基于增材制造工业互联网平台的3D打印车间

技术领域

本发明涉及3D打印车间领域，尤其是涉及基于增材制造工业互联网平台的3D打印车间。

背景技术

制造业直接体现了一个国家的生产力水平，我国装备制造业快速发展，已成为世界装备制造的大国，主要表现在：一是经济总量跃居世界前列；二是装备制造体系日趋完善；三是创新和保障能力显著增强；四是结构调整取得重要进展。但是，我国还不是装备制造业的强国，与发达国家相比还存在着四个主要差距：一是技术创新能力急需提高，关键核心技术未完全掌握；二是产业基础薄弱，基础元器件、关键零部件、核心材料已成为发展“瓶颈”；三是产品结构不平衡，高端装备产业急待培育和发展；四是产业集中度低，具有国际竞争力的大企业少，国际知名的品牌少。

中国制造业作为国家的支柱产业，一直保持较好的发展态势。然而，随着中国人口红利的消失，人工费用的增长，传统制造业依靠人力发展的道路已经越走越窄。与此同时，以工业机器人为代表的智能装备，正为传统的装备制造以及物流等相关行业的生产方式带来了革命性的产业变革。

发明内容

本发明的目的在于为解决现有技术中存在的不足，而提供基于增材制造工业互联网平台的3D打印车间。

本发明新的技术方案是：

基于增材制造工业互联网平台的3D打印车间，包括库房A、库房B、粉末准备区域、3D打印区域、热处理区域、线切割区域、钳工车间、后处理车间、检测室、成品库房、AGV小车及充电区域，所述的库房A内存放有基板、刮刀、配件，所述的库房B内存放粉末，所述的AGV小车将粉末从库房B送至粉末准备区域，在粉末准备区域利用超声波筛粉机预处理粉末，所述的AGV小车将处理后的粉料、基板搬运至3D打印区域，由人工取走粉料和基板，利用3D打印区域内的3D打印设备生产零件；所述的AGV小车将零件搬运至热处理区域，在热处理区域利用热处理设备对零件进行热处理，剩粉、废粉通过所述的AGV小车逐一搬运至库房B内，热处理后的零件送至线切割区域，利用线切割设备将零件与基板切割分离，所述的AGV小车分别运送零件和基板，所述的基板送至钳工车间进行修整，修整后的基板送至库房A，所述的零件送至钳工车间进行处理，零件在钳工车间处理后送至后处理车间，在后处理车间对零件进行超声波清洗、抛光或喷砂处理，处理后的零件运送至检测室进行检测，将合格的零件送至成品库房登记入库。

所述的粉末准备区域放置超声波筛粉机。

所述的后处理车间包括喷砂机、超声波清洗机及电磁抛光机。

3D打印车间内设置有给AGV小车充电的充电区域。

所述的AGV小车运输区域的合适位置放置有不同的地标。

所述的AGV小车安装有传感器，且AGV小车连网至增材制造工业互联网平台，通过平台发送控制小车的指令，并通过小车反馈至平台的信息判断小车的工作状态。

本发明产生的有益效果为：本发明利用AGV小车的自动运输能力，高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务，并且搬运路线可随着生产工艺流程的调整而及时调整，降低对场地面积的需求，节约人力，改善物流管理，提高物料传输效率，降低生产过程中的危险性，提高安全性，控制成本，增强经济效益。

在AGV小车上安装传感器，将小车当前位置、运送内容等信息传至增材制造工业互联网平台，将车间目前所有小车的信息汇总，便于工作人员统计、掌握小车的工作状态，发出下一条指令，缩短信息反馈的时间，提高设备利用率，从而提高生产效率，降低产品成本，提高经济效益。

