成型平面与喷嘴移动平面的调校方法
【专利摘要】本发明涉及3D打印设备或快速成型机【技术领域】，尤其是指一种成型平面与喷嘴移动平面的调校方法，升降平台装设有至少三个调节组件，工作平台的边沿处装设有校准测试块，先确定喷嘴的机械零点，然后升降平台及工作平台上升至触碰喷嘴后回降到基准位置，并记录每次触碰检测时得到的上升值，计算各个上升值之间的差值，通过调校所述调节组件来调整工作平台各个部位的高低，减小上述差值，上述步骤，直至上述差值为零。所述校准测试块用于喷嘴与工作平台之间的校准定位，通过对调节组件即可以调节工作平台与喷嘴的移动平面之间的平行度，又可以调节工作平台与喷嘴的移动平面之间距离，两个调校目的只需要一个调校过程即可实现，结构简单。
【专利说明】成型平面与喷嘴移动平面的调校方法【技术领域】[0001]本发明涉及3D打印设备或快速成型机【技术领域】，尤其是指一种成型平面与喷嘴 移动平面的调校方法。【背景技术】[0002]三维打印快速成形技术的概念最早是由美国麻省理工学院(MIT)的scansE.M.和 cimaMJ.等人于1992年提出的。三维打印是一种基于液滴喷射成形的快速成形技术，单层 打印成形类似于喷墨打印过程，即在数字信号的激励下，使打印头工作腔内的液态材料在 瞬间形成液滴(Droplets)或者由射流形成液滴，以一定的频率速度从喷嘴喷出并喷射到 指定位置逐层堆积形成三维实体零件。目前存在多种3D打印技术，目前常用的技术包括粘 结材料三维打印、光固化三维打印以及熔融材料三维打印等。[0003]尤其是在3D打印机的FDM (熔融挤压成型)【技术领域】，现有的3D打印机也包括可 以升降的工作平台，但3D打印机出厂后，其工作平台无法调节，当工作平台的成型工作台 面与喷嘴的移动平面不平行时，打印出的工件则容易出现倾斜问题，将严重影响打印工件 的成型精度，废品率较高。此外，由于工作平台的升降行程已经固定，故升降高度已经固定， 当工作平台与喷嘴的移动平面之间的距离过大或过小时，难以通过对工作平台的调节实现 距离的调整，通过对工作平台的升降行程控制，则会影响喷嘴与工作平台之间的校准精度， 缺陷明显。[0004]此外，现有的3D打印机设备没有原点定位基准，从而使打印的工件位于工作平台 上的位置难以把握，当打印较大的工件时，打印工件容易超出打印喷头的移动范围，从而造 成工件的报废，给使用者带来较大的困扰。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，不仅可以对喷嘴的机械原点进行 确定校准，可以对工作平台进行高度和倾斜度的调整，并能实现打印喷嘴原点校准的成型 平面与喷嘴移动平面的调校方法。[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种成型平面与喷嘴移动平 面的调校方法，3D打印机包括升降平台及工作平台，所述升降平台装设有至少三个调节组， 工作平台与调节组件固定连接，工作平台的边沿处装设有校准测试块，调校步骤包括:A、升降平台及工作平台下降至基准位置；B、确定喷嘴的机械零点；C、将喷嘴先后移动每个调节组件的正上方，升降平台及工作平台上升至触碰喷嘴后回 降到基准位置，并记录每次触碰检测时得到的上升值；D、计算各个上升值之间的差值，依据该差值，通过调校所述调节组件来调整工作平台 各个部位的高低，减小上述差值；E、重复上述步骤C和步骤D，直至上述差值为零。[0007]其中，所述校准测试块包括两个相互垂直连接的直条块，该直条块与所述工作平 台的一个直角部固定连接；在步骤B中，在确定机械原点的水平坐标时，喷嘴在一个直条块的外壁不同位置触碰 两次，得到两个触碰点的水平坐标，并通过计算取得该两个触碰点的线性方程，喷嘴再在另 一个直条块的外壁不同位置触碰两次，得到两个触碰点的水平坐标，同样通过计算机运算 取得该两个触碰点的另一线性方程，最后通过计算得出两条直线交点的坐标，该坐标即为 所述机械原点的水平坐标。[0008]进一步，升降平台及工作平台下降至基准位置后，喷嘴移至校准测试块正上方，工 作平台上升至触碰喷嘴后稍作下降，获得校准测试块的顶面位置，记录此时喷嘴的高度坐 标，结合所述水平坐标，得到机械原点的三维坐标。[0009]其中，所述调节组件包括固定于工作平台的螺栓、套装于螺栓的调整弹簧及与螺 栓螺接的调整螺母，所述工作平台开设有通孔，所述螺栓穿过该通孔，调整弹簧的两端分别 与升降平台和工作平台抵接。[0010]其中，所述调节组件为三个或四个。[0011]其中，所述工作平台上开设有分布于工作平台上表面的真空吸孔，工作平台还装 设有便于与真空抽气设备连接的气管接头，真空吸孔与所述气管接头连通。