一种用于3D打印生产系统的数据分析系统的制作方法

本实用新型3D打印机领域，具体涉及一种用于3D打印生产系统的数据分析系统。

背景技术：

3D打印技术现在越来越成熟，在工业的生产制造过程中采用3D技术可以极大地提高生产效率和极大地降低生产成本。

熔融成型的3D打印机有着原料价格低廉，生产设备相对较便宜，生产速度快等优点，是大规模3D打印的首选，现在对3D打印机自身的检测和分析系统较为全面和到位，但是大规模的采用3D打印机进行生产时，对3D打印的生产过程的监控和分析较为欠缺，现在市面上还没有针对3D打印机生产过程中的数据收集和分析系统。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的主要目的在于提供一种用于3D打印生产系统的数据分析系统，旨在解决对大规模采用3D打印进行生产制造过程中的数据收集和数据分析的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

用于3D打印生产系统的数据分析系统，其特征在于，所述用于3D打印生产下同的数据分析系统包括气体检测单元、产品质量控制单元、原料监控单元、温度检测单元、产品粗糙度检测单元、控制器；

所述气体检测单元包括气体收集装置、第一气缸、发光光源、光电传感器；所述气体收集装置包括圆管、内管；所述圆管的一端密封，所述内管两端密封，所述第一气缸的两端分别于内管的一端和圆管的一端的内壁连接，所述内管圆周面上设有开口；所述光电传感器和发光光源分别安装在内管的两端的内壁上；

所述发光光源和光电传感器与控制器电连接；

所述产品质量控制单元、原料监控单元、温度检测单元、产品粗糙度检测单元均与控制器电连接。

进一步地，所述产品质量控制单元包括高清摄像机、水平移动基座和垂直升降基座，所述水平移动基座安装在垂直升降基座上，所述高清摄像机安装在水平移动基座上；所述高清摄像机与控制器电连接。

进一步地，所述原料监控单元包括主动轮、从动轮、第一伺服电机；所述主动轮和从动轮相对的安装在3D打印机上，所述第一伺服电机与主动轮连接；所述第一伺服电机与3D打印机电连接；所述从动轮上安装转速传感器，所述转速传感器与控制器电连接。

进一步地，温度检测单元包括红外摄像机和温度传感器，所述红外摄像机安装在3D打印机的打印喷头上，所述温度传感器安装在3D打印机的挤出管内；所述红外摄像机和温度传感器均与控制器电连接。

进一步地，产品粗糙度检测单元包括微波发射器和微波接收器，所述微波发射器和接收器安装在方向控制装置上；

所述方向控制装置包括立柱、轴承、环形齿轮、第二伺服电机、齿轮、第二气缸；所述轴承外套在立柱上，轴承内环与立柱固接，所述环形齿轮外套在轴承的外环上，与外环固接，所述第二伺服电机与齿轮连接，所述齿轮与环形齿轮啮合，所述微波发射器和接收器安装在固定板上，所述固定板的一端与立柱交接，所述第二气缸的两端分别与固定板和立柱固接，第二气缸位于固定板正下方。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

通过3D打印过程中的气体采集检测可以有效提高管理3D打印机进行工作的工作人员的健康；通过产品质量控制单元可以实时检测3D打印机的打印质量，可以有效地降低产品的次品率，也可以有效地减少原材料的损失；通过原料监控单元可以保障3D打印机打印不中断，生产效率更高；通过温度检测单元可以有效地检测到3D打印机在生产的过程中产品成型上的问题，也可以减少成品的缺陷；通过产品粗糙度的检测可以优化产品生产过程，提高产品的表面粗糙度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为用于3D打印生产系统的数据分析系统的结构示意图；

图2为图1中A处放大结构示意图；

图3为图1中B处放大结构示意图；

图4为气体检测单元的结构示意图；

图5为原料监控单元的结构示意图。

图中：1.气体检测单元；11.气体收集装置；111.圆管；112.内管；12.第一气缸；13.发光光源；14.光电传感器；2.产品质量控制单元；21.高清摄像机；22.水平移动基座；23.垂直升降基座；31.主动轮；32.从动轮；33.第一伺服电机；34.转速传感器；41.红外摄像机；42.温度传感器；51.微波发射器；52.微波接收器；531.立柱；532.轴承；533.环形齿轮；534.齿轮；535.第二伺服电机；536.第二气缸；54.固定板；6.控制器；7.挤出管；8. 3D打印机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例1

