本實(shí)用新型涉及工業(yè)自動(dòng)化檢測(cè)及控制領(lǐng)域，尤其是一種低成本3D打印機(jī)打印平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，在新興市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和新型技術(shù)不斷崛起的背景下，對(duì)產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)與快速成型提出了極高的要求，而3D打印機(jī)的出現(xiàn)正好極大的滿足了企業(yè)對(duì)于產(chǎn)品原型快速設(shè)計(jì)的需求。但3D打印機(jī)打印產(chǎn)品模型需要操作人員進(jìn)行復(fù)雜的參數(shù)調(diào)整和打印平臺(tái)水平度校正，否則打印出的成品良品率較低。較優(yōu)秀的解決方案機(jī)即是利用補(bǔ)償算法和復(fù)雜的距離測(cè)算設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的自動(dòng)化調(diào)整。然而這樣的解決方案由于成本高昂、設(shè)備復(fù)雜無(wú)法應(yīng)用于價(jià)格較為親民的桌面級(jí)3D打印機(jī)，使得沒(méi)有該項(xiàng)自動(dòng)水平校正的打印機(jī)大大的浪費(fèi)了生產(chǎn)資源并無(wú)法實(shí)現(xiàn)可靠的自動(dòng)化生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有3D打印技術(shù)在穩(wěn)定性和成本較高的不足，本實(shí)用新型提供一種低成本3D打印機(jī)打印平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，該系統(tǒng)能有效地對(duì)打印噴頭進(jìn)行調(diào)平，從而達(dá)到更佳的打印效果，平臺(tái)校正機(jī)構(gòu)成本低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有廣泛的實(shí)用價(jià)值。

一種低成本3D打印機(jī)打印平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，其特征在于，包括：3D打印噴頭，懸臂轉(zhuǎn)軸，噴頭懸臂，噴頭散熱器，效應(yīng)器球軸，懸臂阻尼彈簧，懸臂限位槽，3D打印機(jī)效應(yīng)器，機(jī)械微動(dòng)開(kāi)關(guān)，3D打印機(jī)控制器，機(jī)械微動(dòng)開(kāi)關(guān)和單片機(jī)控制器，所述3D打印噴頭連接于所述3D打印機(jī)效應(yīng)器下部，所述3D打印機(jī)效應(yīng)器通過(guò)噴頭散熱器與噴頭懸臂相連接，所述噴頭懸臂通過(guò)懸臂轉(zhuǎn)軸與所述 3D打印機(jī)效應(yīng)器組成繞軸旋轉(zhuǎn)的懸掛結(jié)構(gòu)，懸臂限位槽內(nèi)嵌于噴頭懸臂，所述噴頭懸臂經(jīng)由穿過(guò)懸臂限位槽的懸臂阻尼彈簧施加的彈力，彈性固定于所述3D 打印機(jī)效應(yīng)器，所述效應(yīng)器球軸安裝于所述3D打印機(jī)效應(yīng)器，所述噴頭懸臂與所述機(jī)械式微動(dòng)開(kāi)關(guān)相連接，所述機(jī)械微動(dòng)開(kāi)關(guān)安裝于所述3D打印機(jī)效應(yīng)器上，所述3D打印機(jī)控制器與所述3D打印機(jī)效應(yīng)器相連，單片機(jī)控制器與所述3D打印機(jī)控制器相連。

進(jìn)一步的，所述機(jī)械式微動(dòng)開(kāi)關(guān)包含輕觸開(kāi)關(guān)頂針以及輕觸開(kāi)關(guān)；輕觸開(kāi)關(guān)頂針固定連接于噴頭懸臂，與固定在所述3D打印機(jī)效應(yīng)器上的輕觸開(kāi)關(guān)相接觸。

進(jìn)一步的，所述3D打印噴頭為懸掛式微動(dòng)打印噴頭。

進(jìn)一步的，所述3D打印噴頭為單軸旋轉(zhuǎn)微動(dòng)打印噴頭。

進(jìn)一步的，所述機(jī)械微動(dòng)開(kāi)關(guān)包含兩個(gè)狀態(tài)：輕觸開(kāi)關(guān)頂針和輕觸開(kāi)關(guān)接觸狀態(tài)以及輕觸開(kāi)關(guān)頂針和輕觸開(kāi)關(guān)分離狀態(tài)。

