全文摘要
本公开提供了一种3D打印设备的供丝系统。3D打印设备的供丝系统包括：丝材盒安装部，包括用于安装丝材盘的安装位；挤丝装置；喷头系统；检测装置，用于实时获取丝材盘的当次丝材耗量信息；存储装置，用于记录丝材盘的档案信息，档案信息包括丝材盘的实时丝材余量信息；控制装置，与挤丝装置、检测装置和存储装置信号连接，被配置为根据当次丝材耗量信息更新实时丝材余量信息，并得出打印丝材是否耗尽的判断结果，在判断结果为是时控制挤丝装置停止挤丝。本公开利于实现3D打印设备连续工作以及利于提升3D打印设备的自动化水平。
主设计要求
1.一种3D打印设备的供丝系统，其特征在于，包括：丝材盒安装部(8)，包括用于安装丝材盘的安装位；挤丝装置(4)，用于接收所述丝材盘内的打印丝材(9)并挤出所述打印丝材(9)；喷头系统(6)，用于接收所述挤丝装置(4)挤出的打印丝材(9)并熔融所述打印丝材(9)后输出；检测装置(10)，用于实时获取所述丝材盘的当次丝材耗量信息；存储装置，用于记录所述丝材盘的档案信息，所述档案信息包括所述丝材盘的实时丝材余量信息；和控制装置，与所述挤丝装置(4)、所述检测装置(10)和所述存储装置信号连接，被配置为根据所述当次丝材耗量信息更新所述实时丝材余量信息，并得出所述打印丝材(9)是否耗尽的判断结果，在所述判断结果为是时控制所述挤丝装置(4)停止挤丝。
设计方案
1.一种3D打印设备的供丝系统，其特征在于，包括：
丝材盒安装部(8)，包括用于安装丝材盘的安装位；
挤丝装置(4)，用于接收所述丝材盘内的打印丝材(9)并挤出所述打印丝材(9)；
喷头系统(6)，用于接收所述挤丝装置(4)挤出的打印丝材(9)并熔融所述打印丝材(9)后输出；
检测装置(10)，用于实时获取所述丝材盘的当次丝材耗量信息；
存储装置，用于记录所述丝材盘的档案信息，所述档案信息包括所述丝材盘的实时丝材余量信息；和
控制装置，与所述挤丝装置(4)、所述检测装置(10)和所述存储装置信号连接，被配置为根据所述当次丝材耗量信息更新所述实时丝材余量信息，并得出所述打印丝材(9)是否耗尽的判断结果，在所述判断结果为是时控制所述挤丝装置(4)停止挤丝。
2.根据权利要求1所述的3D打印设备的供丝系统，其特征在于，所述供丝系统包括送丝装置(2)，所述送丝装置(2)用于将所述丝材盘内的打印丝材(9)从所述丝材盘抽出并输送至所述挤丝装置(4)，所述控制装置与所述送丝装置(2)信号连接，在所述判断结果为是时控制所述送丝装置(2)停止送丝。
3.根据权利要求2所述的3D打印设备的供丝系统，其特征在于，所述供丝系统包括送丝管(3)，所述送丝管(3)设置于所述送丝装置(2)与所述挤丝装置(4)之间，所述打印丝材(9)经由所述送丝管(3)在所述送丝装置(2)与所述挤丝装置(4)之间移动。
4.根据权利要求2所述的3D打印设备的供丝系统，其特征在于，所述控制装置还被设置为：
控制所述挤丝装置(4)向所述送丝装置(2)反向输送所述打印丝材(9)；
控制所述送丝装置(2)从所述挤丝装置(4)反向抽拉所述打印丝材(9)。
5.根据权利要求1所述的3D打印设备的供丝系统，其特征在于，所述供丝系统包括报警装置，所述控制装置与所述报警装置信号连接，所述控制装置被配置为在所述判断结果为是时控制所述报警装置发出警报。
6.根据权利要求1所述的3D打印设备的供丝系统，其特征在于，所述检测装置(10)通过测量所述挤丝装置(4)挤出的打印丝材(9)的长度获取所述当次丝材耗量信息。
7.根据权利要求6所述的3D打印设备的供丝系统，其特征在于，所述检测装置(10)为用于测量经由所述挤丝装置(4)挤出的打印丝材(9)的长度的编码器。
