基于3D打印机的打印检测及余料检测装置

技术领域

本发明涉及3D打印余料检测技术领域，尤其涉及基于3D打印机的打印检测及余料检测装置。

背景技术

3D打印机在我们的生活中越来越普遍了，而且广泛应用于各个领域，现有的3D打印机工作原理为将原料卷在料盘上，原料直接从料盘中引出并导入至喷头中，然后进行加热等后续操作。

如果在原料不足的情况下，3D打印机无法自动识别是否有原料继续进入喷头，3D打印机将会在缺料的情况下按照预编制的程序进行空行程，直到人为操作或者完成整个模型行程，这将导致模型无法完全成型，已打印模型将会报废，浪费材料及时间等问题，且3D打印机工作过程中，需要人员随时注意材料的变化，当材料不足时，需要人为暂停打印，进行原料更换，才可以保证模型的顺利打印完成，浪费人员配置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于3D打印机的打印检测及余料检测装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

基于3D打印机的打印检测及余料检测装置，包括底板、检测组件、加热组件、升降机构、喷料机构，所述底板的底面四个拐角处均设有底座，所述底板的顶面左侧设有横向固接的料箱，所述料箱的顶面敞口设有横向固接的盖板，所述盖板的顶面中部设有锥形料筒，所述料箱内左侧壁顶部安装有检测组件，所述料箱内底部安装有加热组件；

所述底板的顶面右侧设有横向固接的矩形箱，位于矩形箱的右侧在底板的顶面右端设有竖向固接的竖板，位于竖板与料箱之间在设有横向放置的U形载物板，所述矩形箱通过升降机构与U形载物板连接，所述竖板的顶部左侧设有横向固接的横板，所述横板的底面安装有滑动连接的喷料机构。

优选地，所述检测组件包括活塞筒、感应开关、活塞，所述料箱的内左侧壁顶部设有横向固接的活塞筒，所述活塞筒的左端口内安装有感应开关，所述活塞筒的中部设有滑动连接的活塞，所述活塞的左端面内安装有感应块，所述活塞的右端面设有活塞杆，所述活塞杆的右端设有双耳座。

优选地，所述活塞筒的底面右侧设有斜向固接的U形座，所述U形座的开口内通过销轴与斜向放置的斜杆的中部活动铰接，所述斜杆的顶端部开设有椭圆销孔，所述双耳座通过销轴贯穿椭圆销孔与斜杆的顶端部活动铰接，所述斜杆的底端设有垂直固接的浮力杆，所述浮力杆的右端设有浮力球。

优选地，所述加热组件包括加热器、加热丝，所述料箱内左侧壁底部设有贯穿固接的加热座，所述加热座内安装有输出端朝右的加热器，所述加热器的输出端设有同轴联接的加热杆，所述加热杆上设有螺旋缠绕的加热丝。

优选地，所述U形载物板的两侧面均设有U形滑块，位于U形滑块对应的位置在料箱的右侧面、竖板的左侧面均竖向开设有T形滑槽，且每块所述U形滑块均滑动卡合在对应的T形滑槽内。

优选地，所述升降机构包括螺旋电机、丝杠、铰接杆，所述矩形箱内一侧安装有轴承，所述矩形箱内另一侧安装有螺旋电机，所述螺旋电机的电机轴端部设有同轴联接的丝杠，所述丝杠的左端插设在轴承内，所述丝杠的左右两段上的丝牙呈对称螺旋设置，所述丝杠的左右两段上套设有一对丝筒，所述矩形箱的顶面横向开设有限位滑孔，每个所述丝筒的顶面均设有滑动贯穿限位滑孔的限位滑块，所述U形载物板的底面两侧设有一对活动铰接的铰接杆，每根所述铰接杆的底端均与对应的限位滑块的顶端活动铰接。