進(jìn)一步的，3D打印噴頭與打印臺(tái)面接觸，噴頭懸臂被頂起，所述機(jī)械微動(dòng)開(kāi)關(guān)從所述接觸狀態(tài)變?yōu)樗龇蛛x狀態(tài)。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型所述3D打印機(jī)打印平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)該系統(tǒng)能有效地對(duì)打印噴頭進(jìn)行調(diào)平，從而達(dá)到更佳的打印效果，平臺(tái)校正機(jī)構(gòu)成本低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有廣泛的實(shí)用價(jià)值，提高了工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)體結(jié)構(gòu)外形圖。

其中：圖1：1、3D打印噴頭，2、懸臂轉(zhuǎn)軸，3、噴頭懸臂，4、噴頭散熱器， 5、效應(yīng)器球軸，6、懸臂阻尼彈簧，7、懸臂限位槽，8、輕觸開(kāi)關(guān)頂針，9、輕觸開(kāi)關(guān)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1-2對(duì)3D打印機(jī)打印平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1：

一種低成本3D打印機(jī)打印平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，其特征在于，包括：3D打印噴頭，懸臂轉(zhuǎn)軸，噴頭懸臂，噴頭散熱器，效應(yīng)器球軸，懸臂阻尼彈簧，懸臂限位槽，3D打印機(jī)效應(yīng)器，機(jī)械微動(dòng)開(kāi)關(guān)，3D打印機(jī)控制器，機(jī)械微動(dòng)開(kāi)關(guān)和單片機(jī)控制器，所述3D打印噴頭連接于所述3D打印機(jī)效應(yīng)器下部，所述3D打印機(jī)效應(yīng)器通過(guò)噴頭散熱器與噴頭懸臂相連接，所述噴頭懸臂通過(guò)懸臂轉(zhuǎn)軸與所述 3D打印機(jī)效應(yīng)器組成繞軸旋轉(zhuǎn)的懸掛結(jié)構(gòu)，懸臂限位槽內(nèi)嵌于噴頭懸臂，所述噴頭懸臂經(jīng)由穿過(guò)懸臂限位槽的懸臂阻尼彈簧施加的彈力，彈性固定于所述3D 打印機(jī)效應(yīng)器，所述效應(yīng)器球軸安裝于所述3D打印機(jī)效應(yīng)器，所述噴頭懸臂與所述機(jī)械式微動(dòng)開(kāi)關(guān)相連接，所述機(jī)械微動(dòng)開(kāi)關(guān)安裝于所述3D打印機(jī)效應(yīng)器上，所述3D打印機(jī)控制器與所述3D打印機(jī)效應(yīng)器相連，單片機(jī)控制器與所述3D打印機(jī)控制器相連。

所述機(jī)械式微動(dòng)開(kāi)關(guān)包含輕觸開(kāi)關(guān)頂針以及輕觸開(kāi)關(guān)；輕觸開(kāi)關(guān)頂針固定連接于噴頭懸臂，與固定在所述3D打印機(jī)效應(yīng)器上的輕觸開(kāi)關(guān)相接觸，所述3D 打印噴頭為懸掛式微動(dòng)打印噴頭。所述機(jī)械微動(dòng)開(kāi)關(guān)包含兩個(gè)狀態(tài)：輕觸開(kāi)關(guān)頂針和輕觸開(kāi)關(guān)接觸狀態(tài)以及輕觸開(kāi)關(guān)頂針和輕觸開(kāi)關(guān)分離狀態(tài)。3D打印噴頭與打印臺(tái)面接觸，噴頭懸臂被頂起，所述機(jī)械微動(dòng)開(kāi)關(guān)從所述接觸狀態(tài)變?yōu)樗龇蛛x狀態(tài)。