8.根据权利要求2所述的3D打印设备的供丝系统，其特征在于，所述丝材盒安装部(8)包括至少两个丝材盒(1)，每个所述安装位位于一个所述丝材盒(1)内，所述供丝系统包括与所述至少两个丝材盒(1)对应设置的至少两个所述送丝装置(2)。
9.根据权利要求1所述的3D打印设备的供丝系统，其特征在于，所述档案信息还包括档案编号、丝材类型、丝材颜色和建档时间至少之一。
设计说明书
技术领域
本公开涉及3D打印技术领域，特别涉及一种3D打印设备的供丝系统。
背景技术
3D打印技术是快速成型技术的一种，熔融沉积成型(Fused DepositionModeling，FDM)工艺是3D打印技术中应用最广泛的一种。熔融沉积成型工艺是将热塑性材料加热至熔融状态，在计算机控制下，根据零件截面轮廓信息，喷头将熔融液按照截面轮廓轨迹涂敷在工作台上，熔融液冷却后形成工件的一层截面，一层截面成型完成后，工作台下移一层高，再次涂敷下一层，这样逐层堆积直至工件完全成型。通过熔融沉积成型工艺能够快速制作复杂零件，可对产品快速评价、修改，以响应市场需求。
熔融沉积成型工艺采用的绝大多数的热塑性材料呈丝状，通过丝材盘的形式为3D打印机提供丝状原料。对于工业级3D打印设备的供丝系统，打印的工件尺寸往往较大，单个丝材盘携带的打印丝材往往不足以支持完成整个工件的打印，导致打印中断，通常需要操作人员实时看守，否则在余料不足时难以做到及时更换，影响打印工作的连续性，自动化程度低，增加了操作者的工作负担。
实用新型内容
本公开提供一种3D打印设备的供丝系统，包括：
丝材盒安装部，包括用于安装丝材盘的安装位；
挤丝装置，用于接收所述丝材盘内的打印丝材并挤出所述打印丝材；
喷头系统，用于接收所述挤丝装置挤出的打印丝材并熔融所述打印丝材后输出；
检测装置，用于实时获取所述丝材盘的当次丝材耗量信息；
存储装置，用于记录所述丝材盘的档案信息，所述档案信息包括所述丝材盘的实时丝材余量信息；和
控制装置，与所述挤丝装置、所述检测装置和所述存储装置信号连接，被配置为根据所述当次丝材耗量信息更新所述实时丝材余量信息，并得出所述打印丝材是否耗尽的判断结果，在所述判断结果为是时控制所述挤丝装置停止挤丝。
在一些实施例中，所述供丝系统包括送丝装置，所述送丝装置用于将所述丝材盘内的打印丝材从所述丝材盘抽出并输送至所述挤丝装置，所述控制装置与所述送丝装置信号连接，在所述判断结果为是时控制所述送丝装置停止送丝。
在一些实施例中，所述供丝系统包括送丝管，所述送丝管设置于所述送丝装置与所述挤丝装置之间，所述打印丝材经由所述送丝管在所述送丝装置与所述挤丝装置之间移动。
在一些实施例中，所述控制装置还被设置为：
控制所述挤丝装置向所述送丝装置反向输送所述打印丝材；
控制所述送丝装置从所述挤丝装置反向抽拉所述打印丝材。
在一些实施例中，所述供丝系统包括报警装置，所述控制装置与所述报警装置信号连接，所述控制装置被配置为在所述判断结果为是时控制所述报警装置发出警报。
在一些实施例中，所述检测装置通过测量所述挤丝装置挤出的打印丝材的长度获取所述当次丝材耗量信息。
在一些实施例中，所述检测装置为用于测量经由所述挤丝装置挤出的打印丝材的长度的编码器。
在一些实施例中，所述丝材盒安装部包括至少两个丝材盒，每个所述安装位位于一个所述丝材盒内，所述供丝系统包括与所述至少两个丝材盒对应设置的至少两个所述送丝装置。
在一些实施例中，所述档案信息还包括档案编号、丝材类型、丝材颜色和建档时间至少之一。
