一种软刮刀机构及包括其的增材制造设备

技术领域

本发明涉及增材制造设备技术领域，具体为一种软刮刀机构及包括其的增材制造设备。

背景技术

目前大尺寸增材制造设备打印零件耗时久，短则几周至1月，多则数月之久。在这种长时间连续打印作业过程中，刮刀作为铺粉机构的关键零件易出现寿命问题，例如磨损、崩坏等等。若刮刀出现以上问题，会导致铺粉不均，影响打印件质量，所以必须及时更换掉出现问题的刮刀。在现在的大数实际情况下，更换刮刀需要较长时间暂停打印，有些精密零件在打印过程中暂停会引起较严重的质量问题，甚至会直接报废。另外，更换刮刀需要打开舱门，开仓会导致保护气体泄露，造成浪费，生产成本提高。另外，由于保护气体损失，仓内氧气浓度会升高，这也会对打印零件的质量造成比较大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提出一种软刮刀机构及包括其的增材制造设备，旨在解决现有技术中刮刀更换不方便的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种软刮刀机构，包括：

刀座；

刀架座，其安装在所述刀座上，且所述刀架座与所述刀座之间形成有通道；

刀库，其安装在所述刀座或所述刀架座上，所述刀库上收卷有软刮刀，所述软刮刀通过所述通道延伸至所述刀座的下端以用于铺粉；

撞杆，其设置在增材制造设备内；

修正组件，其包括修正刀片，所述修正刀片可活动地安装在所述刀架座内、且朝向所述通道，所述修正刀片可在所述撞杆的撞击下向所述通道靠近以切断所述软刮刀；

送刀组件，其安装在所述刀座和/或所述刀架座上，用于驱使所述软刮刀在所述通道内向所述刀座的下端移动。

更优地，所述修正组件还包括修正刀架、预压弹簧、修正螺母和修正螺柱，所述修正刀片安装在所述修正刀架上，所述修正螺柱穿过所述修正刀架插设在所述刀架座上以将所述修正刀架安装在所述刀架座上，所述预压弹簧套设在所述修正螺柱上、且两端分别抵于所述修正刀架和所述刀架座，所述修正螺母套设在所述修正螺柱远离所述刀架座、且突出所述修正刀架的一端。

更优地，软刮刀机构还包括辅助组件，所述辅助组件包括辅刀和安装螺钉，所述辅刀通过所述安装螺钉安装在所述刀座上，所述辅刀和所述修正刀片相对设置、且分别位于所述通道的两侧。

更优地，所述辅刀上开设有供所述修正刀片的尖端插入的槽口。

更优地，软刮刀机构还包括限位调节组件，所述限位调节组件包括限位螺柱、限位螺母和调节弹簧；所述限位螺柱的一端穿过所述刀架座插设在所述刀座内，所述限位螺母套设在所述限位螺柱的另一端，所述调节弹簧套设在所述限位螺柱上、且两端分别抵于所述刀架座和所述限位螺母。

更优地，所述增材制造设备的下端开设有落刀口，所述落刀口的下端设有收刀盒；所述修正刀片切断所述软刮刀时，所述通道位于所述落刀口的正上方。

更优地，所述送刀组件包括送刀辊和驱动组，所述刀座和所述刀架座上均安装在所述送刀辊，两根所述送刀辊相对设置且用于夹紧并通过转动传输所述软刮刀，所述驱动组与所述送刀辊传动连接以驱使所述送刀辊转动。

更优地，所述驱动组包括伺服电机、带轮、同步带和电机座，所述电机座安装在所述刀座或所述刀架座上，所述伺服电机安装在所述电机座上，所述带轮安装在所述伺服电机的输出端，所述带轮通过所述同步带与所述送刀辊的一端传动连接。

更优地，所述驱动组还包括齿轮，两根所述送刀辊的同一端均安装有一个所述齿轮，两个所述齿轮相互啮合。

本发明还提出一种增材制造设备，包括上述的软刮刀机构。

本发明一种软刮刀机构及包括其的增材制造设备，至少具有以下有益效果：需要更换软刮刀时，控制刀座靠近撞杆即可，撞杆与修正组件接触后，修正刀片即可将磨损的软刮刀切掉。切掉磨损的软刮刀后，再控制刀座返回，并且利用送刀组件可将刀库上收卷的软刮刀拉出，使新拉出的软刮刀可继续参与打印作业。换刀过程中，增材制造设备不需要停机，大大提高作业效率；避免了换刀时需要打开舱门，进而防止保护气体泄露，避免浪费，降低生产成本，保证打印零件的质量。而且自动化换刀可保证换刀过程可靠，保证换刀质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明软刮刀机构的结构示意图；

