本發(fā)明屬于3D打印機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有多噴頭自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的3D打印機。

背景技術(shù)：

3D打印技術(shù)是一種以3D數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來制造物體的技術(shù)。目前市場上常見的3D打印機主要以單噴頭打印為主，或者將多個噴頭集成到一起，其打印動作與單噴頭打印類似，所謂的多噴頭打印機實際上指的是單個噴頭上集成有多個噴嘴，此種方式的缺陷在于，由于多個噴嘴存在位置上的限制，在其中一個噴嘴工作時，另一個噴嘴為了防止剮蹭模型，需要移動以避開模型。在長期使用中，頻繁移動會導致連接件的疲勞損耗，從而造成誤差。同時，由于噴嘴是集成在噴頭上的，受位置以及相對運動的影響，在噴頭總體結(jié)構(gòu)不做大的改變的時候，噴嘴的數(shù)量有一定的限制，一般是雙噴頭。同時，每個噴嘴均包括獨立的送絲機構(gòu)、加熱機構(gòu)以及多個傳動部件，當多個噴嘴集成到一個噴頭上時，噴頭的驅(qū)動軸需要相當大的驅(qū)動力，驅(qū)動負載較大。這一方面需要更多的驅(qū)動能源，另一方面也提高了發(fā)生問題的概率。

申請?zhí)枮?01610407343.9的專利申請公開了一種多噴頭3D打印機，其包括可升降旋轉(zhuǎn)托盤、在X、Y方向移動打印的噴頭組件，以及六個沿支撐臂徑向同步伸縮打印噴頭，各打印噴頭與托盤形成相對旋轉(zhuǎn)，所述多噴頭3D打印機特別適合于打印大件回轉(zhuǎn)體，通過滾珠絲杠驅(qū)動旋轉(zhuǎn)托盤上下移動，實現(xiàn)產(chǎn)品高度上的堆積，所述打印噴頭組件包括：第五驅(qū)動電機、驅(qū)動輪系、平面上均分的至少六個支撐臂，各支撐臂上懸掛有滑塊，所述滑塊下固連有打印噴頭，所述驅(qū)動輪系包括第五驅(qū)動電機輸出軸主動齒輪和六個從動齒輪，各從動齒輪分別通過同步帶輪和同步帶，驅(qū)動滑塊沿支撐臂徑向運動，且各打印噴頭是同步往復直線運動，即第五驅(qū)動電機帶動一個大齒輪旋轉(zhuǎn)，六個小齒輪與大齒輪嚙合，小齒輪通過同步帶、滑塊沿徑向往復運動，帶動各打印噴頭同步工作。該種結(jié)構(gòu)的打印機雖然可實現(xiàn)同時打印六件產(chǎn)品或利用六個打印噴頭同時打印一件產(chǎn)品，但是其大大增加了噴頭的體積，而且每個噴頭都連接著相應的打印材料，給打印過程中的三維運動和控制帶來諸多不便。

申請?zhí)枮?01310640307.3的專利申請公開了一種3D打印機，其包括打印機平臺，所述打印機平臺包括支架、及固定于支架上的工作臺，支架上連接有噴頭抓取裝置，所述支架外側(cè)放置有噴頭庫，噴頭庫內(nèi)活動懸掛有至少一個獨立噴頭，噴頭上固定連接有與抓取裝置結(jié)構(gòu)匹配的連接裝置。該連接裝置可以有多種結(jié)構(gòu)形式：(1)連接裝置包括噴頭兩側(cè)開口向下的卡口，抓取裝置和噴頭庫內(nèi)噴頭固定裝置均為與卡口配合的卡頭件；(2)連接裝置包括噴頭一側(cè)的掛套、以及噴頭另一側(cè)的錐形槽，噴頭庫上固定有與掛套配合的掛鉤，抓取裝置為與錐形槽緊密配合的錐形頭；(3)連接裝置包括噴頭一側(cè)的掛套、以及噴頭另一側(cè)的卡槽，卡槽內(nèi)固定有磁性件，噴頭庫上固定有與掛套配合的掛鉤，抓取裝置為與卡槽磁吸的卡頭；(4)連接裝置包括噴頭一側(cè)的掛套、以及噴頭另一側(cè)的相對設(shè)置的兩個開口，噴頭庫上固定有與掛套配合的掛鉤，抓取裝置為通過兩個推桿推動的兩個滑桿，滑桿通過推桿推動卡入開口以從噴頭庫內(nèi)取出和放回噴頭；(5)連接裝置包括噴頭一側(cè)的T形件，抓取裝置為通過電機驅(qū)動的兩個卡鉗，卡鉗能夠卡住T形件的內(nèi)側(cè)以從噴頭庫內(nèi)取出和放回噴頭。上述3D打印機雖然實現(xiàn)了噴頭更換，但是其連接裝置和抓取裝置結(jié)構(gòu)繁瑣，噴頭移動更換效率低，且不便于實現(xiàn)更換噴頭的自動化控制。