[0012]其中，所述所述真空吸孔为至少12个，真空吸孔均匀分布于工作平台的上表面。[0013]其中，所述气管接头位于工作平台的侧边。[0014]本发明的有益效果在于:本发明提供了一种成型平面与喷嘴移动平面的调校方 法，在3D打印工作前，所述校准测试块用于喷嘴与工作平台之间的校准定位，当喷嘴的位 置与校准测试块的位置的校对准确之后，记录此时的三维位置数据，即设定为工作平台的 机械原点，便于对打印工件在工作平台的具体位置提供设置参考，避免打印时工件的部位 超出喷嘴的移动范围而造成工件无法打印的问题，提高工件打印的合格率。通过对调节组 件的调试即可以调节工作平台与喷嘴的移动平面之间的平行度，又可以调节工作平台与喷 嘴的移动平面之间距离，两个调校目的只需要一个调校过程即可实现，具有结构简单，调节 方便的优点，实用性强。【专利附图】
【附图说明】[0015]图1为本发明立体结构示意图。[0016]图2为本发明右视结构示意图。[0017]图3为图1中A部分的局部放大示意图。[0018]图4为图2中B部分的局部放大示意图。【具体实施方式】[0019]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说 明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。[0020]如图1至图4所示，一种成型平面与喷嘴11移动平面的调校方法，3D打印机包括 升降平台I及工作平台2，所述升降平台I装设有至少三个调节组件3，工作平台与调节组 件3固定连接，工作平台2的边沿处装设有校准测试块9，调校步骤包括:A、升降平台I及工作平台2下降至基准位置；B、确定喷嘴11的机械零点；C、将喷嘴11先后移动每个调节组件的正上方，升降平台I及工作平台2上升至触碰喷 嘴11喷嘴后回降到基准位置，并记录每次触碰检测时得到的上升值；D、计算各个上升值之间的差值，依据该差值，通过调校所述调节组件来调整工作平台2 各个部位的高低，减小上述差值；E、重复上述步骤C和步骤D，直至上述差值为零。[0021]在3D打印工作前，所述校准测试块9用于喷嘴11与工作平台2之间的校准定位， 当喷嘴11的位置与校准测试块9的位置的校对准确之后，记录此时的三维位置数据，即设 定为工作平台2的机械原点，便于对打印工件在工作平台2的具体位置提供设置参考，避免 打印时工件的部位超出喷嘴11的移动范围而造成工件无法打印的问题，提高工件打印的 合格率。通过对调节组件3的调试即可以调节工作平台2与喷嘴的移动平面之间的平行度， 又可以调节工作平台2与喷嘴的移动平面之间距离，两个调校目的只需要一个调校过程即 可实现，具有结构简单，调节方便的优点，实用性强。[0022]本实施中，所述校准测试块9包括两个相互垂直连接的直条块10，该直条块10与 所述工作平台2的一个直角部固定连接；在步骤B中，在确定机械原点的水平坐标时，喷嘴 11在一个直条块10的外壁不同位置触碰两次，得到两个触碰点的水平坐标，并通过计算机 运算取得该两个触碰点的线性方程，喷嘴11再在另一个直条块10的外壁不同位置触碰两 次，得到两个触碰点的水平坐标，同样通过计算机运算取得该两个触碰点的另一线性方程， 最后通过计算得出两条直线交点的坐标，该坐标即为所述机械原点的水平坐标。[0023]本实施例中，升降平台I及工作平台2下降至基准位置后，喷嘴11移至校准测试 块9正上方，工作平台2上升至触碰喷嘴后稍作下降，获得校准测试块9的顶面位置，记录 此时喷嘴11的高度坐标，结合所述水平坐标，得到机械原点的三维坐标，校准工作简单方 便，无机械加工经验的使用者也能快速学习和应用，实用性较强。[0024]本实施例中，所述调节组件3包括固定于工作平台2的螺栓4、套装于螺栓4的调 整弹簧5及与螺栓4螺接的调整螺母6，所述工作平台2开设有通孔，所述螺栓4穿过该通 孔，调整弹簧5的两端分别与升降平台I和工作平台2抵接。[0025]见图4，在实际的3D打印前，需要对工作平台2的位置进行精确校准，通过旋转调 整螺母6，可以调节工作平台2在螺栓4上的固定位置，同步调节四个调节组件3，即可将工 作平台2整体向上或向下调节，进而达到调整工作平台2与喷嘴的移动平面之间距离的目 的；对单个调节组件3的螺母进行调节时，可以调节工作平台2与喷嘴的移动平面之间的平 行度，使两者之间的平行更加精确，大大提高3D打印机的打印成型精度，降低废品率。[0026]由于调整弹簧5的作用，工作平台2的相应部分始终与调整螺母6抵接，当旋转调 整螺母6时，工作平台2的相应部分会上下移动，从而便于在调整螺母6的过程中实时观察 工作平台2的平行状态，方便调节。