图2为本发明刀座、刀架座、修正组件、辅助组件及限位调节组件的装配结构示意图；

图3为本发明送刀组件的结构示意图；

图4为本发明辅助组件的结构示意图。

附图中：1-刀座、2-刀架座、3-通道、4-刀库、41-软刮刀、5-撞杆、6-修正组件、61-修正刀片、62-修正刀架、63-预压弹簧、64-修正螺母、65-修正螺柱、7-送刀组件、71-送刀辊、721-伺服电机、722-带轮、723-同步带、724-电机座、725-齿轮、8-辅助组件、81-辅刀、82-安装螺钉、83-槽口、9-限位调节组件、91-限位螺柱、92-限位螺母、93-调节弹簧、10-落刀口、11-收刀盒。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1和图2，一种用于增材制造设备的软刮刀机构，包括刀座1、刀架座2、刀库4、撞杆5、修正组件6和送刀组件7。

刀架座2安装在刀座1上、且位于刀库4的一侧，刀架座2与刀座1相对设置，两者之间形成有通道3。刀库4安装在刀座1或刀架座2上，刀库4上收卷有软刮刀41，软刮刀41通过通道3延伸至刀座1的下端以用于铺粉。撞杆5设置在增材制造设备内，用于驱使修正组件6对软刮刀41进行裁切。修正组件6包括修正刀片61，修正刀片61可活动地安装在刀架座2内、且朝向通道3，修正刀片61用于将磨损后的软刮刀41切断。修正刀片61可在撞杆5的撞击下向通道3靠近以切断软刮刀41。送刀组件7安装在刀座1和/或刀架座2上，用于驱使软刮刀41在通道3内向刀座1的下端移动。

在刀库4上收卷有软刮刀41，可提供足够长的软刮刀41以应对增材制造设备长久打印。软刮刀41通过通道3延伸到刀座1的下端，在打印过程中，延伸出的软刮刀41用于铺粉。当软刮刀41进行铺粉作业一定时间后会产生磨损，此时为了保证铺粉作业的精准度，需要更换掉磨损的软刮刀41。

更换软刮刀41时，刀座1、刀架座2以及刀库4整体向撞杆5靠近。当靠近到一定程度时，刀架座2上的修正组件6与撞杆5相接触，修正刀片61在撞杆5的作用下向通道3处靠近。由于软刮刀41延伸在通道3处，因此修正刀片61可将软刮刀41切断，所切断的软刮刀41则是磨损后的部分，且所切断的软刮刀41向下掉出。刀座1、刀架座2以及刀库4等远离撞杆5，由于撞杆5不再顶住修正刮刀，因此修正刮刀复位(应当注意的是，修正刀片61的复位可以采用多种方式，如后面提到的预压弹簧63，也可以是其他能驱使修正刀片61移动的结构)。接着，送刀组件7将软刮刀41从刀库4中拉出，以使软刮刀41再次延伸至刀座1的下端。重新延伸出的软刮刀41是未磨损的，可继续参与打印作业。

通过本技术方案可实现自动更换软刮刀41，需要更换软刮刀41时，控制刀座1靠近撞杆5即可，撞杆5与修正组件6接触后，修正刀片61即可将磨损的软刮刀41切掉。切掉磨损的软刮刀41后，再控制刀座1返回，并且利用送刀组件7可将刀库4上收卷的软刮刀41拉出，使新拉出的软刮刀41可继续参与打印作业。换刀过程中，增材制造设备不需要停机，大大提高作业效率；避免了换刀时需要打开舱门，进而防止保护气体泄露，避免浪费，降低生产成本，保证打印零件的质量。而且自动化换刀可保证换刀过程可靠，保证换刀质量。

请参阅图2，修正组件6还包括修正刀架62、预压弹簧63、修正螺母64和修正螺柱65。修正刀片61的一端安装在修正刀架62上，另一端朝向通道3，且朝向通道3的一端为刀刃端，用于切断软刮刀41。修正螺柱65的一端穿过修正刀架62插设在刀架座2上，且保持修正螺柱65贯穿修正刀架62、以及修正螺柱65的另一端突出修正刀架62。修正刀片61安装在修正刀架62上，修正刀架62通过预压弹簧63、修正螺母64和修正螺柱65可活动地安装在刀架座2上，进而将修正刀片61可活动地安装在刀架座2上，修正刀架62活动以带动修正刀片61活动。预压弹簧63套设在修正螺柱65上、且两端分别抵于修正刀架62和刀架座2。具体可以在修正刀架62上开设开口朝向刀架座2的沉孔，预压弹簧63的一端嵌入沉孔内且抵于沉孔的底面，预压弹簧63的另一端则突出沉孔抵于刀架座2的外侧壁。修正螺母64套设在修正螺柱65远离刀架座2、且突出修正刀架62的一端，且修正螺母64的一端抵于修正刀架62。

在换刀过程中，撞杆5撞击修正刀架62，使修正刀架62带动修正刀片61朝通道3移动；在这过程中，修正刀架62会压缩预压弹簧63。换刀后，修正刀架62远离撞杆5，预压弹簧63在自身的弹力作用下恢复形变，驱使修正刀架62和修正刀片61远离通道3，通道3上没有修正刀片61的阻挡，送刀组件7则可将软刮刀41拉出至延伸到刀座1下端。修正组件6如此设置，可简单利用预压弹簧63自身的弹力抬起修正刀片61，使修正刀片61保持在“非工作位置”(即不切割软刮刀41的位置)，且预压弹簧63还能实现修正刀片61的复位。另外，通过调节修正螺母64可调节预压弹簧63的弹力。

