一種自動調平框架的製作方法

2023-06-17 20:17:02

本實用新型涉及一種自動調平框架，尤其是指一種適用於SLA型三維印表機的自動調平框架。

背景技術：

快速成型是20 世紀80 年代末期產生和發展起來的一種新型製造技術，是計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助製造(CAM)、計算機數字控制(CNN)、雷射、新材料、精密伺服等多項技術的發展和綜合。已知的RP(Rapid Prototyping ：快速成型) 方法包括SLA(Stereo Lithography Apparatus ：立體光固化造型)、LOM(Laminated Object Manufacturing ：分層實體製造)、SLS(Selective Laser Sintering ：選擇性雷射燒結)、FDM(Fused Deposition Modeling ：熔融沉積造型)、3DP(Three Dimension Printing ：三維列印)、和SGC(Solid Ground Curing ：固基光敏液相)。

在以上RP(Rapid Prototyping) 方法中，發展較快、應用較廣的是SLA。SLA 的光固化成型的原理是：光源發出的光線向上方穿過液晶面板上的二維圖像( 透光區域)，照射光敏材料，利用流體狀態的光敏樹脂在光照下發生光聚合反應的特點，使流體狀態的光敏樹脂固化成型。當一層曝光完成固化後，再進行下一層的曝光，新固化的一層牢固地粘在前一層上，如此重複直到整個零件製造完畢。

就目前而言，現有的SLA型三維印表機中一般是將雷射設置成直射於光敏材料的液面，然而，由於SLA型三維印表機放置的位置往往不是完全水平，這樣會導致光敏材料的液面與雷射照射角度出現偏差，進而導致成型產品質量受到影響，因此，有必要對SLA型三維印表機進行調平，現有調平方式是人工調平，這樣不僅誤差較大，而且調平的工作強度高。

技術實現要素：

本實用新型提供一種自動調平框架，其主要目的在於克服現有SLA型三維印表機手動調平存在的誤差大、工作強度高的缺陷。

為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案：

一種自動調平框架，包括一調平底座以及至少一水平感測單元，所述調平底座外周緣的至少兩個位置設置有調平單元，每個調平單元均包括一用於帶動調平底座在其位置上進行局部升降的調平絲杆、用於帶動該調平絲杆轉動的調平電機以及一用於安裝和支撐該調平絲杆末端的調平墊塊。

進一步的，所述調平電機安裝於所述調平底座的上方，其下端與所述調平絲杆傳動連接。

進一步的，所述調平墊塊安裝於所述調平底座的下方，其上端設置有與所述調平絲杆末端相互適配的軸承。

進一步的，所述調平底座上開設有至少一螺紋孔，所述調平絲杆旋合於對應位置的螺紋孔上。

進一步的，所述水平感測單元為至少一設置於該自動調平框架內的陀螺儀，該陀螺儀的輸出端連接於一控制單元的使能端，各調平電機的使能端連接於所述控制單元的輸出端。

進一步的，所述水平感測單元為至少一設置於該自動調平框架內的水平傳感器，該水平傳感器的輸出端連接於一控制單元的使能端，各調平電機的使能端連接於所述控制單元的輸出端。

進一步的，由所述調平底座側角位置向上延伸設置的複數根支撐柱以及用於連接各支撐柱上端的複數根頂梁。

和現有技術相比，本實用新型產生的有益效果在於:

在本實用新型中，通過設置多個調平單元來對調平底座進行自動調平操作，可以避免SLA型三維印表機因放置位置不平而導致光敏樹脂的液面與光源裝置投射角度出現傾斜，降低不良產品出現概率，而且整個過程均自動完成，不要人工調平，從而既可以減少人為操作誤差，又可以減少人工調平所帶來的勞動強度。

附圖說明

圖1為實施例中SLA型三維印表機的結構示意圖。

圖2為實施例中所述自動調平框架的結構示意圖。

圖3為實施例中所述行走裝置的結構示意圖。

圖4為實施例中所述行走裝置的工作示意圖。

圖5為實施例中所述光源裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖說明本實用新型的具體實施方式。

參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5。一種可調列印光斑大小的SLA型三維印表機1，包括用於容納光敏樹脂的承載體2、可上下移位地設置於該承載體2敞開口上方的固化面板3、用於向固化面板3所對應的區域投射光線以使所述光敏樹脂固化的光源裝置4、用於控制該光源裝置4進行XY軸平面移動的行走裝置5、驅動已固化有光敏樹脂的固化面板3升降的升降部件6以及用於控制所述光源裝置4、行走裝置5及所述升降部件6動作的控制單元（圖中未示出），所述光源裝置4包括光投射單元9、用於控制該光投射單元9向固化面板3投射的光斑大小的光斑調整單元7以及用於檢測固化面板3上光斑大小的光斑檢測單元8，所述光斑檢測單元8的輸出端連接於所述控制單元（圖中未示出）的使能端，所述光斑調整單元7的使能端連接於所述控制單元（圖中未示出）的輸出端。

參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述光斑調整單元7為一用於驅動光投射單元9沿Z軸平面上進行上下移位的升降單元70。

參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述光斑檢測單元8為一用於拍攝固化面板3上光線的攝像頭80。

參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述光投射單元9包括一散熱架90、安裝於該散熱架90內的雷射源以及開設於散熱架90底面中部並與雷射源相通的雷射孔91，所述升降單元70包括一第一固定架71、一與所述散熱架90側部固定連接的第一滑動架72、一第一絲杆73、一驅動該第一絲杆73轉動的第一電機74以及至少一第一導杆75，所述第一滑動架72上開設有沿Z軸走向的第一螺紋孔和至少一第一導向孔76，所述第一絲杆73旋合於該第一螺紋孔上，並且其上端和下端各通過一第一軸承77安裝於所述第一固定架71上，每個第一導杆75均對應套設於對其位置相對應的第一導向孔76。