基于本公开提供的3D打印设备的供丝系统，可以根据当次丝材耗量信息更新实时丝材余量信息，并得出打印丝材是否耗尽的判断结果，并基于此判断结果控制供丝系统的挤丝装置动作，能获取打印丝材的实时定量余量信息，例如可以实时获取当前参与打印的丝材盘的实时打印丝材剩余质量信息，操作更加智能，从而利于实现3D打印设备连续工作以及利于提升3D打印设备的自动化水平。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
图1本公开一实施例的3D打印设备的供丝系统的结构示意图。
图2为图1所示的供丝系统的部分结构示意图。
图3为本公开一实施例的3D打印设备的供丝方法的操作流程图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1至图2所示，本公开实施例提供一种3D打印设备的供丝系统。该3D打印设备的供丝系统主要包括丝材盒安装部8、挤丝装置4、喷头系统6、检测装置10、存储装置和控制装置。
如图1所示，丝材盒安装部8包括用于安装丝材盘的安装位。挤丝装置4用于接收丝材盘内的打印丝材9并挤出打印丝材9。喷头系统6用于接收挤丝装置4挤出的打印丝材9并熔融打印丝材9后输出。检测装置10用于实时获取丝材盘的当次丝材耗量信息。存储装置用于记录丝材盘的档案信息，档案信息包括丝材盘的实时丝材余量信息。控制装置与挤丝装置4、检测装置10和存储装置信号连接。控制装置被配置为根据当次丝材耗量信息更新实时丝材余量信息，并得出打印丝材9是否耗尽的判断结果，在判断结果为是时控制挤丝装置 4停止挤丝。
本实施例中，根据当次丝材耗量信息更新实时丝材余量信息，并得出打印丝材9是否耗尽的判断结果，并基于此判断结果控制供丝系统的挤丝装置4动作，能获取打印丝材的定量的实时丝材余量信息，例如可以实时获取当前参与打印的丝材盘的实时打印丝材剩余质量信息，操作更加智能，从而利于实现3D打印设备连续工作以及利于提升3D打印设备的自动化水平。
如图1所示，在一些实施例中，供丝系统还包括送丝装置2。送丝装置2用于将丝材盘内的打印丝材9从丝材盘抽出并输送至挤丝装置4。控制装置与送丝装置2信号连接，在判断结果为是时控制送丝装置2停止送丝。
如图1所示，在一些实施例中，供丝系统还包括送丝管3。送丝管3设置于送丝装置2与挤丝装置4之间，打印丝材9经由送丝管3 在送丝装置2与挤丝装置4之间移动。
设置送丝装置2和送丝管3均利于实现打印丝材9的稳定输送。
在一些实施例中，控制装置还被设置为：控制挤丝装置4向送丝装置2反向输送打印丝材9；控制送丝装置2从挤丝装置4反向抽拉打印丝材9。该设置可以实现供丝盘的自动退丝。
在一些实施例中，供丝系统还包括报警装置。报警装置与控制装置信号连接。控制装置被配置为在判断结果为是时控制报警装置发出警报。报警装置例如可以为声、光报警装置，如蜂鸣器、警报灯等。
在一些实施例中，检测装置10通过测量挤丝装置4挤出的打印丝材9的长度获取当次丝材耗量信息。例如，在图1和图2所示的实施例中，检测装置10为用于测量经由挤丝装置4挤出的打印丝材9 的长度的编码器。
在一些实施例中，丝材盒安装部8包括至少两个丝材盒1，每个安装位位于一个丝材盒1内。供丝系统包括与至少两个丝材盒1对应的设置的至少两个送丝装置2。通过控制装置对送丝装置2的启停控制，可以选择至少两个丝材盒1中哪一个丝材盒1中的丝材盘为挤丝装置4和喷头系统6供应打印丝材9。当需要更换丝材盒时，可以先使两个丝材盒1中未耗尽打印丝材9的丝材盒1内的丝材盘继续工作，之后再更换已耗尽打印丝材9的丝材盒1内的丝材盘，从而利于 3D打印设备实现连续工作。
在一些实施例中，档案信息还包括档案编号、丝材类型、丝材颜色和建档时间至少之一。前述实时丝材余量信息例如可以为丝材质量或丝材长度等。
