本發(fā)明涉及增材制造領(lǐng)域，特別涉及一種3D增材印花機網(wǎng)框升降裝置。

背景技術(shù)：

增材制造(Additive Manufacturing，AM)技術(shù)是采用材料逐漸累加的方法制造實體零件的技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的材料去除切削加工技術(shù)，是一種"自下而上"的制造方法；近二十年來，AM技術(shù)取得了快速的發(fā)展，"快速原型制造(Rapid Prototyping)"、"三維打印(3D Printing)"、"實體自由制造(Solid Free-form Fabrication)"之類各異的叫法分別從不同側(cè)面表達了這一技術(shù)的特點。

增材制造技術(shù)是指基于離散、堆積原理，由零件三維數(shù)據(jù)驅(qū)動直接制造零件的科學(xué)技術(shù)體系。基于不同的分類原則和理解方式，增材制造技術(shù)還有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印、3D增材印花等多種稱謂，其內(nèi)涵仍在不斷深化，外延也不斷擴展。

近年來，增材制造在紡織行業(yè)也得到了應(yīng)用，特別是在服裝和鞋業(yè)面料上得到了廣泛的應(yīng)用；然而該領(lǐng)域的增材制造所選用的工具一般為普通絲網(wǎng)印刷機，其可以在面料上印刷有色彩鮮艷的圖案，同時增加圖案的立體感，從而提高整體的美觀性；其印刷一般工序為在面料表面印刷圖案，接著烘干，然后在根據(jù)需要在圖案上面再次印刷，再次烘干；經(jīng)多次疊印和套印之后，因為無法精確定位，出現(xiàn)色彩、圖案失真情況；且印刷墨料無法均勻分布在圖案上，其印刷墨料無法準(zhǔn)確疊加，因此無法提高疊加的厚度，普通絲網(wǎng)印刷機的網(wǎng)框，其刮刀刮過絲網(wǎng)時，因為絲網(wǎng)為有彈性的通透膜，四周固定在網(wǎng)框上，其越靠近中間位置越有彈性；因此刮刀力一定，刮刀高度一定時，絲網(wǎng)所受的力是變化的，因此刮刀和絲網(wǎng)之間的印刷墨料所受到的刮刀力是不均勻的，造成印刷墨料其滲透絲網(wǎng)多少是不均勻的，從而造成印刷墨料無法準(zhǔn)確疊加，因此無法提高增材制造的厚度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種3D增材印花機網(wǎng)框升降裝置，旨在解決刮刀和絲網(wǎng)之間的印刷墨料所受到的刮刀力是不均勻，使印刷墨料滲透絲網(wǎng)的不均勻，從而造成印刷墨料無法準(zhǔn)確疊加，無法提高增材制造的厚度等問題。為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種3D增材印花機網(wǎng)框升降裝置，包括：機架、網(wǎng)框固定座和網(wǎng)框升降系統(tǒng)；所述網(wǎng)框固定座通過導(dǎo)向機構(gòu)安裝在機架上，所述網(wǎng)框升降系統(tǒng)為網(wǎng)框固定座在導(dǎo)向機構(gòu)上運動提供動力；所述網(wǎng)框升降系統(tǒng)包括距離判斷器、處理器和隨動調(diào)整機構(gòu)；所述距離判斷器判斷網(wǎng)布與承印面之間的距離，并將信號發(fā)送至處理器；所述處理器接收距離判斷器判斷的距離信號并指令隨動調(diào)整機構(gòu)進行調(diào)整，以保持網(wǎng)布與承印面預(yù)設(shè)的距離；所述隨動調(diào)整機構(gòu)根據(jù)處理器的指令對網(wǎng)框進行位置調(diào)整，使網(wǎng)布與承印面達到預(yù)設(shè)距離。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)向機構(gòu)包括豎直導(dǎo)軌和與豎直導(dǎo)軌配合的安裝板，所述豎直導(dǎo)軌安裝在機架上；所述導(dǎo)向機構(gòu)數(shù)量為2，分別設(shè)置在網(wǎng)框兩側(cè)；所述安裝板可以在豎直導(dǎo)軌上上下移動；所述網(wǎng)框固定座設(shè)置在安裝板上；所述距離判斷器設(shè)置在機架上，用于測量網(wǎng)布與承印面之間的距離；所述隨動調(diào)整機構(gòu)包括安裝板驅(qū)動機構(gòu)，所述安裝板驅(qū)動機構(gòu)用于為安裝板在豎直導(dǎo)軌上運動提供動力；安裝板驅(qū)動機構(gòu)與處理器信號連接，接收處理器指令，調(diào)整網(wǎng)框使網(wǎng)布與承印面達到預(yù)設(shè)距離。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述安裝板驅(qū)動機構(gòu)包驅(qū)動電機、主動軸、換向器、從動軸和齒輪；所述驅(qū)動電機設(shè)置在機架上，通過傳動機構(gòu)與主動軸連接，所述主動軸兩端分別連有換向器，所述換向器固定在機架上，所述從動軸一端連接換向器輸出口，另一端連有齒輪，所述齒輪與安裝板上設(shè)有的齒條嚙合；所述驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動齒輪運動時，帶動安裝板在豎直導(dǎo)軌上做上下運動；所述驅(qū)動電機與處理器信號連接，用于執(zhí)行處理器指令，調(diào)整網(wǎng)框上下運動，使網(wǎng)布與承印面達到預(yù)設(shè)距離。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動電機為伺服電機。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述傳動機構(gòu)為同步帶傳動機構(gòu)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述豎直導(dǎo)軌數(shù)量為2個以上。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)框固定座上設(shè)有夾緊機構(gòu)，用于裝夾網(wǎng)框。