由此可見，現(xiàn)有技術(shù)有待于進一步的改進和提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供了一種帶有多噴頭自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的3D打印機，其解決了現(xiàn)有的多噴頭3D打印機噴頭集成所帶來的問題，不僅可以實現(xiàn)多噴頭、多材料、多色彩的3D打印，而且其移動部分體積較小，運動同單噴頭3D打印機一樣方便。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種帶有多噴頭自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的3D打印機，包括機架，所述多噴頭自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)置在機架上，多噴頭自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括噴頭庫機構(gòu)、機械手機構(gòu)及沿X、Z向運動的移動噴頭裝置，機械手機構(gòu)設(shè)置在噴頭庫機構(gòu)和移動噴頭裝置之間；所述噴頭庫機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)支架及沿旋轉(zhuǎn)支架周向設(shè)置的若干個待用噴頭，移動噴頭裝置包括移動支架、打印噴頭及設(shè)置在移動支架上且對打印噴頭進行夾緊定位的夾緊機構(gòu)，機械手機構(gòu)包括用于夾取并釋放打印噴頭、待用噴頭的機械手及帶動機械手在噴頭庫機構(gòu)和移動噴頭裝置之間進行位置切換的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。

所述旋轉(zhuǎn)支架包括相互連接的上蓋板和下蓋板，上蓋板的外輪廓邊緣沿其周向開設(shè)有若干個上開口槽，下蓋板的外輪廓邊緣沿其周向開設(shè)有若干個與上開口槽位置相對的下開口槽，待用噴頭安置在上、下蓋板之間，待用噴頭的頂端卡在上開口槽內(nèi)，待用噴頭的底端卡在下開口槽內(nèi)；所述噴頭庫機構(gòu)還包括帶動旋轉(zhuǎn)支架整體進行旋轉(zhuǎn)的第一步進電機，第一步進電機設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支架的下方，第一步進電機的電機軸與旋轉(zhuǎn)支架相連。

所述噴頭庫機構(gòu)還包括帶動上、下蓋板同步旋轉(zhuǎn)的第一舵機，上、下蓋板之間通過聯(lián)動軸相連；所述噴頭庫機構(gòu)還包括待用噴頭限位組件，待用噴頭限位組件包括上固定盤、下固定盤、沿上固定盤外圍周圈設(shè)置且與上開口槽數(shù)量相等的上限位臂、沿下固定盤外圍周圈設(shè)置且與下開口槽數(shù)量相等的下限位臂，所述上、下限位臂的位置相對，上固定盤設(shè)置在上蓋板的下方，下固定盤設(shè)置在下蓋板的上方，第一舵機帶動上、下蓋板旋轉(zhuǎn)的過程中，上、下固定盤不隨上、下蓋板旋轉(zhuǎn)，上蓋板旋轉(zhuǎn)至上開口槽與上限位臂相對的位置時，上限位臂堵住上開口槽，下限位臂堵住下開口槽。

所述機械手機構(gòu)還包括彼此相連的機械臂和機械臂轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部包括第二步進電機，第二步進電機的電機軸與機械臂轉(zhuǎn)軸相連；所述機械手設(shè)置在機械臂的末端，機械手包括活動部和靜止部，活動部和靜止部配合形成用于抓取打印噴頭、待用噴頭的夾持間隙；所述機械臂上設(shè)置有帶動活動部作直線往復運動的第一直線驅(qū)動部；所述第一直線驅(qū)動部包括第二舵機及依次相連的曲柄、搖桿和連接板，第二舵機的輸出軸與曲柄相連，連接板與活動部相連。