在一些实施例中，本公开所描述的控制装置可以为用于执行本公开所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列 (Field-Programmable GateArray，简称：FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
在一些实施例中，本公开实施例所描述的存储装置可以为用于执行本公开所描述功能的用于保存信息的记忆设备，例如可以是具有存储功能的电路、内存条、磁性介质或光盘等。
如图3所示，本公开实施例还提供一种3D打印设备的供丝方法。该供丝方法应用前述的3D打印设备的供丝系统供应打印丝材9。该供丝方法包括：提供3D打印设备所需的丝材盘，在存储装置内记录丝材盘的档案信息，档案信息包括丝材盘的实时丝材余量信息；将丝材盘安装于丝材盒安装部8的安装位；挤丝装置4接收丝材盘内的打印丝材9并挤出打印丝材9，喷头系统6接收挤丝装置4挤出的打印丝材9并熔融打印丝材9后输出；检测装置10实时获取丝材盘的经由挤丝装置4挤出的打印丝材9数量的当次丝材耗量信息；控制装置根据当次丝材耗量信息更新实时丝材余量信息，并得出打印丝材9 是否耗尽的判断结果，在判断结果为是时控制挤丝装置4停止挤丝。
本公开实施例的3D打印设备的供丝方法具有与本公开实施例的 3D打印设备的供丝系统相同的优点。
如图1至图3所示，在一些实施例中，供丝系统包括送丝装置2，送丝装置2用于将丝材盘内的打印丝材9从丝材盘抽出并输送至挤丝装置4，供丝方法包括在判断结果为是时控制装置控制送丝装置2停止送丝。
如图1至图3所示，在一些实施例中，供丝系统包括送丝管3，送丝管3设置于送丝装置2与挤丝装置4之间，供丝方法包括：打印丝材9经由送丝管3在送丝装置2与挤丝装置4之间移动。
如图3所示，为了实现自动退丝，供丝方法还包括：控制装置控制挤丝装置4向送丝装置2反向输送打印丝材9；控制装置控制控制送丝装置2从挤丝装置4反向抽拉打印丝材9。
在一些实施例中，供丝系统还包括报警装置，报警装置与控制装置信号连接，供丝方法还包括在判断结果为是时控制装置控制报警装置发出警报。
在一些实施例中，检测装置10通过测量挤丝装置4挤出的打印丝材9的长度获取当次丝材耗量信息。
以下结合图1至图3对本公开一具体实施例的3D打印设备的供丝系统和3D打印设备的供丝方法。
如图1和图2所示，本公开实施例的3D打印设备的供丝系统主要包括：送丝装置2、送丝管3、挤丝装置4、喷头系统固定板5、喷头系统6、喷头系统连接板7，丝材盒安装部8、打印丝材9、存储装置(未图示)、控制装置(未图示)和报警装置。丝材盒安装部8 包括两个丝材盒1。其中丝材盒1为该3D打印设备的供丝系统提供打印丝材9。送丝装置2包括送料电机和与送料电机驱动连接的输送轮。挤丝装置4包括挤丝电机41及挤丝轮组42。送料装置2与挤丝装置4通过送丝管3连接。检测装置10包括编码器。挤丝装置4通过喷头系统固定板5和喷头系统连接板7与喷头系统6连接。
另外，3D打印设备的供丝系统还可以包括信息输入装置和信息输出装置等配套设备。信息输入装置例如包括键盘、扫码器等，信息输出装置例如包括显示器、打印机等。
本公开实施例的3D打印设备的供丝系统在使用过程中，打印丝材9通过送料装置2自动沿着送料管3输送至挤丝装置4上端，挤丝电机41驱动挤丝轮组42，挤丝轮组42通过轮组驱动摩擦挤出打印丝材9，最达到喷头系统6。编码器设置于挤丝装置4处，打印丝材 9在挤丝轮组42挤压运动过程中，编码器记录通过挤丝轮组42的打印丝材9的长度信号，该长度信号作为当次丝材耗量信息被反馈到控制装置中，实现3D打印过程中打印丝材9用量的实施跟踪记录，控制装置根据该长度信号更新存储装置内的实时丝材余量信息。如果判断打印丝材9用尽时，控制装置控制3D打印设备的供丝系统暂停，提示操作人员进行打印材料更换。