请参阅图2，软刮刀机构还包括辅助组件8，辅助组件8用于辅助修正组件6对软刮刀41进行切割。辅助组件8包括辅刀81和安装螺钉82，辅刀81通过安装螺钉82安装在刀座1上，辅刀81和修正刀片61相对设置、且分别位于通道3的两侧。软刮刀41位于通道3内，修正刀片61位于通道3的一侧，辅刀81位于通道3的另一侧。当修正刀片61对软刮刀41进行切割时，修正刀片61向辅刀81处靠近，修正刀片61和辅刀81分别从两侧夹紧软刮刀41，修正刀片61靠近到一定程度时则可将软刮刀41完全切断。辅助组件8的设置，可以提供足够硬度的靠面，辅助修正刀片61更好地切断软刮刀41。

请参阅图4，辅刀81上开设有供修正刀片61的尖端插入的槽口83。槽口83朝向通道3，修正刀片61在切割软刮刀41时会插入槽口83内，以完全彻底地将软刮刀41切断。本实施方式提供的槽口83是倾斜向下的，因此切出来的软刮刀41的下端口时倾斜的。槽口83的设计，可以保证软刮刀41的修正效果。实际应用中，可根据实际需求对应设置槽口83的形状和尺寸。

请参阅图2，软刮刀机构还包括限位调节组件9，限位调节组件9用于连接刀架座2和刀座1，并可调节刀架座2和刀座1之间的相对位置，调节刀架座2和刀座1之间夹紧软刮刀41的预压力。

具体地，限位调节组件9包括限位螺柱91、限位螺母92和调节弹簧93。限位螺柱91的一端穿过刀架座2插设在刀座1内，且限位螺柱91保持贯穿刀架座2、另一端还突出刀架座2。限位螺母92套设在限位螺柱91突出刀架座2的一端。调节弹簧93套设在限位螺柱91上、且两端分别抵于刀架座2和限位螺母92。在刀架座2的侧壁上开设沉孔，调节弹簧93的一端嵌入沉孔内、且抵于沉孔的底面，调节弹簧93的另一端突出沉孔且抵于限位螺母92的一端。通过调节限位螺母92可调节刀架座2和刀座1之间的预压力。

请参阅图1，增材制造设备的下端开设有落刀口10，落刀口10用于供切断的软刮刀41掉落。落刀口10的下端设有收刀盒11，收刀盒11用于容纳切断后的软刮刀41。修正刀片61切断软刮刀41时，通道3位于落刀口10的正上方。刀库4和刀架座2靠近撞杆5移动后，当移动到的位置处于修正刀片61可切断软刮刀41时，通道3则位于落刀口10的正上方，依次保证所切断的软刮刀41能从通道3掉落到落刀口10中，进而掉落到收刀盒11中储存。收刀盒11回收贮藏损坏的软刮刀41，打印完成后方便统一处理损坏的软刮刀41。

请参阅图2和图3，送刀组件7包括送刀辊71和驱动组，送刀辊71用于输送软刮刀41，驱动组用于驱使送刀辊71转动以输送软刮刀41。刀座1和刀架座2上均安装在送刀辊71，两根送刀辊71相对设置且用于夹紧并通过转动传输软刮刀41，驱动组与送刀辊71传动连接以驱使送刀辊71转动。当修正刀片61将磨损后的软刮刀41切断后，剩余的软刮刀41此时未突出刀座1的下端，因此无法进行铺粉作业。此时，驱动组驱使送刀辊71转动一定角度，软刮刀41在两根送刀辊71的夹紧以及转动作用下往下延伸，最终突出刀座1的下端，可进行铺粉作业。

具体地，请参阅图3，驱动组包括伺服电机721、带轮722、同步带723和电机座724。电机座724安装在刀座1或刀架座2上，伺服电机721安装在电机座724上。通过电机座724的设计，可更好地安装伺服电机721。带轮722安装在伺服电机721的输出端，带轮722通过同步带723与送刀辊71的一端传动连接。伺服电机721启动，其输出端带动带轮722转动，带轮722通过同步带723带动送刀辊71同步转动，以此实现软刮刀41的输送。

请参阅图3，驱动组还包括齿轮725，两根送刀辊71的同一端均安装有一个齿轮725，两个齿轮725相互啮合。伺服电机721通过带轮722和同步带723带动其中一根送刀辊71转动，这根送刀辊71还可通过两个齿轮725带动另一根送刀辊71转动。通过两个齿轮725的设置，可在两根送刀辊71之间传递伺服电机721提供的动力，使两根送刀辊71能够同步转动，保证软刮刀41的精准输送。

本发明还提出一种增材制造设备，包括上述的软刮刀机构。增材制造设备包含了上述的软刮刀机构，因此兼具了上述关于软刮刀机构的所有技术效果，在此不一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。