所述夾緊機構(gòu)包括動夾持塊、靜夾持塊以及帶動動夾持塊作直線往復運動的第二直線驅(qū)動部，打印時，打印噴頭被夾緊在動、靜夾持塊之間，更換噴頭時，動夾持塊在第二直線驅(qū)動部的帶動下向一側(cè)移動以釋放打印噴頭；所述第二直線驅(qū)動部包括四桿機構(gòu)和第三舵機，四桿機構(gòu)的一端與第三舵機的輸出軸相連、另一端與動夾持塊相連，第三舵機設(shè)置在移動支架上。

所述機架上還設(shè)置有送絲裝置，送絲裝置包括設(shè)置在打印噴頭上方的料絲導向定位機構(gòu)，料絲導向定位機構(gòu)包括凸輪軸、凸輪軸安裝座、帶動凸輪軸旋轉(zhuǎn)的第三步進電機、電磁鐵安裝板以及沿電磁鐵安裝板長度方向依次排布的若干個電磁鐵，電磁鐵安裝板與凸輪軸安裝座之間通過復位彈簧相連，各所述電磁鐵上均開設(shè)有供料絲穿過的豁口，第三步進電機帶動凸輪軸轉(zhuǎn)動，凸輪軸上的凸輪外輪廓推動電磁鐵安裝板實現(xiàn)Y向進給，所述凸輪軸上凸輪的尺寸使得當電磁鐵沿Y軸方向運動至極限位時，電磁鐵所夾持的料絲的中心線、打印噴頭的中心線以及X軸處于同一平面內(nèi)。

所述料絲導向定位機構(gòu)還包括設(shè)置在移動支架上的上導料槽和下導料槽，上導料槽的中心線與下導料槽的中心線位于同一條直線上，下導料槽位于打印噴頭的正上方。

所述送絲裝置還包括料絲輸送機構(gòu)，料絲輸送機構(gòu)包括第四步進電機、主動滾輪和從動滾輪，第四步進電機、主動滾輪和從動滾輪均設(shè)置在移動支架上，主動滾輪由第四步進電機驅(qū)動，主動滾輪和從動滾輪之間配合形成給料間隙。

所述送絲裝置還包括給料機構(gòu)，給料機構(gòu)位于料絲導向定位機構(gòu)的上方，給料機構(gòu)包括料絲安裝座和中心軸，中心軸固定在料絲安裝座上，沿中心軸軸向設(shè)置有若干個能夠繞中心軸相對轉(zhuǎn)動的套筒，各個套筒上均纏繞有料絲，且不同顏色的料絲纏繞在不同的套筒上，各套筒繞中心軸轉(zhuǎn)動時，各套筒均無軸向移位。

所述機架上還設(shè)置有帶動移動支架作升降運動的Z向驅(qū)動機構(gòu)以及帶動移動支架作橫向運動的X向驅(qū)動機構(gòu)，所述機架上還設(shè)置有托盤，托盤位于打印噴頭的下方，機架上還設(shè)置有帶動托盤作縱向運動的Y向驅(qū)動機構(gòu)。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的有益效果為：

本發(fā)明運用噴頭庫技術(shù)，實現(xiàn)了多噴頭的打印功能；相對于現(xiàn)有的單噴頭3D打印機而言，本發(fā)明實現(xiàn)了多噴頭、多原料、多色彩的3D打印；相對于現(xiàn)有的多噴頭3D打印機而言，本發(fā)明中的移動噴頭裝置體積小，結(jié)構(gòu)簡單，其三維運動同單噴頭3D打印機一樣方便，且易于控制。此外，本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)支架、上開口槽、下開口槽的設(shè)置方便了機械手對待用噴頭的抓取，提高了更換效率，進而提高了打印效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體裝配圖。

圖2為本發(fā)明中移動支架及其上各部件的裝配關(guān)系示意圖。

圖3為本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)支架及其上各部件的裝配關(guān)系示意圖。

圖4為本發(fā)明中機械手機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明中給料機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明中料絲導向定位機構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為利用本發(fā)明進行噴頭更換的工作流程圖。

