一种用于磨具物料规则排布快速成型的设备的制作方法

本发明涉及磨具物料领域，尤其涉及一种用于磨具物料规则排布快速成型的设备。

背景技术

随着科学技术的进步和人们生活水平的提高，制造业也繁荣发展起来。在制造业的生产中，磨具不可缺少，一个好的磨具会给生产带来诸多好处，因此，磨具的生产就显得十分的重要。

传统的磨具制备工艺是比较粗糙的，在物料添加的时候往往需要人工对物料进行细致的颗粒大小的筛选并将物料刮平抹匀。利用人工进行物料颗粒筛选会出现筛选颗粒大小不均，甚至漏筛的现象；而人工物料刮平抹匀，不仅生产效率低下，而且每个磨具刮平抹匀程度不同，二者均会影响磨具生产质量。

另外在物料固化的过程，传统的固化过程也有很多缺陷，有的直接将物料倒入磨具中进行固化，但这种固化方式只能固化表面，磨具的中心很难固化起来，这样生产出来的磨具存在很大的质量问题，无法长期使用，有的使用现在的rp技术，进行分层固化，这种方法效果比一次性固化好，但存在分层之间存在较大的残余高度，精度不够好，需要改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于磨具物料规则排布快速成型的设备，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于磨具物料规则排布快速成型的设备，包括工作台、加料装置、加热装置、吸料装置、定位装置、升降装置、回收料仓和固化装置，所述加料装置设置在工作台上，所述加热装置设置在加料装置上，所述吸料装置设置在工作台上方，所述回收料仓连接吸料装置，所述定位装置设置在工作台上，所述定位装置用于固定加料装置，所述升降装置设置在加料装置下，所述固化装置设置在工作台上方，所述固化装置用于固化细料分层。

作为优化方案，所述工作台包括导轨、支撑平台、空腔和工作区，所述导轨设置在支撑平台上，所述工作区设置在导轨内，所述空腔设置在工作区的正下方，所述升降装置设置在空腔内，所述升降装置上面设置有支撑板，所述支撑板与空腔之间设置有置料仓，所述置料仓的空间大小大于磨具的大小，支撑平台是用来支撑和保护工作区的结构。

作为优化方案，所述加料装置包括加料仓、固定装置、填料槽、振荡器和移动装置，所述加料仓用于添加物料，所述加料仓为上宽下窄的漏斗型，所述加料仓外侧设置有固定装置，所述固定装置通过螺栓固定连接加料仓，所述加料仓底部设置有填料槽，所述填料槽用于接收加料仓内的物料，所述填料槽包括上槽、筛选膜和下槽，所述筛选膜设置在上槽与下槽之间，所述筛选膜与上槽固定连接，所述筛选膜上设置有孔，所述孔的尺寸为形成磨具颗粒的标准尺寸，所述上槽与下槽尺寸相同，所述上槽与下槽滑动连接，所述填料槽下面设置有振荡器，所述振荡器用于震荡填料槽内的物料，震荡后的物料在上槽形成原料分层，在下槽形成细料分层，所述移动装置设置在导轨上，所述移动装置滑动连接导轨，所述移动装置固定连接填料槽，所述移动装置用于移动填料槽到工作区和将填料槽从工作区移动到加料仓底部，所述填料槽在工作区平移滑动分离上槽和下槽。

作为优化方案，所述加热装置包括加热元件、热辊和热辊连接件，所述加热元件用于加热热辊和工作区，加热后的热辊和工作区的温度可达100～300℃,所述热辊通过热辊连接件固定连接导轨，所述热辊与热辊连接件滚动连接，所述热辊设置在工作区，所述工作区与热辊之间设有间隙，所述间隙宽度与下槽宽度相同，所述热辊用于加热和压平细料分层。