本公开一个实施例3D打印设备的供丝方法具体操作步骤参可以考图3，现具体描述如下：
建立丝材盘的档案信息，档案信息包括实时丝材余量信息，并且还可以包括档案编号、丝材类型、丝材颜色、建档时间等其它信息，丝材盘的档案信息自动存储在存储装置中；实时丝材余量信息在本实施例中为丝材质量。丝材盘可以是未使用的或部分使用的丝材盘。
将记录了档案信息的该丝材盘放置于丝材盘安装部8的丝材盒1 中，将打印丝材9通过送料装置2沿着送丝管3自动输送到挤丝装置 4处，打印丝材9通过挤丝装置4挤出到喷头系统6。
在打印丝材9挤出过程中，编码器自动记录打印丝材9的输送长度。控制装置根据打印丝材9的输送长度实时更新丝材盘的档案信息中的丝材质量。
当丝材盘档案信息中打印丝材9的丝材质量为小于一预定丝材质量M0(例如M0＝5g)时，控制装置控制3D打印设备的供丝系统暂停，本实施例中，包括控制送丝装置2停止送丝及控制挤丝装置4 停止挤丝。同时控制装置还控制报警装置发出警报提醒丝材盘用尽。
以新的丝材盘替换用尽的丝材盘，更换下来的用尽的丝材盘作报废处置。重复上述步骤。
如果需要中途换下丝材盘，具体的操作步骤如下：
控制装置控制挤丝装置4进行打印丝材9的反向挤出，然后控制送丝装置2反向抽拉打印丝材9，实现打印丝材9的自动退料。
从丝材盒1中取出丝材盘，并从存储装置获取取出的丝材盘的档案编号。
将该丝材盘的档案编号标记于该丝材盘上，并将丝材盘放置于合适保存环境中。该档案编号可以作为下次使用该丝材盘时激活丝材盘的档案信息的激活信息。
如图3所示，对于未用尽的丝材盘，如需继续进行打印使用，可以通过以下步骤进行：
获取标记于丝材盘的档案编号，通过档案编号调取并激活该丝材盘的档案信息。
将该丝材盘放置于丝材盒1中，开始进行打印丝材9的输送挤出及丝材用量的实时记录。其余内容可以参考前述步骤。
根据以上描述可知，本公开实施例的3D打印设备的供丝系统和 3D打印设备的供丝方法具有以下优点至少之一：
能获取打印丝材的实时定量余量信息，例如可以实时获取当前参与打印的丝材盘的实时打印丝材剩余质量信息，操作更加智能，从而利于实现3D打印设备连续工作以及利于提升3D打印设备的自动化水平。
当前参与打印的丝材盘的打印丝材用尽时，能自动报警，提醒操作者查看打印材料信息，及时更换丝材盘。
通过送丝装置和挤丝装置，自动实现丝材的自动上料\/退料，通过自动控制设计，减少操作者工作失误，提高设备运行稳定性。
可以继续使用已部分使用的丝材盘，并仍然可以获取丝材盘的实时丝材余量信息，提升打印材料使用率，降低材料使用成本。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920052988.4
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209566494U
授权时间:20191101
主分类号:B29C 64/118
专利分类号:B29C64/118;B29C64/321;B29C64/393;B33Y40/00;B33Y50/02
范畴分类:17J;
申请人:江苏徐工工程机械研究院有限公司
第一申请人:江苏徐工工程机械研究院有限公司
申请人地址:221004 江苏省徐州市经济技术开发区驮蓝山路26号
发明人:陈鹏飞;莫立东;刘亚洁
第一发明人:陈鹏飞
当前权利人:江苏徐工工程机械研究院有限公司
代理人:艾春慧
代理机构:11038
代理机构编号:中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：自动化控制论文;