其中，

1、移動噴頭裝置 101、移動支架 102、第四步進電機 103、主動滾輪 104、從動滾輪 105、打印噴頭 106、動夾持塊 107、靜夾持塊 108、四桿機構(gòu) 109、第三舵機的輸出軸 2、噴頭庫機構(gòu) 201、第一舵機 202、上蓋板 203、上開口槽 204、上限位臂 205、連接柱 206、下蓋板 207、下限位臂 208、下固定盤 209、下開口槽 210、聯(lián)動軸 211、第一步進電機 212、噴頭庫底座 3、機械手機構(gòu) 301、靜止部 302、活動部 303、夾持間隙 304、連接板 305、搖桿 306、曲柄 307、第二舵機 308、機械臂 309、機械臂轉(zhuǎn)軸 310、第二步進電機 311、機械手底座 4、料絲導向定位機構(gòu) 401、凸輪軸安裝座 402、凸輪軸 403、復位彈簧 404、第三步進電機 405、電磁鐵安裝板 406、電磁鐵 407、豁口 408、上導料槽 409、下導料槽 5、給料機構(gòu) 501、料絲 502、中心軸 503、料絲安裝座 504、套筒 6、機架 7、托盤 8、云臺 9、滾珠絲杠副 10、豎向?qū)驐U 11、X向同步傳送帶 12、橫向?qū)驐U 13、Y向同步帶 14、V型導向槽

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明并不限于這些實施例。

如圖1至圖7所示，一種帶有多噴頭自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的3D打印機，包括機架6，所述多噴頭自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)置在機架6上，為描述方便，將橫向定義為X軸，將縱向定義為Y軸，將豎向定義為Z軸。所述多噴頭自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括噴頭庫機構(gòu)2、機械手機構(gòu)3及沿X、Z向運動的移動噴頭裝置1，機械手機構(gòu)3設(shè)置在噴頭庫機構(gòu)2和移動噴頭裝置1之間。

如圖1和圖3所示，所述噴頭庫機構(gòu)2包括旋轉(zhuǎn)支架及沿旋轉(zhuǎn)支架周向設(shè)置的若干個待用噴頭。所述旋轉(zhuǎn)支架包括相互連接的上蓋板202和下蓋板206，上蓋板202的外輪廓邊緣沿其周向開設(shè)有若干個上開口槽203，下蓋板206的外輪廓邊緣沿其周向開設(shè)有若干個與上開口槽203位置相對的下開口槽209，待用噴頭安置在上、下蓋板之間，待用噴頭的頂端卡在上開口槽203內(nèi)，待用噴頭的底端卡在下開口槽209內(nèi)。優(yōu)選的，所述上、下開口槽的截面均呈U型。所述上、下蓋板之間通過多根豎向設(shè)置的連接柱205相互連接。所述噴頭庫機構(gòu)還包括帶動旋轉(zhuǎn)支架整體進行旋轉(zhuǎn)的第一步進電機211，第一步進電機211設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支架的下方，第一步進電機211的電機軸與旋轉(zhuǎn)支架相連。所述噴頭庫機構(gòu)還包括噴頭庫底座212，第一步進電機211設(shè)置在噴頭庫底座212上。

如圖1和圖3所示，所述噴頭庫機構(gòu)還包括帶動上、下蓋板同步旋轉(zhuǎn)的第一舵機201，上、下蓋板之間通過聯(lián)動軸210相連；所述噴頭庫機構(gòu)還包括待用噴頭限位組件，待用噴頭限位組件包括上固定盤、下固定盤208、沿上固定盤外圍周圈設(shè)置且與上開口槽203數(shù)量相等的上限位臂204、沿下固定盤208外圍周圈設(shè)置且與下開口槽209數(shù)量相等的下限位臂207，所述上、下限位臂的位置相對。優(yōu)選的，所述上、下限位臂的截面均呈L型。上固定盤設(shè)置在上蓋板202的下方，下固定盤208設(shè)置在下蓋板206的上方。第一舵機201帶動上、下蓋板旋轉(zhuǎn)的過程中，上、下固定盤不隨上、下蓋板旋轉(zhuǎn)；上蓋板202旋轉(zhuǎn)至上開口槽203與上限位臂204相對的位置時，上限位臂204堵住上開口槽203，下限位臂207堵住下開口槽209，實現(xiàn)對待用噴頭的定位；當上蓋板202旋轉(zhuǎn)至上開口槽203與上限位臂204位置不相對應時，上限位臂204不再堵住開口槽203，下限位臂207不再堵住下開口槽209，方便了下述機械手方便地夾取待用噴頭。

