一种3D打印集料检测装置的制作方法

一种3d打印集料检测装置
技术领域
1.本发明涉及3d打印系统技术领域，尤其涉及一种3d打印集料检测装置。


背景技术：

2.金属粉末是金属铺粉3d打印过程的重要耗材，在打印过程中，刮刀将料缸的粉末输送到成型缸待加工区域，将多余的粉末驱赶到集料罐内，频繁的更换集料罐很不方便，而且影响打印过程的运行效果，同时在打印过程中无法判断集料瓶的料位情况，这位操作人员带来诸多不便，尤其对大幅面设备而言，集料罐满载后，粉末堆叠工作平台会严重影响打印过程，甚至堆摊幅面过大激光烧结会损坏设备，另外无法对粉末位置的预判会造成定量送粉功能无法执行。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种3d打印集料检测装置，可以自动检测集料罐内的粉末位置。
4.为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种3d打印集料检测装置，包括电机、安装座、扭力传感器、处理器、转轴和拨片，安装座设置在集料罐的侧壁，电机固定在安装座的一端，安装座的另一端支撑转轴，转轴连接在扭力传感器上，扭力传感器与电机锁紧，若干拨片设置在转轴上，电机带动转轴转动，拨片接触集料罐内的粉末输出扭矩到扭力传感器，扭力传感器与处理器电连接，处理器转化为扭力数据并执行扭力判定，从而判定集料罐内的粉末位置。
5.作为本发明的优化方案，3d打印集料检测装置还包括集流环、信号放大器、振荡器和转换器，扭力传感器内设置有应变片，集流环与应变片电连接，振荡器与集流环电连接，转换器与振荡器电连接，信号放大器和转换器电连接，信号放大器与处理器电连接。
6.作为本发明的优化方案，扭力传感器通过第一联轴器与电机锁紧，转轴由第二联轴器连接在扭力传感器上。
7.作为本发明的优化方案，安装座上开设有同心孔a和同心孔b，电机的轴头穿入同心孔a；同心孔b设置有台阶孔一、台阶孔二和台阶孔三，台阶孔一内安装有第二联轴器，台阶孔二内安装有轴承组，台阶孔三内安装有卡簧，轴承组由卡簧固定在安装座上。
8.作为本发明的优化方案，台阶孔一、台阶孔二和台阶孔三的孔径关系为台阶孔一＜台阶孔二＜台阶孔三，台阶孔一的孔径＞转轴的外径。
9.作为本发明的优化方案，转轴的一端设有台阶轴位一、台阶轴位二和台阶轴位三，第二联轴器与扭力传感器的连接处设置在台阶轴位一上，轴承组内圈安装在台阶轴位二上，轴承组的侧面靠紧在台阶轴位三的侧壁。
10.作为本发明的优化方案，电机执行正反转动和单向旋转两种动作，带动转轴沿轴线周期性动作。
11.本发明具有积极的效果：1)本发明通过转轴旋转过程中拨片与粉末接触面大小的改变，产生扭力的大小变化，从而判断粉末在集料罐收集的位置，当粉末装满接近转轴所在
位置时，转轴旋转受到的阻尼迅速加大，从而判断粉末已到满装料位；
12.2)本发明自动检测集料罐内的粉末位置，不仅提高了打印的运行效率，同时极大的节约了人力物力成本。
附图说明
13.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
14.图1是本发明的整体结构示意图；
15.图2是本发明的剖面图。
16.其中：1、电机，2、安装座，3、第一联轴器，6、扭力传感器，7、处理器，8、第二联轴器，10、集料罐，11、转轴，21、轴承组，22、卡簧，23、拨片，24、应变片，25、集流环，26、信号放大器，27、振荡器。
具体实施方式
17.如图1-2所示，本发明公开了一种3d打印集料检测装置，包括电机1、安装座2、扭力传感器6、处理器7、转轴11和拨片23，安装座2设置在集料罐10的侧壁，电机1固定在安装座2的一端，安装座2的另一端支撑转轴11，转轴11连接在扭力传感器6上，扭力传感器6与电机1锁紧，若干拨片23设置在转轴11上，电机1带动转轴11转动，拨片23接触集料罐10内的粉末输出扭矩到扭力传感器6，扭力传感器6与处理器7电连接，处理器7转化为扭力数据并执行扭力判定，从而判定集料罐内的粉末位置。扭力传感器6通过第一联轴器3与电机1锁紧，转轴11由第二联轴器8连接在扭力传感器6上。其中，转轴11上设有若干拨片23，拨片23不局限分布在同一基准面。
18.3d打印集料检测装置还包括集流环25、信号放大器26、振荡器27和转换器，扭力传感器6内设置有应变片24，集流环25与应变片24电连接，振荡器27与集流环25电连接，转换器与振荡器27电连接，信号放大器26和转换器电连接，信号放大器26与处理器7电连接。
19.拨片23接触粉末，扭矩变大，传递扭力到应变片24，应变片24输出应变信号，经过集流环25输出给振荡器27，振荡器27实现振幅动作，振幅动作通过转换器转换为频率信号，频率信号输出到放大器7，处理器7将输入频率信号转化为扭力数据并执行扭力判定。
