一种离线式3D智能打印装置的制作方法

本发明涉及3d打印机技术领域，具体的说是一种离线式3d智能打印装置。

背景技术：

3d打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的；常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。

在3d打印过程中，当注塑头需要移动到所在平面的某个位置时，需要完成横纵运动两个步骤，使得注塑头的运动路径较长，影响打印效率，并且还需要配置两个运动导轨，使得设备的成本增加；目前对于打印时所需的型材主要使用一个透明管进行保护，然而透明管的长度是固定的，而注塑头在运动时，进线处和注塑头之间的直线距离是不断改变的，这便会造成透明管常常弯曲，使得型材也会弯曲，存在折断的风险。鉴于此，本发明提供了一种离线式3d智能打印装置，其具有以下特点：

(1)本发明所述的一种离线式3d智能打印装置，可通过第二驱动机构带动方位调节机构转动，从而使得中心杆覆盖于所需移动位置的顶部，再通过位移机构便可带动注塑头运动至所需位置，注塑头能够实现斜线运动，无需再进行横纵两次动作，有效的缩短了注塑头的动作行程，提高了加工效率。

(2)本发明所述的一种离线式3d智能打印装置，由于注塑头与连杆之间通过活动接头连接，从而使得注塑头在重力作用下不会跟随中心杆转动，使得出料位置更为精准不会有偏差，也可防止型材扭曲。

(3)本发明所述的一种离线式3d智能打印装置，在位移机构运动过程中，限位杆会一边转动一边沿着限位管伸缩运动，软管能够跟随位移机构的运动位置进行弯曲，使得型材能够进行直线输送而不会大幅度弯曲。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种离线式3d智能打印装置，可通过第二驱动机构带动方位调节机构转动，从而使得中心杆覆盖于所需移动位置的顶部，再通过位移机构便可带动注塑头运动至所需位置，注塑头能够实现斜线运动，无需再进行横纵两次动作，有效的缩短了注塑头的动作行程，提高了加工效率；由于注塑头与连杆之间通过活动接头连接，从而使得注塑头在重力作用下不会跟随中心杆转动，使得出料位置更为精准不会有偏差，也可防止型材扭曲；在位移机构运动过程中，限位杆会一边转动一边沿着限位管伸缩运动，软管能够跟随位移机构的运动位置进行弯曲，使得型材能够进行直线输送而不会大幅度弯曲。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种离线式3d智能打印装置，包括固定座、第一驱动机构、注塑头、加工板以及卷线架，还包括方位调节机构、第二驱动机构、保护机构、位移机构以及连接机构；所述第二驱动机构与所述第一驱动机构固定连接；所述第二驱动机构对称设于所述方位调节机构的两侧，所述方位调节机构用以调节移动方位，所述第二驱动机构用以驱动所述方位调节机构转动；所述方位调节机构的外壁配合连接有所述位移机构，所述位移机构通过所述连接机构固定连接所述注塑头，所述位移机构用以带动所述注塑头运动；所述注塑头连接有所述保护机构，所述保护机构用以对注塑型材进行保护。

具体的，所述第一驱动机构包括第一转动电机、螺杆以及滑杆，所述螺杆、所述滑杆平行并列设于所述固定座的表面，所述滑杆位于所述螺杆的内侧，所述螺杆的底端连接有所述第一转动电机，所述螺杆螺纹连接所述加工板，所述滑杆滑动连接所述加工板。

具体的，所述第二驱动机构包括盒体、第二转动电机、第一齿轮以及套管，所述套管套接于所述滑杆的顶端，所述套管与所述滑杆之间通过螺钉固定连接，所述套管设于所述盒体的外壁，所述盒体的内部固定有所述第二转动电机，所述第二转动电机转动连接所述第一齿轮。

具体的，所述方位调节机构包括内环体、外齿环以及中心杆，所述外齿环伸入于所述盒体的内部，所述外齿环垂直啮合连接所述第一齿轮，所述外齿环设于所述内环体的外壁，所述外齿环的宽度小于所述内环体的宽度，所述内环体的中心处垂直设有所述中心杆，所述中心杆的长度与所述内环体的内径相同，所述中心杆的底面中线处开有齿槽，所述齿槽的两侧开有导向槽，所述齿槽、所述导向槽的长度均与所述中心杆的长度相同，所述导向槽的截面为凸字形。

具体的，所述位移机构包括第二齿轮、第三转动电机、支杆、导向杆以及安装柱，所述第二齿轮与所述齿槽之间啮合连接，所述第二齿轮的一侧面连接所述第三转动电机，所述第二齿轮的另一侧面转动连接所述安装柱，所述安装柱、所述第三转动电机的顶面均垂直设有所述导向杆，所述导向杆的顶端嵌入于所述导向槽的内部，所述导向杆滑动连接所述导向槽，所述安装柱、所述第三转动电机的底面均垂直设有所述支杆。

具体的，所述连接机构包括底板、连杆以及活动接头，所述底板的表面两侧边垂直设有所述支杆，所述底板的底面中心处垂直设有所述连杆，所述连杆的底端转动连接所述活动接头，所述活动接头设于所述注塑头的表面。