如圖1和圖2所示，所述移動噴頭裝置1包括移動支架101、打印噴頭105及設(shè)置在移動支架101上且對打印噴頭105進行夾緊定位的夾緊機構(gòu)。所述夾緊機構(gòu)包括動夾持塊106、靜夾持塊107以及帶動動夾持塊106作直線往復運動的第二直線驅(qū)動部，打印時，打印噴頭105被夾緊在動、靜夾持塊之間，需要更換噴頭時，動夾持塊106在第二直線驅(qū)動部的帶動下向一側(cè)移動以釋放打印噴頭105。所述第二直線驅(qū)動部包括四桿機構(gòu)108和第三舵機，四桿機構(gòu)108的一端與第三舵機的輸出軸109相連、另一端與動夾持塊106相連，第三舵機設(shè)置在移動支架101上。需要說明的是，所述第二直線驅(qū)動部并不僅僅局限于所述的四桿機構(gòu)108與第三舵機的組合驅(qū)動形式，還可以是其它的驅(qū)動形式，例如，電機與滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)形式(滾珠絲杠副與動夾持塊106相連，電機驅(qū)動滾珠絲杠副，從而帶動動夾持塊106往復運動以實現(xiàn)對打印噴頭105的夾緊或釋放)，還可以是液壓缸驅(qū)動的形式(液壓缸的活塞桿與動夾持塊106相連，用活塞桿的伸縮帶動動夾持塊106往復運動以實現(xiàn)對打印噴頭105的夾緊或釋放)，因此，任何可以帶動動夾持塊106作直線往復運動的驅(qū)動形式都可以滿足要求，而并不僅僅局限于圖2和上述實施例所述的驅(qū)動結(jié)構(gòu)形式。

如圖1和圖4所示，所述機械手機構(gòu)3包括用于夾取并釋放打印噴頭105、待用噴頭的機械手及帶動機械手在噴頭庫機構(gòu)2和移動噴頭裝置1之間進行位置切換的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。所述機械手機構(gòu)還包括機械手底座311，下述第二步進電機310設(shè)置在機械手底座311上。

如圖4所示，所述機械手機構(gòu)還包括彼此相連的機械臂308和機械臂轉(zhuǎn)軸309，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部包括第二步進電機310，第二步進電機310的電機軸與機械臂轉(zhuǎn)軸309相連；所述機械手設(shè)置在機械臂308的末端，機械手包括活動部302和靜止部301，活動部302和靜止部301配合形成用于抓取打印噴頭105、待用噴頭的夾持間隙303；所述機械臂308上設(shè)置有帶動活動部302作直線往復運動的第一直線驅(qū)動部。所述第一直線驅(qū)動部包括第二舵機307及依次相連的曲柄306、搖桿305和連接板304，第二舵機307的輸出軸與曲柄306相連，連接板304與活動部302相連。所述機械臂308上還設(shè)置有用于保證連接板304做直線運動的導向槽，該導向槽以罩殼312的形式覆蓋在機械臂308上。需要說明的是，所述第一直線驅(qū)動部并不僅僅局限于所述的曲柄搖桿與第二舵機307的組合驅(qū)動形式，還可以是其它的驅(qū)動形式，例如，電機與滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)形式(滾珠絲杠副與活動部302相連，電機驅(qū)動滾珠絲杠副，從而帶動活動部302往復運動以實現(xiàn)對打印噴頭105及待用噴頭的夾緊或釋放)，還可以是液壓缸驅(qū)動的形式(液壓缸的活塞桿與活動部302相連，用活塞桿的伸縮帶動活動部302往復運動以實現(xiàn)對打印噴頭105及待用噴頭的夾緊或釋放)，因此，任何可以帶動活動部作直線往復運動的驅(qū)動形式都可以滿足要求，而并不僅僅局限于圖4和上述實施例所述的驅(qū)動結(jié)構(gòu)形式。