有益效果：通過距離判斷器判斷網(wǎng)布與承印面之間的距離，并將信號發(fā)送至處理器；處理器接收距離判斷器判斷的距離信號并指令隨動調(diào)整機構(gòu)進行調(diào)整，隨動調(diào)整機構(gòu)根據(jù)處理器的指令對網(wǎng)框進行位置調(diào)整，使網(wǎng)布與承印面達到預(yù)設(shè)距離；

網(wǎng)框可以在網(wǎng)框升降系統(tǒng)中根據(jù)需要隨時調(diào)整網(wǎng)布與承印面之間的距離，精準(zhǔn)保持網(wǎng)布與承印面的距離，且反應(yīng)時間快，調(diào)整速度快，達到精確的度高；從而使得墨料能夠均勻的滲透過絲網(wǎng)，均勻的分布在印刷標(biāo)的上，從而實現(xiàn)多次準(zhǔn)確疊加，達到增材制造的厚度。

附圖說明

圖1為網(wǎng)框在刮刀刮力下的絲網(wǎng)的變化結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明3D增材印花機網(wǎng)框升降裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)號說明：

101.承印面

102.絲網(wǎng)彈性變化面

103.無刮力下絲網(wǎng)面

104.刮刀

105.網(wǎng)框

106.機架

201.安裝板

202.豎直導(dǎo)軌

203.齒條

301.網(wǎng)框固定座

302.夾緊機構(gòu)

401.驅(qū)動電機

402.傳動機構(gòu)

403.主動軸

404.換向器

405.從動軸

406.齒輪

具體實施方式

本案所指的3D增材印花機是指通過創(chuàng)新造現(xiàn)有絲網(wǎng)印刷達到增材制造的機械設(shè)備，3D增材印花機包括機架、行走裝置、印刷機構(gòu)和控制裝置，其印刷一般工序為機架通過行走裝置將印刷設(shè)備運送到印刷標(biāo)上方，印刷標(biāo)常為衣服面料和鞋子面料，在印刷標(biāo)的面料表面印刷圖案，然后移走印刷機構(gòu)，之后用烘干設(shè)備烘干，烘干后再根據(jù)需要在圖案上面再次印刷，然后再次印刷；直到實現(xiàn)設(shè)定好的增材制造的厚度。

