[发明专利]一种3D打印设备调平系统及其自动调平方法

说明书

本发明公开一种3D打印设备调平系统及其自动调平方法，属于粉末增材制造设备研发领域。该系统包括：工作腔，包括工作平台、工作腔顶板、工作腔左立板、工作腔右立板、工作腔前立板、工作腔后立板；铺粉装置，包括刀架、位姿调整单元、驱动导轨、减速器、转接轴、驱动电机；成形零件升降装置，包括缸体、基板、万向调节轴承、顶起支撑板、调平单元和升降单元；以及图像采集装置和数据处理装置。本发明能够自动进行调平，节约了大量时间，保证了调平精度，可消除因刮刀卡顿、基板加工、人工装卸基板等原因产生的细微误差，更高效，更智能。

技术领域

本发明属于粉末增材制造设备研发领域，具体涉及一种3D打印设备调平系统及其自动调平方法。

背景技术

3D打印技术，是将3D数据转化为2D数据，通过电脑控制3D打印机逐层进行打印，最后形成成品的增材制造技术，常应用于模具制作、工业设计等领域中的模型制造，后逐步应用于工业零件的直接制造，在航空航天、武器装备、医疗、教育、珠宝、工业设计、汽车、建筑等领域均有应用。

现有的3D打印设备，大多采用铺粉方式进行粉末的铺平与压实。为保证工件的成形效果，需严格保证刮刀与基板之间的平行关系，平行度需达到±0.05mm。目前，多数3D打印设备采用人工方式测量刮刀与基板之间的距离，操作人员需通过经验多次重复调节，不仅浪费了大量时间，还无法保证调平的精度，更无法消除因刮刀卡顿、基板加工、人工装卸基板等原因产生的细微误差。因此，为了消除细微误差，保证工件的加工精度，缩短周期，需要一种更高效、更智能的解决方案。

发明内容

为了实现以上目的，本发明提供一种3D打印设备调平系统及调平方法，能够自动进行调平，节约了大量时间，保证了调平精度，可消除因刮刀卡顿、基板加工、人工装卸基板等原因产生的细微误差，更高效，更智能。

根据本发明的第一方面，提供一种3D打印设备调平系统，包括：

工作腔，所述工作腔包括工作平台、工作腔顶板、工作腔左立板、工作腔右立板、工作腔前立板、工作腔后立板；

铺粉装置，所述铺粉装置包括刀架、位姿调整单元、驱动导轨、减速器、转接轴、驱动电机；

成形零件升降装置，所述成形零件升降装置包括缸体、基板、万向调节轴承、顶起支撑板、调平单元和升降单元；

以及图像采集装置和数据处理装置。

进一步的，所述刀架包括刀架上主体、刀架下主体、刮刀、刮刀压板、激光测距传感器。

进一步的，所述刀架上主体和刀架下主体通过螺栓固定，所述刮刀和刮刀压板固定在刀架下主体上；所述的激光测距传感器固定在刀架内部，能够实时测量工作平台与传感器之间的距离。

进一步的，所述位姿调整单元包括位姿调整电机、电机固定座、上支撑座、下支撑座、丝杠螺母副、轴承、同步带轮、同步带。

进一步的，所述位姿调整电机固定在电机固定座上；所述上支撑座、下支撑座通过螺栓固定；所述丝杠螺母副通过轴承固定在上支撑座与下支撑座之间；所述同步带轮分别固定在丝杠螺母副螺母及位姿调整电机上；所述的同步带连接至同步带轮上。

进一步的，所述驱动导轨固定在工作腔顶板内侧。

进一步的，所述的减速器通过转接轴与驱动导轨连接。

进一步的，所述的驱动电机固定在减速器上。

进一步的，所述基板支撑在3个万向调节轴承上；所述万向调节轴承其中1个固定在顶起支撑板上、其余2个固定在调平单元上。

进一步的，所述调平单元固定在顶起支撑板下方，且包括调平升降运动电缸和调平电机。

进一步的，所述的升降单元包括顶起升降电缸及升降电机，固定在缸体上，且与顶起支撑板通过螺母连接。