如圖1和圖6所示，所述機架上還設(shè)置有送絲裝置，送絲裝置包括設(shè)置在打印噴頭上方的料絲導向定位機構(gòu)4，料絲導向定位機構(gòu)4包括凸輪軸402、凸輪軸安裝座401、帶動凸輪軸402旋轉(zhuǎn)的第三步進電機404、電磁鐵安裝板405以及沿電磁鐵安裝板405長度方向依次排布的若干個電磁鐵406，電磁鐵安裝板405與凸輪軸安裝座401之間通過復位彈簧403相連，各所述電磁鐵406上均開設(shè)有供料絲501穿過的豁口407，第三步進電機404帶動凸輪軸402轉(zhuǎn)動，凸輪軸402上的凸輪外輪廓推動電磁鐵安裝板405實現(xiàn)Y向進給，所述凸輪軸402上凸輪的尺寸使得當電磁鐵406沿Y軸方向運動至極限位時，電磁鐵406所夾持的料絲501的中心線、打印噴頭105的中心線以及X軸處于同一平面內(nèi)。所述料絲導向定位機構(gòu)4還包括設(shè)置在移動支架101上的上導料槽408和下導料槽409，上導料槽408的中心線與下導料槽409的中心線位于同一條直線上，下導料槽409位于打印噴頭105的正上方。

所述電磁鐵406運動到最遠位置時，由于凸輪軸402上的凸輪具有一定的遠休止角，因此電磁鐵406會在一定時間段內(nèi)保持靜止不動，此時，運動到位的移動噴頭裝置在下述Z向驅(qū)動機構(gòu)的帶動下沿Z向上升，使得料絲501經(jīng)上導料槽408進入下述給料間隙，再經(jīng)過下述主、從動滾輪的摩擦帶動，經(jīng)下導料槽409即可實現(xiàn)料絲501與打印噴頭105的精準對接，同時，也可以控制第三步進電機404在這一段時間內(nèi)停止運轉(zhuǎn)，以便于料絲501與打印噴頭105的對接運動可以更加平穩(wěn)地進行。隨著第三步進電機404的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，當凸輪軸402上的凸輪轉(zhuǎn)過遠休止角后，電磁鐵安裝板405連同安裝在其上面的電磁鐵406在復位彈簧403的帶動下返回原點，等候指令，以便于進行下一次的換料動作。

如圖2所示，所述送絲裝置還包括料絲輸送機構(gòu)，料絲輸送機構(gòu)包括第四步進電機102、主動滾輪103和從動滾輪104，第四步進電機102、主動滾輪103和從動滾輪104均設(shè)置在移動支架101上，主動滾輪103由第四步進電機102驅(qū)動，主動滾輪103和從動滾輪104之間配合形成給料間隙。所述主、從動滾輪設(shè)置在上、下導料槽之間。所述移動支架101上還設(shè)置有加熱機構(gòu)，加熱用于加熱并融化料絲501。

如圖1和圖5所示，所述送絲裝置還包括給料機構(gòu)5，給料機構(gòu)5位于料絲導向定位機構(gòu)4的上方，給料機構(gòu)5包括料絲安裝座503和中心軸502，中心軸502固定在料絲安裝座503上，沿中心軸502軸向設(shè)置有若干個能夠繞中心軸502相對轉(zhuǎn)動的套筒504，各個套筒504上均纏繞有料絲501，且不同顏色的料絲501纏繞在不同的套筒504上，各套筒504繞中心軸502轉(zhuǎn)動時，各套筒504均無軸向移位。當料絲501受到主動滾輪103和從動滾輪104的摩擦帶動時，就會和套筒504一起繞中心軸502轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)料絲的供給。料絲501經(jīng)套筒504抽出，依次經(jīng)電磁鐵406上的豁口407、上導料槽408、給料間隙、下導料槽409后進入打印噴頭105，然后經(jīng)打印噴頭105噴出用于打印物品。

如圖1所示，所述機架6上還設(shè)置有帶動移動支架101作升降運動的Z向驅(qū)動機構(gòu)以及帶動移動支架101作橫向運動的X向驅(qū)動機構(gòu)。為方便驅(qū)動移動支架101，可在移動支架101的下方設(shè)置與其相連的云臺8。

用于實現(xiàn)驅(qū)動移動支架101作升降運動的Z向驅(qū)動機構(gòu)可以有多種結(jié)構(gòu)形式，例如，可以是如圖1所示的電機+滾珠絲杠副9+豎向?qū)驐U10的組合形式，也可以是液壓缸+豎向?qū)驐U的組合形式，當然，Z向驅(qū)動機構(gòu)并不局限于上述實施例，只要能夠?qū)崿F(xiàn)帶動移動支架101作豎直方向的升降運動即可。