作为优化方案，所述吸料装置包括吸料口、高速旋转装置和连接管，所述吸料口设置在原料分层的上方，所述吸料口与原料分层之间设有空隙，所述高速旋转装置设置在吸料口内，所述高速旋转装置固定连接吸料口，所述高速旋转装置包括电机和旋转叶片，所述电机与旋转叶片传动连接，所述电机带动旋转叶片旋转产生吸力，所述高速旋转装置通过连接管连接回收料仓，所述原料分层通过高速旋转装置产生的吸力吸入连接管并且集中到回收料仓中。

作为优化方案，所述定位装置包括红外线感应器、控制装置和电磁定位装置，所述红外线感应器设置在工作区，所述定位装置设置在工作区的支撑平台上，所述电磁定位装置包括永磁体和线圈，所述控制装置包括单片机系统和电源，所述红外线感应器用于感应填料槽，所述红外线感应器传递信息给单片机系统，所述单片机控制电源开关，所述电源与电磁定位装置电线连接，所述线圈内通过电流与永磁体产生吸力。

作为优化方案，所述固化装置包括计算机cad、激光设备和反光辊，所述计算机cad根据点云数据用于给磨具3d建模，所述计算机cad扫描3d建模建立stl模型，所述计算机cad对磨具的stl模型进行分层处理，所述激光设备接收分层处理后的数据，所述激光设备根据rp技术射出与数据相应的激光，所述反光辊反射激光设备发出的激光，所述反光辊反射激光到细料分层，所述激光对细料分层进行固化。

作为优化方案，所述rp技术采用了一种基于stl的优化分层算法，所述算法如下：

a.在stl模型的表面上随机取一点p，它的法矢量为(nx,ny,nz)，p点处的分层厚度是t，最大残余高度是cmax，则p点处的分层厚度是t＝cmax/nz；

b.设t的取值范围是[tmin,tmax]，如果t＜tmin,则取t值为tmin，如果t＞tmax，则t取值为tmax；

c.对c＜cmax的薄片进一步细分，直到满足上述条件。

作为优化方案，所述升降装置用于细料分层的升降和取出，所述升降装置每次升降一个细料分层的高度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用自动化的方式，通过振动器震动填料槽对物料进行震动和筛选，将不满足标准尺寸的颗粒筛选并回收，满足标准尺寸的颗粒均匀平铺在下槽中，实现物料的规则排布，之后通过热辊的压平和计算机cad的三维建模和stl模型进行分层固化，达到快速成型的效果，使用的rp技术的分层算法解决了分层固化的缺陷，减少了50％～80％的制造时间，本发明大大的减少了人力物力的浪费，提高了生产效率和产品的质量。

附图说明

图1为本发明一种用于磨具物料规则排布快速成型的设备的正面结构示意图；

图2为本发明一种用于磨具物料规则排布快速成型的设备的吸料装置结构图；

图3为本发明一种用于磨具物料规则排布快速成型的设备的侧面结构示意图。

图中：1-固定装置，2-加料仓，3-物料，4-原料分层，5-筛选膜，6-细料分层，7-振荡器，8-工作台，9-置料仓，10-支撑板，11-升降装置，12-回收料仓，13-导轨，14-吸料装置，15-热辊，16-反光辊，17-填料槽，18-吸料口，19-高速旋转装置，20-连接管,21-支撑平台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种用于磨具物料规则排布快速成型的设备，包括工作台8、加料装置、加热装置、吸料装置14、定位装置、升降装置11、回收料仓12和固化装置，所述加料装置设置在工作台8上，所述加热装置设置在加料装置上，所述吸料装置14设置在工作台8上方，所述回收料仓12连接吸料装置14，所述定位装置设置在工作台8上，所述定位装置用于固定加料装置，所述升降装置11设置在加料装置下，所述固化装置设置在工作台8上方，所述固化装置用于固化细料分层6。

工作台包括导轨13、支撑平台21、空腔和工作区8，导轨13设置在支撑平台21上，工作区设置在导轨13内，空腔设置自在工作区的正下方，升降装置11设置在空腔内，升降装置11上面设置有支撑板10，支撑板10与空腔之间设置有置料仓9，置料仓9的空间大小大于磨具的大小。