本案所指的3D增材印花機包括控機架、行走裝置、印刷機構(gòu)和控制裝置；其工作原理為所述機架上設(shè)有行走裝置，所述行走裝置包括與導(dǎo)軌匹配的行走輪、定位機構(gòu)和伺服電機，機架在伺服電機的帶動下通過行走輪行走，定位系統(tǒng)采用兩步定位法，實現(xiàn)3D增材印花機定位，做好印花準(zhǔn)備，即粗定位和精定位結(jié)合實現(xiàn)的快速定位，在機架上設(shè)有兩個傳感器，首先機架在伺服電機的帶動下行走，直到第一傳感器檢測到預(yù)設(shè)好的定位標(biāo)的后，定位標(biāo)可為定位柱，伺服電機減速慢行，當(dāng)?shù)诙鞲衅鳈z測到定位標(biāo)的時伺服電機停止運動，機架與定位柱的相對位置因機器慣性力的原因并不確定，但接近確定值，此時精確定位的導(dǎo)向輪停在定位柱的附近，接著對位導(dǎo)向輪在齒輪齒條的作用下頂向定位柱，接觸后，對位導(dǎo)向輪產(chǎn)生沿行走方向的力，從而實現(xiàn)精確定位，從而使3D增材印花機停在跑臺的預(yù)設(shè)位置上，此時印刷機構(gòu)開始工作，刮刀在驅(qū)動機構(gòu)作用下在網(wǎng)框上刮印，然而在3D增材印花時，要求刮刀的刮印力、刮印角度能夠調(diào)整，尤其是刮印力需實時調(diào)整，若不考慮刮刀機構(gòu)重力的影響，刮印力是刮刀經(jīng)絲網(wǎng)刮壓承印面而產(chǎn)生的彈性變形力、摩擦力的合力，摩擦力的大小受彈性變形力的影響，所以，調(diào)整刮印力只需改變刮刀的角度和上下位置。而3D增材印花機其網(wǎng)板結(jié)構(gòu)是將絲網(wǎng)布在一定張力下黏貼在內(nèi)空的網(wǎng)框105上其無工作狀態(tài)下如圖1無刮力下絲網(wǎng)面103所示，這樣，在刮刀104的同一刮印力下，網(wǎng)框105邊緣的絲網(wǎng)彈性變形小，網(wǎng)框中部的絲網(wǎng)彈性變形大，如圖1點劃線部分絲網(wǎng)彈性變化面102，離承印面101距離變小，因此網(wǎng)板需要隨動調(diào)整，從而使得墨料能夠均勻的滲透過絲網(wǎng)，均勻的分布在印刷標(biāo)的上，從而實現(xiàn)多次準(zhǔn)確疊加，達到增材制造的厚度。

為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。

請參照圖2，如圖所示可知，本發(fā)明一種3D增材印花機網(wǎng)框升降裝置，包括：機架106、網(wǎng)框固定座301和網(wǎng)框升降系統(tǒng)；所述網(wǎng)框固定座通過導(dǎo)向機構(gòu)安裝在機架上，所述網(wǎng)框升降系統(tǒng)為網(wǎng)框固定座在導(dǎo)向機構(gòu)上運動提供動力；所述網(wǎng)框升降系統(tǒng)包括距離判斷器、處理器和隨動調(diào)整機構(gòu)；所述距離判斷器判斷網(wǎng)布與承印面101之間的距離，在此定義承印面為需要絲網(wǎng)印刷的印刷部位；并將信號發(fā)送至處理器；信號處理器中設(shè)定好網(wǎng)布與承印面的距離，信號處理器根據(jù)接受到的信號與設(shè)定好的信號做運算，輸出指令信號，用于指令隨動調(diào)整機構(gòu)進行調(diào)整，以保持網(wǎng)布與承印面預(yù)設(shè)的距離；所述隨動調(diào)整機構(gòu)根據(jù)處理器的指令對網(wǎng)框立即進行位置調(diào)整，使網(wǎng)布與承印面達到預(yù)設(shè)距離，從而使使墨料能夠均勻的分布在印刷標(biāo)的上，從而實現(xiàn)多次準(zhǔn)確疊加，達到增材制造的厚度。

為了使網(wǎng)框固定座能夠沿軌道上下移動，本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例為所述導(dǎo)向機構(gòu)包括豎直導(dǎo)軌202和與豎直導(dǎo)軌配合的安裝板201，所述豎直導(dǎo)軌安裝在機架上；所述安裝板可以在豎直導(dǎo)軌上上下移動。