本系統(tǒng)工作流程：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制器通過(guò)內(nèi)部預(yù)設(shè)的軟件驅(qū)動(dòng)3D打印機(jī)控制器動(dòng)作，使3D打印機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)XYZ三軸電機(jī)拖動(dòng)打印噴頭移動(dòng)到系統(tǒng)的單片機(jī)控制器預(yù)先設(shè)定好的坐標(biāo)位置，當(dāng)打印噴頭移動(dòng)到設(shè)定好的坐標(biāo)位置時(shí)，單片機(jī)控制器控制噴頭上的懸掛觸碰檢測(cè)機(jī)構(gòu)延Z軸下移，下移過(guò)程中隨時(shí)檢測(cè)3D打印機(jī)的噴頭是否與臺(tái)面有觸碰信號(hào)發(fā)生，并記錄下當(dāng)前該點(diǎn)與Z軸發(fā)生觸碰時(shí)所移動(dòng)的行程。對(duì)于平臺(tái)傾斜度校正處理主要進(jìn)行以下步驟：首先，對(duì)打印平臺(tái)劃分出21個(gè)采樣坐標(biāo)點(diǎn)，然后，單片機(jī)控制器發(fā)送采樣坐標(biāo)信息到3D打印機(jī)控制器，并驅(qū)動(dòng)懸掛觸碰噴頭到達(dá)指定采樣坐標(biāo)點(diǎn)，并采集當(dāng)前坐標(biāo)點(diǎn)噴頭與臺(tái)面的觸碰距離，并將Z軸的行程距離儲(chǔ)存為位移偏移數(shù)據(jù)。最后，對(duì)21個(gè)采樣點(diǎn)的偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行平臺(tái)水平度平面歸一化處理，解算出平臺(tái)平面相對(duì)噴頭移動(dòng)的平面的傾斜度偏移量，并把偏移量加入到3D打印機(jī)的模型數(shù)據(jù)中進(jìn)行軟件補(bǔ)償，最大程度上保證了3D打印機(jī)打的印成品率。

首先電機(jī)聯(lián)動(dòng)的連桿通過(guò)效應(yīng)器球軸連接3D打印機(jī)效應(yīng)器，并拖動(dòng)3D打印機(jī)效應(yīng)器運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)的指定XY坐標(biāo)上方，然后繼續(xù)帶動(dòng)3D打印機(jī)效應(yīng)器向平臺(tái)緩慢接近，并時(shí)刻記錄接近過(guò)程中Z軸運(yùn)行的距離數(shù)據(jù)直到輕觸開(kāi)關(guān)頂針與輕觸開(kāi)關(guān)分離觸發(fā)了3D打印噴頭與平臺(tái)已經(jīng)接觸上的觸發(fā)信號(hào)。這時(shí)3D打印機(jī)控制器記錄下開(kāi)始下沉?xí)r刻到觸發(fā)信號(hào)時(shí)刻之間Z軸運(yùn)行的距離數(shù)據(jù)并保存，然后拖動(dòng)3D打印機(jī)效應(yīng)器上抬離開(kāi)平臺(tái)并運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)XY坐標(biāo)點(diǎn)繼續(xù)校準(zhǔn)平臺(tái)動(dòng)作。運(yùn)行完畢全部21個(gè)XY軸面上的Z軸校準(zhǔn)點(diǎn)后，3D打印機(jī)控制器將21個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)作為高度信息傳入采樣點(diǎn)傾斜度歸一化算法，以計(jì)算出平臺(tái)的傾斜程度并在自動(dòng)補(bǔ)償噴頭在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)的Z軸運(yùn)動(dòng)信號(hào)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)打印平臺(tái)水平度的功能。

本實(shí)施例能夠完全自動(dòng)穩(wěn)定的測(cè)算出打印噴頭與平臺(tái)之間的傾斜度，并進(jìn)行補(bǔ)償，系統(tǒng)操作完全自動(dòng)化且平臺(tái)校正機(jī)構(gòu)成本低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有廣泛的實(shí)用價(jià)值，提高了工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

實(shí)施例2：

作為對(duì)實(shí)施例1的補(bǔ)充，所述3D打印噴頭采用單軸旋轉(zhuǎn)微動(dòng)打印噴頭。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。