优选地，所述横板的底面左侧设有固定板，所述固定板的右侧面设有横向固接的滑杆，所述滑杆的右端与竖板的左侧面顶部固接，所述滑杆的中部套设有滑动连接的滑筒。

优选地，所述喷料机构包括打印喷头、高压泵，所述滑筒的底面安装有喷头安装座，所述喷头安装座的底面安装有打印喷头，所述盖板的顶面右侧安装有高压泵，所述高压泵的进出水端分别设有贯通连接的进液管、出液管，所述进液管的外端贯穿盖板并伸入至料箱内底部右侧，所述出液管的外端贯穿固定板的顶部并与螺旋管的左端贯通连接，且所述螺旋管螺旋缠绕在滑杆的左段上，所述螺旋管的右端与喷头安装座贯通连接。

优选地，所述滑筒的顶部设有连接板，所述竖板的顶部横向开设有定位滑孔，所述定位滑孔内插设有横向滑动贯穿的定位长板，所述定位长板的左端与连接板固接，所述定位长板的底面设有横向固接的齿条，位于定位滑孔下方在竖板的右侧面顶部设有电机座，所述电机座的顶面安装有输出端朝前的啮合电机，所述啮合电机的电机端部设有同轴联接的齿轮，且所述齿轮与齿条啮合连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在本发明中，螺旋电机的电机轴带动丝杠同步转动，带动两个丝筒成对向或许反向移动，带动两块限位滑孔沿着限位滑孔横向滑动，在铰接杆的铰接作用下，带动U形载物板缓慢升降，带动U形滑块沿着T形滑槽滑动，方便了带动U形载物板在3D打印过程中进行升降调节；

2、在本发明中，啮合电机的电机轴带动齿轮同步转动，进而啮合带动齿条及定位长板沿着定位滑孔横向滑动，通过连接板带动滑筒沿着滑杆横向滑动，带动喷头安装座、打印喷头的位置横向移动，方便了带动打印喷头在3D打印过程中进行横向调节；

3、在本发明中，随着3D打印过程的进行，料箱内的打印原液随着下降，浮力球在浮力的作用下，沿着打印原液向下，通过浮力杆带动斜杆沿着U形座铰接摆动，带动双耳座及活塞杆向右移动，带动活塞及感应块沿着活塞筒向右滑动，当打印原液的液位下降一定的位置时，感应开关感应不到感应块在阈值内，感应开关进行报警，方便了对料箱内添加打印原料；

综上所述，本发明通过各机构组件的配合使用，解决了3D打印作业原料缺料的问题，且整体结构设计紧凑，方便了对打印模型进行多方位的调节，打印原料不足及时报警，进一步提高了打印模型的效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的主视剖面图；

图3为本发明的图2中A处放大图；

图4为本发明的图2中B处放大图；

图中序号：底板1、底座11、料箱12、盖板13、锥形料筒14、高压泵15、进液管16、出液管17、加热座2、加热器21、加热杆22、加热丝23、活塞筒24、感应开关25、活塞26、感应块27、活塞杆28、双耳座29、U形座3、斜杆31、椭圆销孔32、浮力杆33、浮力球34、矩形箱4、螺旋电机41、丝杠42、T形滑槽43、丝筒44、限位滑块45、铰接杆46、U形载物板47、U形滑块48、竖板5、横板51、固定板52、滑杆53、滑筒54、喷头安装座55、打印喷头56、螺旋管57、连接板6、定位长板61、齿条62、电机座63、啮合电机64、齿轮65。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：参见图1-4，基于3D打印机的打印检测及余料检测装置，包括底板1、检测组件、加热组件、升降机构、喷料机构，底板1的底面四个拐角处均设有底座11，底板1的顶面左侧设有横向固接的料箱12，料箱12的顶面敞口设有横向固接的盖板13，盖板13的顶面中部设有锥形料筒14，料箱12内左侧壁顶部安装有检测组件，料箱12内底部安装有加热组件；

底板1的顶面右侧设有横向固接的矩形箱4，位于矩形箱4的右侧在底板1的顶面右端设有竖向固接的竖板5，位于竖板5与料箱12之间在设有横向放置的U形载物板47，矩形箱4通过升降机构与U形载物板47连接，竖板5的顶部左侧设有横向固接的横板51，横板51的底面安装有滑动连接的喷料机构。