本实施例采用的控制为采用51单片机进行编程制作得到控制器6。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，用于3D打印生产系统的数据分析系统，其特征在于，所述用于3D打印生产下同的数据分析系统包括气体检测单元1、产品质量控制单元2、原料监控单元、温度检测单元、产品粗糙度检测单元、控制器6；

所述气体检测单元1包括气体收集装置11、第一气缸12、发光光源13、光电传感器14；所述气体收集装置11包括圆管111、内管112；所述圆管111的一端密封，所述内管112两端密封，所述第一气缸12的两端分别于内管112的一端和圆管111的一端的内壁连接，所述内管112圆周面上设有开口；所述光电传感器14和发光光源13分别安装在内管112的两端的内壁上；

所述发光光源13和光电传感器14与控制器6电连接；

所述产品质量控制单元2、原料监控单元、温度检测单元、产品粗糙度检测单元均与控制器6电连接。

通过第一气缸12将内管112推出圆管111，从而使得内管112的空气与3D打印机8所处环境的空气交换，是实现可以实时对空气检测。

通过3D打印过程中的气体采集检测可以有效提高管理3D打印机8进行工作的工作人员的健康；通过产品质量控制单元2可以实时检测3D打印机8的打印质量，可以有效地降低产品的次品率，也可以有效地减少原材料的损失；通过原料监控单元可以保障3D打印机8打印不中断，生产效率更高；通过温度检测单元可以有效地检测到3D打印机8在生产的过程中产品成型上的问题，也可以减少成品的缺陷；通过产品粗糙度的检测可以优化产品生产过程，提高产品的表面粗糙度。

本实施例中，所述产品质量控制单元2包括高清摄像机21、水平移动基座22和垂直升降基座23，所述水平移动基座22安装在垂直升降基座23上，所述高清摄像机21安装在水平移动基座22上；所述高清摄像机21与控制器6电连接。

通过采用现有技术的水平移动基座22和垂直升降基座23可以使得高清摄像机21匹配将要打印的不同产品。

控制器6接受高清摄像机21采集到的图像，与在控制器6中预留的标准打印过程中各个阶段的产品的外形对比，可以查看打印的产品的外形上是否有明显的差异，色彩上是否有较大的差异，如果有控制器6控制3D打印机8停止工作或者调整其打印，同时在控制器6发出警报，并进行日志记录。

本实施例中，所述原料监控单元包括主动轮31、从动轮32、第一伺服电机33；所述主动轮31和从动轮32相对的安装在3D打印机8上，所述第一伺服电机33与主动轮31连接；所述第一伺服电机33与3D打印机8电连接；所述从动轮32上安装转速传感器34，所述转速传感器34与控制器6电连接。

通过记录与从动轮32连接的转速传感器34可以获知从动轮32转动圈数，从而可以计算出消耗的打印原料。

本实施例中，温度检测单元包括红外摄像机41和温度传感器42，所述红外摄像机41安装在3D打印机8的打印喷头上，所述温度传感器42安装在3D打印机8的挤出管7内；所述红外摄像机41和温度传感器42均与控制器6电连接。

控制器6通过红外摄像机可以监控熔融原料的冷却速度是否在规定的速率内，产品的从而可以保证监控到打印的产品的每层之间的粘接牢固性，结合位于挤出管7内的温度传感器42也可以得出3D打印机8的散热系统是否工作正常。

本实施例中，产品粗糙度检测单元包括微波发射器51和微波接收器52，所述微波发射器51和接收器安装在方向控制装置上；

所述方向控制装置包括立柱531、轴承532、环形齿轮533、第二伺服电机535、齿轮534、第二气缸536；所述轴承532外套在立柱531上，轴承532内环与立柱531固接，所述环形齿轮533外套在轴承532的外环上，与外环固接，所述第二伺服电机535与齿轮534连接，所述齿轮534与环形齿轮533啮合，所述微波发射器51和接收器安装在固定板54上，所述固定板54的一端与立柱531交接，所述第二气缸536的两端分别与固定板54和立柱531固接，第二气缸536位于固定板54正下方。

控制器6根据接收高清摄像机21的图像，判断产品是否打印了新的一层，打印新的一层厚，控制微波发射器51和微波接收器52对新打印的一层进行表面粗糙度的检测。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。