具体的，所述注塑头的侧壁设有进线接头，所述进线接头配合连接所述保护机构，所述保护机构包括安装座、软管、限位管以及限位杆，所述限位杆的底端与所述活进线接头转动连接，所述限位杆的顶端套接于所述限位管的内部，所述限位管的顶端胶接有所述软管，所述软管的顶端连接有所述安装座。

本发明的有益效果：

(1)本发明所述的一种离线式3d智能打印装置，可通过第二驱动机构带动方位调节机构转动，从而使得中心杆覆盖于所需移动位置的顶部，再通过位移机构便可带动注塑头运动至所需位置，注塑头能够实现斜线运动，无需再进行横纵两次动作，有效的缩短了注塑头的动作行程，提高了加工效率。

(2)本发明所述的一种离线式3d智能打印装置，由于注塑头与连杆之间通过活动接头连接，从而使得注塑头在重力作用下不会跟随中心杆转动，使得出料位置更为精准不会有偏差，也可防止型材扭曲。

(3)本发明所述的一种离线式3d智能打印装置，在位移机构运动过程中，限位杆会一边转动一边沿着限位管伸缩运动，软管能够跟随位移机构的运动位置进行弯曲，使得型材能够进行直线输送而不会大幅度弯曲。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明提供的离线式3d智能打印装置的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示的方位调节机构与第二驱动机构连接结构示意图；

图3为图2所示的方位调节机构结构示意图；

图4为图1所示的保护机构结构示意图；

图5为图2所示的中心杆与位移机构连接结构示意图。

图中：1、固定座，2、第一驱动机构，21、第一转动电机，22、螺杆，23、滑杆，3、卷线架4、方位调节机构，41、内环体，42、外齿环，43、中心杆，431、齿槽，432、导向槽，5、第二驱动机构，51、盒体，52、第二转动电机，53、第一齿轮，54、套管，6、保护机构，61、安装座，62、软管，63、限位管，64、限位杆，7、位移机构，71、第二齿轮，72、第三转动电机，73、支杆，74、导向杆，75、安装柱，8、连接机构，81、底板，82、连杆，83、活动接头，9、注塑头，91、进线接头，9a、加工板。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图5所示，本发明所述的一种离线式3d智能打印装置，包括固定座1、第一驱动机构2、注塑头9、加工板9a以及卷线架3，还包括方位调节机构4、第二驱动机构5、保护机构6、位移机构7以及连接机构8；所述第二驱动机构5与所述第一驱动机构2固定连接；所述第二驱动机构5对称设于所述方位调节机构4的两侧，所述方位调节机构4用以调节移动方位，所述第二驱动机构5用以驱动所述方位调节机构4转动；所述方位调节机构4的外壁配合连接有所述位移机构7，所述位移机构7通过所述连接机构8固定连接所述注塑头9，所述位移机构7用以带动所述注塑头9运动；所述注塑头9连接有所述保护机构6，所述保护机构6用以对注塑型材进行保护。

具体的，如图1所示，所述第一驱动机构2包括第一转动电机21、螺杆22以及滑杆23，所述螺杆22、所述滑杆23平行并列设于所述固定座1的表面，所述滑杆23位于所述螺杆22的内侧，所述螺杆22的底端连接有所述第一转动电机21，所述螺杆22螺纹连接所述加工板9a，所述滑杆23滑动连接所述加工板9a；通过螺杆22能够带动加工板9a上下运动，从而实现不同高度的注塑加工。

具体的，如图2所示，所述第二驱动机构5包括盒体51、第二转动电机52、第一齿轮53以及套管54，所述套管54套接于所述滑杆23的顶端，所述套管54与所述滑杆23之间通过螺钉固定连接，所述套管54设于所述盒体51的外壁，所述盒体51的内部固定有所述第二转动电机52，所述第二转动电机52转动连接所述第一齿轮53；第二驱动机构5能够带动方位调节机构4转动，调节简便。

具体的，如图2和图3所示，所述方位调节机构4包括内环体41、外齿环42以及中心杆43，所述外齿环42伸入于所述盒体51的内部，所述外齿环42垂直啮合连接所述第一齿轮53，所述外齿环42设于所述内环体41的外壁，所述外齿环42的宽度小于所述内环体41的宽度，所述内环体41的中心处垂直设有所述中心杆43，所述中心杆43的长度与所述内环体41的内径相同，所述中心杆43的底面中线处开有齿槽431，所述齿槽431的两侧开有导向槽432，所述齿槽431、所述导向槽432的长度均与所述中心杆43的长度相同，所述导向槽432的截面为凸字形；外齿环42可在啮合力作用下转动，进而带动内环体41、中心杆43转动，使得中心杆43快速调节至能够运动到指定位置的路径，能够满足内环体41所在区域任意位置的移动需要，移动更为快速。