在本发明中，检测组件包括活塞筒24、感应开关25、活塞26，料箱12的内左侧壁顶部设有横向固接的活塞筒24，活塞筒24的左端口内安装有感应开关25，感应开关25的型号为NCB4-12GM40-NO，活塞筒24的中部设有滑动连接的活塞26，活塞26的左端面内安装有感应块27，活塞26的右端面设有活塞杆28，活塞杆28的右端设有双耳座29；活塞筒24的底面右侧设有斜向固接的U形座3，U形座3的开口内通过销轴与斜向放置的斜杆31的中部活动铰接，斜杆31的顶端部开设有椭圆销孔32，双耳座29通过销轴贯穿椭圆销孔32与斜杆31的顶端部活动铰接，斜杆31的底端设有垂直固接的浮力杆33，浮力杆33的右端设有浮力球34；随着3D打印过程的进行，料箱12内的打印原液随着下降，浮力球34在浮力的作用下，沿着打印原液向下，通过浮力杆33带动斜杆31沿着U形座3铰接摆动，带动双耳座29及活塞杆28向右移动，带动活塞26及感应块27沿着活塞筒24向右滑动，当打印原液的液位下降一定的位置时，感应开关25感应不到感应块27在阈值内，感应开关25进行报警，方便对料箱12内添加打印原料。

在本发明中，加热组件包括加热器21、加热丝23，料箱12内左侧壁底部设有贯穿固接的加热座2，加热座2内安装有输出端朝右的加热器21，加热器21的型号为SC-023，加热器21的输出端设有同轴联接的加热杆22，加热杆22上设有螺旋缠绕的加热丝23，在加热器21的作用下，开始对加热杆22进行加热作业，加热杆22把热量传递给加热丝23并对打印原料进行加热作业，把打印原料加热变成加热原液，通过加热丝23的扩散加热，增加了打印原料的加热效果。

在本发明中，U形载物板47的两侧面均设有U形滑块48，位于U形滑块48对应的位置在料箱12的右侧面、竖板5的左侧面均竖向开设有T形滑槽43，且每块U形滑块48均滑动卡合在对应的T形滑槽43内；升降机构包括螺旋电机41、丝杠42、铰接杆46，矩形箱4内一侧安装有轴承，矩形箱4内另一侧安装有螺旋电机41，螺旋电机41的型号为YZD-3-6，螺旋电机41的电机轴端部设有同轴联接的丝杠42，丝杠42的左端插设在轴承内，丝杠42的左右两段上的丝牙呈对称螺旋设置，丝杠42的左右两段上套设有一对丝筒44，矩形箱4的顶面横向开设有限位滑孔，每个丝筒44的顶面均设有滑动贯穿限位滑孔的限位滑块45，U形载物板47的底面两侧设有一对活动铰接的铰接杆46，每根铰接杆46的底端均与对应的限位滑块45的顶端活动铰接；螺旋电机41的电机轴带动丝杠42同步转动，带动两个丝筒44成对向或许反向移动，带动两块限位滑孔45沿着限位滑孔横向滑动，在铰接杆46的铰接作用下，带动U形载物板47缓慢升降，带动U形滑块48沿着T形滑槽43滑动，方便了带动U形载物板47在3D打印过程中进行升降调节。