用于實現(xiàn)驅(qū)動移動支架101作橫向運動的X向驅(qū)動機構(gòu)也可以有多種結(jié)構(gòu)形式，例如，可以是如圖1所示的電機+X向同步傳送帶11+橫向?qū)驐U12的組合形式，也可以是電機+滾珠絲杠副+橫向?qū)驐U12的組合形式。當然，X向驅(qū)動機構(gòu)并不局限于上述實施例，只要能夠?qū)崿F(xiàn)帶動移動支架101作橫向運動的驅(qū)動結(jié)構(gòu)都可以滿足要求。

如圖1所示，所述機架6上還設(shè)置有托盤7，托盤7位于打印噴頭105的下方，機架6上還設(shè)置有帶動托盤7作縱向運動的Y向驅(qū)動機構(gòu)。用于實現(xiàn)驅(qū)動托盤7作縱向運動的Y向驅(qū)動機構(gòu)也可以有多種結(jié)構(gòu)形式，例如，可以是如圖1所示的電機+Y向同步傳送帶11+縱向?qū)驐U的組合形式，也可以是電機+滾珠絲杠副+縱向?qū)驐U的組合形式，甚至可以是液壓缸+縱向?qū)驐U的組合形式。當然，Y向驅(qū)動機構(gòu)并不局限于上述實施例，只要能夠?qū)崿F(xiàn)帶動托盤7作縱向運動的驅(qū)動結(jié)構(gòu)都可以滿足要求。需要說明的是，本發(fā)明中的噴頭庫機構(gòu)2與托盤7相連，托盤7的縱向運動會導致噴頭庫機構(gòu)2的縱向運動，為方便噴頭庫機構(gòu)2的移動，可在機架6上設(shè)置V型導向槽14，并在噴頭庫底座212的下方設(shè)置與噴頭庫底座212相連的導向塊15，導向塊15的結(jié)構(gòu)與V型導向槽14的結(jié)構(gòu)相適配。

本發(fā)明所述的3D打印機還包括用于控制各電機和舵機的控制系統(tǒng)。如圖7所示，打印機在打印過程中接收到來自控制系統(tǒng)的更換噴頭的指令之后，首先暫停打印作業(yè)，并控制移動噴頭裝置1和機械手機構(gòu)3運動到相應的位置，第四步進電機102驅(qū)動主動滾輪103反轉(zhuǎn)，使料絲501與打印噴頭105分離，第三舵機驅(qū)動四桿機構(gòu)108轉(zhuǎn)動，使動、靜夾持塊放開對打印噴頭105的夾持，此時，控制系統(tǒng)控制機械手機構(gòu)3運動，將打印噴頭105取下并放置在噴頭庫機構(gòu)2上的空閑位置處；之后，第一步進電機211驅(qū)動旋轉(zhuǎn)支架整體轉(zhuǎn)動，使得另一位置上的待用噴頭轉(zhuǎn)至機械手機構(gòu)容易抓取的位置處，第一舵機201驅(qū)動上、下蓋板旋轉(zhuǎn)，使上、下限位臂不再堵住上、下開口槽，機械手機構(gòu)抓取噴頭庫機構(gòu)2上的待用噴頭并將其運送到動、靜夾持塊之間，第三舵機動作驅(qū)動絲桿機構(gòu)108動作，使動、靜夾持塊夾緊剛剛?cè)淼拇脟婎^使之成為打印噴頭；然后，控制第三步進電機404轉(zhuǎn)動，使凸輪軸402上的凸輪轉(zhuǎn)至遠休止角，控制Z向驅(qū)動機構(gòu)帶動移動噴頭裝置沿Z向運動，使料絲501經(jīng)上導料槽408進入給料間隙，第四步進電機102驅(qū)動主動滾輪103正轉(zhuǎn)，使料絲501經(jīng)下導料槽409進入打印噴頭105，完成噴頭的更換工作。

本發(fā)明中未述及的部分采用或借鑒已有技術(shù)即可實現(xiàn)。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明的精神所作的舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。