具体的，如图5所示，所述位移机构7包括第二齿轮71、第三转动电机72、支杆73、导向杆74以及安装柱75，所述第二齿轮71与所述齿槽431之间啮合连接，所述第二齿轮71的一侧面连接所述第三转动电机72，所述第二齿轮71的另一侧面转动连接所述安装柱75，所述安装柱75、所述第三转动电机72的顶面均垂直设有所述导向杆74，所述导向杆74的顶端嵌入于所述导向槽432的内部，所述导向杆74滑动连接所述导向槽432，所述安装柱75、所述第二转动电机52的底面均垂直设有所述支杆73；位移机构7能够带动注塑设备运动，导向杆74的设置能够提高位移机构7运动中的稳定性。

具体的，如图5所示，所述连接机构8包括底板81、连杆82以及活动接头83，所述底板81的表面两侧边垂直设有所述支杆73，所述底板81的底面中心处垂直设有所述连杆82，所述连杆82的底端转动连接所述活动接头83，所述活动接头83设于所述注塑头9的表面；活动接头83能够使得注塑头9在重力作用下不会跟随中心杆43转动，保证注塑的精度，避免型材弯折。

具体的，如图4所示，所述注塑头9的侧壁设有进线接头91，所述进线接头91配合连接所述保护机构6，所述保护机构6包括安装座61、软管62、限位管63以及限位杆64，所述限位杆64的底端与所述活进线接头91转动连接，所述限位杆64的顶端套接于所述限位管63的内部，所述限位管63的顶端胶接有所述软管62，所述软管62的顶端连接有所述安装座61；采用可伸出的保护机构6，能够适应不同位置的保护需要，并且还可保证型材为直线输送，不会弯曲。

可通过第二驱动机构5带动方位调节机构4转动，从而使得中心杆43覆盖于所需移动位置的顶部，再通过位移机构7便可带动注塑头9运动至所需位置，注塑头9能够实现斜线运动，无需再进行横纵两次动作，有效的缩短了注塑头9的动作行程，提高了加工效率；由于注塑头9与连杆82之间通过活动接头83连接，从而使得注塑头9在重力作用下不会跟随中心杆43转动，使得出料位置更为精准不会有偏差，也可防止型材扭曲；在位移机构7运动过程中，限位杆64会一边转动一边沿着限位管63伸缩运动，软管62能够跟随位移机构7的运动位置进行弯曲，使得型材能够进行直线输送而不会大幅度弯曲。具体的有：

(1)操作人员通过3d打印机的主机编程输入行走、加工指令，打印机便会按照指令进行动作；

(2)在加工中，当需要改变纵向高度时，第一转动电机21带动螺杆22转动，由于螺杆22与加工板9a为螺纹连接，便会带动加工板9a上下运动，滑杆23能够对加工板9a进行导向限位；

(3)注塑头9始终处于同一平面，当需要改变注塑头9在此平面的位置时，启动第二转动电机52带动第一齿轮53转动，进而在第一齿轮53与外齿环42啮合力的作用下，内环体41原地自转，与此同时，中心杆43也会跟随转动，当中心杆43覆盖指定位置时，第二转动电机52停止转动；随后第三转动电机72转动，在第二齿轮71与齿槽431啮合力的作用下，位移机构7便会整体沿着导向槽432运动，并带动注塑头9跟随运动，使得注塑头9能够运动至指定的位置，注塑头9能够实现斜线运动，无需再进行横纵两次动作，有效的缩短了注塑头9的动作行程，提高了加工效率；

(4)在中心杆43转动过程中，由于注塑头9与连杆82之间通过活动接头83连接，从而使得注塑头9在重力作用下不会跟随中心杆43转动，使得出料位置更为精准不会有偏差，也可防止型材扭曲，并且限位杆64与进线接头91固定连接，能够进一部提高限位效果；在位移机构7运动过程中，保护机构6会跟随运动，限位杆64会一边转动一边沿着限位管63伸缩运动，软管62能够跟随位移机构7的运动位置进行弯曲，但是软管62较短，不会对型材造成影响，使得限位管63、限位杆64能够处于合适的倾斜角度，保护机构6便可始终能够保持对其内部的型材进行保护，使得型材能够进行直线输送而不会大幅度弯曲。

本发明可通过第二驱动机构5带动方位调节机构4转动，从而使得中心杆43覆盖于所需移动位置的顶部，再通过位移机构7便可带动注塑头9运动至所需位置，注塑头9能够实现斜线运动，无需再进行横纵两次动作，有效的缩短了注塑头9的动作行程，提高了加工效率；由于注塑头9与连杆82之间通过活动接头83连接，从而使得注塑头9在重力作用下不会跟随中心杆43转动，使得出料位置更为精准不会有偏差，也可防止型材扭曲；在位移机构7运动过程中，限位杆64会一边转动一边沿着限位管63伸缩运动，软管62能够跟随位移机构7的运动位置进行弯曲，使得型材能够进行直线输送而不会大幅度弯曲。

电机是采用深圳隆辉电机有限公司生产的lf260型以及其配套相关电源和电路。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。