[0027]当然，所述升降平台I装设的调节组件3还可以为三个，利用不在同一直线上的三 点可以确定一个平面的原理，三个调节组件3同样可以确定工作平台2的高度和位置，同样 也能达到上述技术效果，结构更简单，调节更便捷。[0028]本实施例中，所述工作平台2上开设有分布于工作平台2上表面的真空吸孔7，工作平台2还装设有便于与真空抽气设备连接的气管接头8，真空吸孔7与所述气管接头8连 通。真空抽气设备在工作时，真空吸孔7处于真空气吸状态，3D打印机在打印完工件的最底 下一层之后，由于真空吸孔7的气吸作用，该层结构被吸附于工作平台2的上表面，从而有 效防止已经打印完成的结构层发生变形，进一步提高打印工件的成型精度，结构简单，实用 性强。[0029]本实施例中，所述所述真空吸孔7为至少12个，真空吸孔7均匀分布于工作平台 2的上表面。具体的，所述气管接头8位于工作平台2的侧边，便于为打印头腾出更多的移 动空间，以防止打印头在水平移动过程中，气管接头8与打印头发生碰撞而损坏设备。[0030]上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在 不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.成型平面与喷嘴移动平面的调校方法，3D打印机包括升降平台(I)及工作平台(2)， 其特征在于:所述升降平台(I)装设有至少三个调节组件(3)，工作平台与调节组件(3)固 定连接，工作平台(2)的边沿处装设有校准测试块(9)，调校步骤包括:A、升降平台(I)及工作平台(2)下降至基准位置；B、确定喷嘴(11)的机械零点；C、将喷嘴(11)先后移动每个调节组件的正上方，升降平台(I)及工作平台(2)上升至 触碰喷嘴(11)后回降到基准位置，并记录每次触碰检测时得到的上升值；D、计算各个上升值之间的差值，依据该差值，通过调校所述调节组件来调整工作平台 (2)各个部位的高低，减小上述差值；E、重复上述步骤C和步骤D，直至上述差值为零。
2.根据权利要求1所述的成型平面与喷嘴移动平面的调校方法，其特征在于:所述校 准测试块(9)包括两个相互垂直连接的直条块(10)，该直条块(10)与所述工作平台(2)的 一个直角部固定连接；在步骤B中，在确定机械原点的水平坐标时，喷嘴(11)在一个直条块(10)的外壁不同 位置触碰两次，得到两个触碰点的水平坐标，并通过运算取得该两个触碰点的线性方程，喷 嘴(11)再在另一个直条块(10)的外壁不同位置触碰两次，得到两个触碰点的水平坐标，同 样通过运算取得该两个触碰点的另一线性方程，最后通过运算得出两条直线交点的坐标， 该坐标即为所述机械原点的水平坐标。
3.根据权利要求2所述的成型平面与喷嘴移动平面的调校方法，其特征在于:升降平 台(I)及工作平台(2)下降至基准位置后，喷嘴(11)移至校准测试块(9)正上方，工作平台(2)上升至触碰喷嘴后稍作下降，获得校准测试块(9)的顶面位置，记录此时喷嘴(11)的高 度坐标，结合所述水平坐标，得到机械原点的三维坐标。
4.根据权利要求1所述的成型平面与喷嘴移动平面的调校方法，其特征在于:所述调 节组件(3)包括固定于工作平台(2)的螺栓(4)、套装于螺栓(4)的调整弹簧(5)及与螺栓(4)螺接的调整螺母(6)，所述工作平台(2)开设有通孔，所述螺栓(4)穿过该通孔，调整弹 簧(5)的两端分别与升降平台(I)和工作平台(2)抵接。
5.根据权利要求1所述的成型平面与喷嘴移动平面的调校方法，其特征在于:所述调 节组件(3)为三个或四个。
6.根据权利要求1所述的成型平面与喷嘴移动平面的调校方法，其特征在于:所述工 作平台(2)上开设有分布于工作平台(2)上表面的真空吸孔(7)，工作平台(2)还装设有便 于与真空抽气设备连接的气管接头(8)，真空吸孔(7)与所述气管接头(8)连通。
7.根据权利要求6所述的成型平面与喷嘴移动平面的调校方法，其特征在于:所述所 述真空吸孔(7)为至少12个，真空吸孔(7)均匀分布于工作平台(2)的上表面。
8.根据权利要求6所述的成型平面与喷嘴移动平面的调校方法，其特征在于:所述气 管接头(8)位于工作平台(2)的侧边。
【文档编号】B29C67/00GK103552243SQ201310487335
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】黄向峰, 杨双宝, 吴丰礼 申请人:东莞市拓斯普达机械科技有限公司