电动机18、直流电机25、吸尘装置沈、实体材料盒22与支撑材料盒23的温控装置和液压泵装置分别通过导线与箱体外的电气控制箱3连接，电气控制箱3则与计算机 1连接。[0010]计算机1中装有开发的快速成形相关软件，用于自适应分层处理、扫描规划和数控系统控制的数据处理，并将处理好的数据传到电气控制箱3。电气控制箱3，其中包含用于控制X、Y、Z轴运动的由DSP+FPGA构建成的高速高精运动控制器、温控电路、液压控制电路和吸尘装置控制电路等。X、Y、Z轴方向伺服电动机8、14、18，选用的是々01-060200伺服电机，分别安装在 X、Y、Z三轴终端，用于传递动力、速度和方向。精密工作平台4主要用于容纳成形件并保证成形运动的准确和平稳。Z轴方向运动部件由运动精密丝螺母套件5和两条Z轴方向导杆6、7完成，用于支撑工作平台4并控制其Z轴方向的升降运动，并保证有一定的承载能力和运动平稳性。X轴方向运动部件由运动精密丝杆螺母套件15、X轴方向导杆16、17组成。因为运动速度较高，具有运动的惯性，需要保证有良好的随动性。Y轴方向运动部件由运动精密丝杆9、10，Y轴方向导杆11、12，同步带轮、同步皮带、张紧轮套件13组成。Y轴方向的运动精密丝杆9、10用同步带轮、同步皮带、张紧轮套件 13连接，以确保Y轴方向运动精密丝杆9、10同步运动，Y轴方向导杆11、12可以确保运动的平稳性。各包含一套温控装置和液压泵系统的成型实体材料盒22、支撑材料盒23，通过导管分别与实体喷头20、支撑喷头21相连，用于成形蜡的储存、加热和运输。实体喷头20和支撑喷头21采用多喷嘴的喷蜡打印头，液压控制副板控制压电式喷嘴进行喷蜡，用于形成快速成形的实体结构和支撑结构。微型铣刀24，用于每层成形截面的铣平。吸尘装置沈，用于将铣出的蜡废料吸干净，有利于下一层的打印，提高打印精度。组装后本实用新型的珠宝首饰喷蜡快速成形系统即可应用计算机所装的相关软件，将处理好的数据传到电气控制箱，由电气控制箱控制X、Y、Z轴运动、喷蜡、铣平、吸尘， 完成珠宝首饰喷蜡快速成形。
权利要求1. 一种珠宝首饰喷蜡快速成形系统，包括计算机(1)、箱体总成和电气控制箱(3)，其特征在于箱体总成由箱体0)，装在箱体⑵内一侧的Z轴方向运动精密丝杆螺母副(5)和两根Z轴方向导杆(6、7)，用Z轴方向运动精密丝杆螺母副(5)和两根Z轴方向导杆(6、7) 支撑的精密工作平台G)，与Z轴方向运动精密丝杆螺母副( 顶端连接的Z轴方向伺服电动机(8)，平行装在箱体O)内上部的两根Y轴方向运动精密丝杆(9、10)和两条Y轴方向导杆(11、12)，连接两条Y轴方向运动精密丝杆(9、10)的同步带轮、同步皮带、张紧轮套件 (13)，与其中一根Y轴丝杆(9) 一端连接的Y轴方向伺服电动机(14)，装在箱体O)内上部的X轴方向运动精密丝杆螺母副(15)和两根X轴方向导杆(16、17)，与X轴丝杆(15) — 端连接的X轴方向伺服电动机(18)，以间隙配合装在X轴导杆(16、17)上带实体喷头OO) 和支撑喷头的喷头盒(19)，装在箱体( 外侧分别通过导管与实体喷头OO)和支撑喷头连接的带温控装置和液压泵装置的实体材料盒0 与支撑材料盒(23)，装在喷头盒(19)旁的直流电机0 及与直流电机0 连接的微型铣刀04)以及装在箱体(2) 外侧的吸尘装置06)组成；吸尘装置06)的吸尘口、2Τ)装在喷头盒(19)旁；Z轴方向伺服电动机⑶、Υ轴方向伺服电动机(14)、Χ轴方向伺服电动机(18)、直流电机(25)、吸尘装置( )、实体材料盒0 与支撑材料盒的温控装置和液压泵装置分别通过导线与箱体⑵外的电气控制箱⑶连接，电气控制箱⑶则与计算机⑴连接。
专利摘要提供一种包括计算机、箱体总成和电气控制箱的珠宝首饰喷蜡快速成形系统，其箱体总成由箱体，分别与伺服电动机连接的X、Y、Z方向运动丝杆、导杆，用Z方向丝杆和导杆支撑的精密工作平台，装在X轴导杆上带实体喷头和支撑喷头的喷头盒，装在箱体外侧带温控装置和液压泵装置的实体材料盒与支撑材料盒，装在喷头盒旁的直流电机及与直流电机连接的微型铣刀以及装在箱体外侧的吸尘装置组成，吸尘装置的吸尘口装在喷头盒旁。伺服电动机、直流电机、吸尘装置、温控装置和液压泵装置分别通过导线与箱体外的电气控制箱连接，电气控制箱则与计算机连接。该系统具有安全可靠、操作简单、通用性强、制造成本低、成形精度高和速度快等特点。
文档编号B22C7/02GK202052908SQ20112013587
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者钟山 申请人:钟山