在本发明中，横板51的底面左侧设有固定板52，固定板52的右侧面设有横向固接的滑杆53，滑杆53的右端与竖板5的左侧面顶部固接，滑杆53的中部套设有滑动连接的滑筒54；喷料机构包括打印喷头56、高压泵15，滑筒54的底面安装有喷头安装座55，喷头安装座55的底面安装有打印喷头56，盖板13的顶面右侧安装有高压泵15，高压泵15的型号为MDW-20，高压泵15的进出水端分别设有贯通连接的进液管16、出液管17，进液管16的外端贯穿盖板13并伸入至料箱12内底部右侧，出液管17的外端贯穿固定板52的顶部并与螺旋管57的左端贯通连接，且螺旋管57螺旋缠绕在滑杆53的左段上，螺旋管57的右端与喷头安装座55贯通连接；通过进液管16抽取加热后的打印原液，在高压泵15的作用下，打印原液通过出液管17进入至螺旋管57内，并通过螺旋管57输入至喷头安装座55、打印喷头56内，并通过打印喷头56在U形载物板47的顶面上进行3D打印作业。

在本发明中，滑筒54的顶部设有连接板6，竖板5的顶部横向开设有定位滑孔，定位滑孔内插设有横向滑动贯穿的定位长板61，定位长板61的左端与连接板6固接，定位长板61的底面设有横向固接的齿条62，位于定位滑孔下方在竖板5的右侧面顶部设有电机座63，电机座63的顶面安装有输出端朝前的啮合电机64，啮合电机64的型号为YE2-80M2-4，啮合电机64的电机端部设有同轴联接的齿轮65，且齿轮65与齿条62啮合连接；啮合电机64的电机轴带动齿轮65同步转动，进而啮合带动齿条62及定位长板61沿着定位滑孔横向滑动，通过连接板6带动滑筒54沿着滑杆53横向滑动，带动喷头安装座55、打印喷头56的位置横向移动，方便了带动打印喷头56在3D打印过程中进行横向调节。

实施例2：在本实施例中，本发明还提出了基于3D打印机的打印检测及余料检测装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤一，高压泵15、加热器21、感应开关25、螺旋电机41、啮合电机64分别通过电源线与外接电源电性连接，在感应开关25内设置感应阈值，感应块27超过感应阈值时，感应开关25进行报警；

步骤二，通过锥形料筒14向料箱12内添加打印原料，并启动加热器21，把打印原料加热变成加热原液，在加热器21的作用下，开始对加热杆22进行加热作业，加热杆22把热量传递给加热丝23并对打印原料进行加热作业，通过加热丝23的扩散加热，增加了打印原料的加热效果；

步骤三，启动高压泵15，通过进液管16抽取加热后的打印原液，在高压泵15的作用下，打印原液通过出液管17进入至螺旋管57内，并通过螺旋管57输入至喷头安装座55、打印喷头56内，并通过打印喷头56在U形载物板47的顶面上进行3D打印作业；

步骤四，启动螺旋电机41，螺旋电机41的电机轴带动丝杠42同步转动，由于丝杠42的左右两段上的丝牙呈对称螺旋设置，带动两个丝筒44成对向或许反向移动，带动两块限位滑孔45沿着限位滑孔横向滑动，在铰接杆46的铰接作用下，带动U形载物板47缓慢升降，带动U形滑块48沿着T形滑槽43滑动，方便了带动U形载物板47在3D打印过程中进行升降调节；

步骤五，启动啮合电机64，啮合电机64的电机轴带动齿轮65同步转动，进而啮合带动齿条62及定位长板61沿着定位滑孔横向滑动，通过连接板6带动滑筒54沿着滑杆53横向滑动，带动喷头安装座55、打印喷头56的位置横向移动，方便了带动打印喷头56在3D打印过程中进行横向调节；

步骤六，随着3D打印过程的进行，料箱12内的打印原液随着下降，浮力球34在浮力的作用下，沿着打印原液向下，通过浮力杆33带动斜杆31沿着U形座3铰接摆动，带动双耳座29及活塞杆28向右移动，带动活塞26及感应块27沿着活塞筒24向右滑动，当打印原液的液位下降一定的位置时，感应开关25感应不到感应块27在阈值内，感应开关25进行报警，开始对料箱12内添加打印原料。

本发明通过各机构组件的配合使用，解决了3D打印作业原料缺料的问题，且整体结构设计紧凑，方便了对打印模型进行多方位的调节，打印原料不足及时报警，进一步提高了打印模型的效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。