在本發(fā)明中一些實施例中導(dǎo)向機構(gòu)數(shù)量為2，分別設(shè)置在網(wǎng)框兩側(cè)；如此設(shè)置可以使安裝板更加穩(wěn)定的在導(dǎo)軌軌道上上下滑動；所述網(wǎng)框固定座設(shè)置在安裝板上；所述距離判斷器可以距離傳感器，所述傳感器設(shè)置在機架上，距離感應(yīng)器設(shè)置在機架兩旁，一邊為發(fā)射端，另一邊為接收端，測距原理是根據(jù)網(wǎng)布向下變形時，遮擋了部分發(fā)射端信號到接收端信息，從而接收端根據(jù)接收的信號判斷變形大?。灰驗閺南到y(tǒng)中可以知道網(wǎng)框到承印面的距離，因此知道網(wǎng)布變形之后，就可以算出網(wǎng)布與承印面的距離，即網(wǎng)框距離減去變形距離；所述隨動調(diào)整機構(gòu)包括安裝板驅(qū)動機構(gòu)，所述安裝板驅(qū)動機構(gòu)用于為安裝板在豎直導(dǎo)軌上運動提供動力；安裝板驅(qū)動機構(gòu)與處理器信號連接，接收處理器指令，調(diào)整網(wǎng)框使網(wǎng)布與承印面達到預(yù)設(shè)距離。

本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施例中，所述距離判斷器為安裝在刮刀上的力傳感器，力傳感器檢測到力值反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理后控制網(wǎng)板升降電機的升降，如刮刀運行到網(wǎng)板中間部分，此時傳感器反饋值變化較大，網(wǎng)板需向上或向下運動，直至達到控制要求。

本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，所述安裝板驅(qū)動機構(gòu)包驅(qū)動電機401、主動軸403、換向器404、從動軸405和齒輪406；所述驅(qū)動電機設(shè)置在機架上，驅(qū)動電機可以選擇同步電機或異步電機；通過傳動機構(gòu)402與主動軸連接，傳動機構(gòu)可以是齒輪傳動機構(gòu)、皮帶傳動機構(gòu)和同步帶傳動機構(gòu)；所述主動軸兩端分別連有換向器，所述換向器固定在機架上，所述從動軸一端連接換向器輸出口，另一端連有齒輪，所述齒輪與安裝板上設(shè)有的齒條203嚙合；當(dāng)驅(qū)動電機運動時候，通過傳動機構(gòu)將動力傳送給主動軸，主動軸轉(zhuǎn)動，帶動兩端的換向器運動，從而兩端的換向器將動力傳送給設(shè)置在換向器輸出口的從動軸運動，從動軸通過齒輪帶動網(wǎng)框兩側(cè)的導(dǎo)向機構(gòu)的安裝板在各自的豎直導(dǎo)軌運動；所述驅(qū)動電機與處理器信號連接，用于執(zhí)行處理器指令，調(diào)整網(wǎng)框上下運動，使網(wǎng)布與承印面達到預(yù)設(shè)距離。

為了能夠使控制更加穩(wěn)定，且實現(xiàn)隨動控制；本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例所述驅(qū)動電機為伺服電機；伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性；所述絲桿設(shè)置在伺服電機輸出軸上，如此設(shè)置可增加穩(wěn)定性和提高反應(yīng)時間，從而能夠達到網(wǎng)框?qū)崟r升降。

為了提高傳送穩(wěn)定性，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，所述傳動機構(gòu)為同步帶傳動機構(gòu)；同步帶傳送它綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自的優(yōu)點，轉(zhuǎn)動時，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動力，傳輸用同步帶傳動具有準(zhǔn)確的傳動比，無滑差，可獲得恒定的速比，傳動平穩(wěn)，能吸振，噪音小，傳動比范圍大。

為了使安裝板在穩(wěn)定的上下滑動，所述豎直導(dǎo)軌數(shù)量為2個以上，以致安裝板在豎直導(dǎo)軌上不會左右晃動。

為了網(wǎng)框能夠方便快捷穩(wěn)定的安裝在網(wǎng)框固定座上，所述網(wǎng)框固定座上設(shè)有夾緊機構(gòu)，用于裝夾網(wǎng)框，所述夾緊機構(gòu)包括上下夾齒和鎖緊栓，所述網(wǎng)框邊緣至于上下夾齒中間，然后用鎖緊栓鎖緊上下夾齒。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效形狀或結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。