附图说明

图1为本发明的布局图。

图2为本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步地说明。

基于增材制造工业互联网平台的3D打印车间，包括库房A、库房B、粉末准备区域、3D打印区域、热处理区域、线切割区域、钳工车间、后处理车间、检测室、成品库房、AGV小车及充电区域，所述的库房A内存放有基板、刮刀、配件，所述的库房B内存放粉末，所述的AGV小车将粉末从库房B送至粉末准备区域，在粉末准备区域利用超声波筛粉机预处理粉末，所述的AGV小车将处理后的粉料、基板搬运至3D打印区域，由人工取走粉料和基板，利用3D打印区域内的3D打印设备生产零件；所述的AGV小车将零件搬运至热处理区域，在热处理区域利用热处理设备对零件进行热处理，剩粉、废粉通过所述的AGV小车逐一搬运至库房B内，热处理后的零件送至线切割区域，利用线切割设备将零件与基板切割分离，所述的AGV小车分别运送零件和基板，所述的基板送至钳工车间进行修整，修整后的基板送至库房A，所述的零件送至钳工车间进行处理，零件在钳工车间处理后送至后处理车间，在后处理车间对零件进行超声波清洗、抛光或喷砂处理，处理后的零件运送至检测室进行检测，将合格的零件送至成品库房登记入库。

所述的粉末准备区域放置超声波筛粉机。

所述的后处理车间包括喷砂机、超声波清洗机及电磁抛光机。

3D打印车间内设置有给AGV小车充电的充电区域。

所述的AGV小车运输区域的合适位置放置有不同的地标。

所述的AGV小车安装有传感器，且AGV小车连网至增材制造工业互联网平台，通过平台发送控制小车的指令，并通过小车反馈至平台的信息判断小车的工作状态。

基于增材制造工业互联网平台的3D打印车间的工作流程为：

AGV小车从库房A及库房B出发分别运输基板及粉料到指定位置，粉料要先经过一系列的预处理包括超声波筛粉、真空干燥除湿等才能进行加工，基板与处理后的粉末在激光成形环节融合在一起，在3D打印设备打印完成后送去热处理区域净除粉末、超声波清洗、真空热处理后，将基板与零件利用线切割设备分离，分离后的基板送至钳工车间进行修整，修整后的基板送至库房A，零件需经过钳工车间的处理以及电磁抛光机的打磨或者喷砂处理等操作后送至检测室检验是否合格，若合格则零件生产工序结束，将零件登记入库，若检测后不合格则需要重新返回钳工车间再进行处理以及打磨抛光直至零件合格为止。

AGV小车通过特殊地标导航自动将物品运输至指定地点，功用集中在自动物流搬转运，当车间某处需要运送物料时，工作人员将所需物料信息录入工业互联网平台，平台将物料信息下发至相应AGV小车，AGV小车在电控设备的合作下，将东西送至相应地点。AGV小车可以识别区域特殊地标，识别到指定地标后可自动停车。因为AGV小车是电力驱动，且可以自行充电的情况下，可以直接在厂房内部隔离出小车充电的位置，缩短小车充电流程，提高小车的利用效率。根据车间大小以及生产设备的数量等信息确定AGV小车所需基本数量，并在此基础上增加一辆备用的小车，保持充电状态方便进行替换。

AGV小车在运送物料时，为保证运动过程中物品的平稳，选择采用搬运工装，利用工装条形码或二维码识别。搬运工装是一种支架平台，采用优质碳素结构钢焊接喷涂，可根据搬运产品改变支撑连接位。在AGV小车运输前将物料放置在搬运工装上，实际上AGV小车直接运输搬运工装，搬运工装安装在小车上，在搬运不同物料时根据物料不同的特点选用不同连接位的搬运工装减少运输过程中的失误。

考虑到小车的尺寸以及运动过程中占据的空间以及满足搬运产品所需，小车需要经过的所有的门的最小宽度都必须保持超过小车最长尺寸100mm以上，保证小车在进出门口时不会发生碰撞或者摩擦使得物料发生震动、遗落等。为保证AGV小车能够在原地转动，方便小车进行方向调换，所有小车经过的通道宽度需要超过AGV小车俯视横截面对角线长度100mm。

若库房空间有限，在最大零件尺寸较大的情况下，无法实现多层码放，只能采用单层放置；在库房空间充足的条件下，预留出足够的装卸空间时，可实现多层码放，提高库房空间的利用率。