加料装置包括加料仓2、固定装置1、填料槽17、振荡器7和移动装置，加料仓2用于添加物料3，加料仓2为上宽下窄的漏斗型，加料仓2外侧设置有固定装置1，固定装置1通过螺栓固定连接加料仓2，加料仓2底部设置有填料槽17，填料槽17用于接收加料仓2内的物料3，填料槽17包括上槽、筛选膜5和下槽，筛选膜5设置在上槽与下槽之间，筛选膜5与上槽固定连接，筛选膜5上设置有孔，孔的尺寸为形成磨具颗粒的标准尺寸，上槽与下槽尺寸相同，上槽与下槽滑动连接，填料槽17下面设置有振荡器7，振荡器7用于震荡填料槽17内的物料3，震荡后的物料3在上槽形成原料分层4，在下槽形成细料分层6，移动装置设置在导轨13上，移动装置滑动连接导轨13，移动装置固定连接填料槽17，移动装置用于移动填料槽17到工作区和将填料槽17从工作区移动到加料仓2底部，填料槽17在工作区平移滑动分离上槽和下槽。

加热装置包括加热元件、热辊15和热辊连接件，加热元件用于加热热辊15和工作区，加热后的热辊15和工作区的温度可达100～300℃,热辊15通过热辊连接件固定连接导轨13，热辊15与热辊连接件滚动连接，热辊15设置在工作区，工作区与热辊15之间设有间隙，间隙宽度与下槽宽度相同，热辊15用于加热和压平细料分层6。

吸料装置包括吸料口18、高速旋转装置19和连接管20，吸料口18设置在原料分层6的上方，吸料口18与原料分层6之间设有空隙，高速旋转装置19设置在吸料口18内，高速旋转装置19固定连接吸料口18，高速旋转装置19包括电机和旋转叶片，电机与旋转叶片传动连接，电机带动旋转叶片旋转产生吸力，高速旋转装置19通过连接管20连接回收料仓12，原料分层4通过高速旋转装置19产生的吸力吸入连接管20并且集中到回收料仓12中。

定位装置包括红外线感应器、控制装置和电磁定位装置，红外线感应器设置在工作区，定位装置设置在工作区的支撑平台21上，电磁定位装置包括永磁体和线圈，控制装置包括单片机系统和电源，红外线感应器用于感应填料槽17，红外线感应器传递信息给单片机系统，单片机控制电源开关，电源与电磁定位装置电线连接，线圈内通过电流与永磁体产生吸力。

固化装置包括计算机cad、激光设备和反光辊16，计算机cad根据点云数据用于给磨具3d建模，计算机cad扫描3d建模建立stl模型，计算机cad对磨具的stl模型进行分层处理，激光设备接收分层处理后的数据，激光设备根据rp技术射出与数据相应的激光，反光辊16反射激光设备发出的激光，反光辊16反射激光到细料分层6，激光对细料分层6进行固化。

rp技术采用了一种基于stl的优化分层算法，算法如下：

a.在stl模型的表面上随机取一点p，它的法矢量为(nx,ny,nz)，p点处的分层厚度是t，最大残余高度是cmax，则p点处的分层厚度是t＝cmax/nz；

b.设t的取值范围是[tmin,tmax]，如果t＜tmin,则取t值为tmin，如果t＞tmax，则t取值为tmax；

c.对c＜cmax的薄片进一步细分，直到满足上述条件。

升降装置11用于细料分层6的升降和取出，升降装置11每次升降一个细料分层6的高度。

本发明采用自动化的方式，通过振动器震动填料槽对物料进行震动和筛选，将不满足标准尺寸的颗粒筛选并回收，满足标准尺寸的颗粒均匀平铺在下槽中，实现物料的规则排布，之后通过热辊的压平和计算机cad的三维建模和stl模型进行分层固化，达到快速成型的效果，使用的rp技术的分层算法解决了分层固化的缺陷，减少了50％～80％的制造时间，本发明大大的减少了人力物力的浪费，提高了生产效率和产品的质量。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。