20.如图2所示，安装座2上开设有同心孔a和同心孔b，电机1的轴头穿入同心孔a；同心孔b设置有台阶孔一、台阶孔二和台阶孔三，台阶孔一内安装有第二联轴器8，台阶孔二内安装有轴承组21，台阶孔三内安装有卡簧22，轴承组21由卡簧22固定在安装座2上。台阶孔一、台阶孔二和台阶孔三的孔径关系为台阶孔一＜台阶孔二＜台阶孔三，台阶孔一的孔径＞转轴11的外径。转轴11的一端设有台阶轴位一、台阶轴位二和台阶轴位三，第二联轴器8与扭力传感器6的连接处设置在台阶轴位一上，轴承组21内圈安装在台阶轴位二上，轴承组21的侧面靠紧在台阶轴位三的侧壁。安装座2的另一端通过轴承组21支撑转轴11。通过设置台阶孔一、台阶孔二和台阶孔三以及台阶轴位一、台阶轴位二和台阶轴位三使得整体转动更加稳定，避免由结构本身导致的检测误差，使得检测结果更加准确。
21.电机1执行正反转动和单向旋转两种动作，带动转轴11沿轴线周期性动作。拨片23随着集料罐10腹内粉末增加，接触粉末面增加，收到阻力增加，产生扭矩越大。处理器7通过扭矩判断粉末位置。粉末漫过拨片23转轴位置，处理器7获取最大扭矩值，并发出满载信号。
22.本发明通过转轴旋转过程拨片23与粉末接触面大小的改变，产生扭力的大小变化，从而判断粉末在集料罐收集的位置，当粉末装满接近转轴所在位置时，转轴旋转受到的阻尼迅速加大，从而判断粉末已到满装料位。
23.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种3d打印集料检测装置，其特征在于：包括电机(1)、安装座(2)、扭力传感器(6)、处理器(7)、转轴(11)和拨片(23)，所述的安装座(2)设置在集料罐(10)的侧壁，电机(1)固定在安装座(2)的一端，安装座(2)的另一端支撑转轴(11)，转轴(11)连接在扭力传感器(6)上，扭力传感器(6)与电机(1)锁紧，若干拨片(23)设置在转轴(11)上，所述的电机(1)带动转轴(11)转动，拨片(23)接触集料罐(10)内的粉末输出扭矩到扭力传感器(6)，扭力传感器(6)与处理器(7)电连接，所述的处理器(7)转化为扭力数据并执行扭力判定，从而判定集料罐内的粉末位置。2.根据权利要求1所述的一种3d打印集料检测装置，其特征在于：3d打印集料检测装置还包括集流环(25)、信号放大器(26)、振荡器(27)和转换器，扭力传感器(6)内设置有应变片(24)，集流环(25)与应变片(24)电连接，振荡器(27)与集流环(25)电连接，转换器与振荡器(27)电连接，信号放大器(26)和转换器电连接，信号放大器(26)与处理器(7)电连接。3.根据权利要求2所述的一种3d打印集料检测装置，其特征在于：扭力传感器(6)通过第一联轴器(3)与电机(1)锁紧，转轴(11)由第二联轴器(8)连接在扭力传感器(6)上。4.根据权利要求3所述的一种3d打印集料检测装置，其特征在于：所述的安装座(2)上开设有同心孔a和同心孔b，电机(1)的轴头穿入同心孔a；同心孔b设置有台阶孔一、台阶孔二和台阶孔三，所述台阶孔一内安装有第二联轴器(8)，所述台阶孔二内安装有轴承组(21)，所述台阶孔三内安装有卡簧(22)，轴承组(21)由卡簧(22)固定在安装座(2)上。5.根据权利要求4所述的一种3d打印集料检测装置，其特征在于：台阶孔一、台阶孔二和台阶孔三的孔径关系为台阶孔一＜台阶孔二＜台阶孔三，台阶孔一的孔径＞转轴(11)的外径。6.根据权利要求5所述的一种3d打印集料检测装置，其特征在于：转轴(11)的一端设有台阶轴位一、台阶轴位二和台阶轴位三，第二联轴器(8)与扭力传感器(6)的连接处设置在台阶轴位一上，轴承组(21)内圈安装在台阶轴位二上，轴承组(21)的侧面靠紧在台阶轴位三的侧壁。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种3d打印集料检测装置，其特征在于：电机(1)执行正反转动和单向旋转两种动作，带动转轴(11)沿轴线周期性动作。

技术总结
本发明涉及3D打印系统技术领域，尤其涉及一种3D打印集料检测装置，包括电机、安装座、扭力传感器、处理器、转轴和拨片，安装座设置在集料罐的侧壁，电机固定在安装座的一端，安装座的另一端支撑转轴，转轴连接在扭力传感器上，扭力传感器与电机锁紧，若干拨片设置在转轴上，电机带动转轴转动，拨片接触集料罐内的粉末输出扭矩到扭力传感器，扭力传感器与处理器电连接，处理器转化为扭力数据并执行扭力判定，从而判定集料罐内的粉末位置。本发明通过转轴旋转过程与粉末接触面大小的改变，产生扭力的大小变化，从而判断粉末在集料罐收集的位置，当粉末装满接近转轴所在位置时，转轴旋转受到的阻尼迅速加大，从而判断粉末已到满装料位。位。位。


技术研发人员：鲁晟 谢大权 郑宝刚
受保护的技术使用者：南京铖联激光科技有限公司
技术研发日：2022.01.24
技术公布日：2022/4/29