參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述攝像頭80布置於所述散熱架90底面，並且其位於所述雷射孔91的一側。

參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5。還包括一自動調平框架10，該自動調平框架10包括一用於安裝所述承載體2的調平底座11、由該調平底座11側角位置向上延伸設置的複數根支撐柱12以及用於連接各支撐柱12上端的複數根頂梁13，所述行走裝置5安裝於頂梁13上。

參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述調平底座11外周緣的至少兩個位置設置有調平單元15，每個調平單元15均包括一用於帶動調平底座11在其位置上進行局部升降的調平絲杆（圖中未示出）、用於帶動該調平絲杆（圖中未示出）轉動的調平電機152以及一用於安裝和支撐該調平絲杆（圖中未示出）末端的調平墊塊153，所述自動調平框架10內設置有至少一陀螺儀154，該陀螺儀154的輸出端連接於所述控制單元（圖中未示出）的使能端，各調平電機152的使能端連接於所述控制單元（圖中未示出）的輸出端。本實施例中，陀螺儀154還可以替代成水平傳感器。所述調平電機152安裝於所述調平底座11的上方，其下端與所述調平絲杆傳動連接。所述調平墊塊153安裝於所述調平底座11的下方，其上端設置有與所述調平絲杆末端相互適配的軸承。所述調平底座11上開設有至少一螺紋孔，所述調平絲杆旋合於對應位置的螺紋孔上。

參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述行走裝置5包括Y軸運動架50以及滑動安裝於該Y軸運動架50上的X軸運動架51、一同步帶52、在XY軸平面上呈現四邊形且沿逆時針走向布置的第一主驅動輪53、第一從導向輪54、第二從導向輪55、第二主驅動輪56以及用於驅動所述第一主驅動輪53轉動的第一行走電機530、用於驅動所述第二主驅動輪56轉動的第二行走電機560，所述行走裝置5在所述X軸運動架51安裝位置的兩側還設置有第一張緊輪570和第二張緊輪571，所述同步帶52的第一端由第一主驅動輪53依次固定到所述Y軸運動架50的第一端、繞過第一從導向輪54、繞過第二從導向輪55、固定到所述Y軸運動架50的第二端、繞過第二主驅動輪56、繞過第二張緊輪571後固定到所述X軸運動架51的第一端，所述同步帶52的第二端由第一主驅動輪53繞過第一張緊輪570後固定到所述X軸運動架51的第二端。

參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述行走裝置5還包括呈Y軸向平行間隔布置的兩導軌58，所述Y軸運動架50的兩側分別安裝於對應位置導軌58的滑座59上。

參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述行走裝置5還包括第三張緊輪572和第四張緊輪573，所述同步帶52的第一端由第一主驅動輪53依次固定到所述Y軸運動架50的第一端、繞過第一從導向輪54、繞過第三張緊輪572、繞過第四張緊輪573、繞過第二從導向輪55、固定到所述Y軸運動架50的第二端、繞過第二主驅動輪56、繞過第二張緊輪571後固定到所述X軸運動架51的第一端。

和現有技術相比，本實用新型產生的有益效果在於:

1、本實用新型結構簡單、實用性強，通過設置光斑調整單元7，可以實現對列印光斑的精準調整，當使用者導入3D模型後，控制單元（圖中未示出）可以預先劃定產品各部位需要的列印精度，從而對應該列印精度設定光斑大小，當產品局部需要高精度時，則光源裝置4可以投射較細的光斑，適當地增長列印時間，從而提高列印質量，當產品局部需要的精度不高時，則光源裝置4可以投射較粗的光斑，適當地提高列印速度，減少能耗和成本。

2、在本實用新型中，通過設置光斑檢測單元8，當光斑調整單元7投射光斑時，可以及時向控制單元（圖中未示出）反饋光斑大小，從而促使控制單元（圖中未示出）重新發出調整命令，使得實際投射的光斑大小與控制指令發出的光斑大小趨於一致，這樣不僅有利於減少誤差，提高產品質量，而且可以簡化設備精度要求，使得簡易的光斑調整單元7能夠得以適用。

3、在本實用新型中，通過設置所述自動調平框架10，可以避免SLA型三維印表機因放置位置不平而導致光敏樹脂的液面與光源裝置4投射角度出現傾斜，降低不良產品出現概率，而且整個過程均自動完成，不要人工調平，從而既可以減少人為操作誤差，又可以減少人工調平所帶來的勞動強度。

4、在本實用新型中，光斑調整單元7是通過第一絲杆73帶動第一滑動架72來使得雷射孔91與光敏樹脂的液面處於不同高度，從而實現光斑調節，整體機構為純機械結構，不僅成本較低，而且無需依賴電子元器件和高精度光學元件，容易實現。

5、在本實用新型中，光斑檢測單元8是一攝像頭80，不僅元件便宜、容易採購，而且安裝方便，能夠與上述光斑調整單元7完美配合。

6、在本實用新型中，所述行走裝置5是由H形狀布置的一條同步帶52配置上兩主驅動輪、兩從導向輪以及多個張緊輪即可實現控制X軸運動架51沿Y軸運動架50滑動以及整個Y軸運動架50滑動，使用儘量少的部件實現控制光源裝置4X軸向行走和Y軸向行走兩大重要功能，結構巧妙、容易實現且成本較低。

另外，本實施例中，自動調平框架不局限於使用在SLA型三維印表機中，還可以適用於其他需要液面調平的機臺或者設備中。

上述僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的設計構思並不局限於此，凡利用此構思對本實用新型進行非實質性的改動，均應屬於侵犯本實用新型保護範圍的行為。