專(zhuān)利名稱(chēng)：用于分層實(shí)體制造的料帶快速脫離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于快速原型制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用于分層實(shí)體制造的料帶快速脫離裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
分層實(shí)體制造(LOM—Laminated Object Manufacturing)是快速原型(RapidPrototyping，簡(jiǎn)稱(chēng)RP)制造技術(shù)中的一種工藝。LOM工藝采用箔片材料，如紙、塑料薄膜、陶瓷、金屬等作為成形材料。箔材LOM系統(tǒng)基于CO2激光切割材料薄層的方法，先在箔材表面涂敷一層熱融膠，然后在工作平臺(tái)上展開(kāi)一層，熱壓輥熱壓箔材，使之與下面已成形的工件粘接；根據(jù)加工層面信息由計(jì)算機(jī)控制裝有聚光境的X—Y掃描儀沿設(shè)定軌跡運(yùn)動(dòng)，在剛粘接的新層上由激光束切出零件的一個(gè)層面的截面輪廓和邊框，截面輪廓與邊框之間部分切割出上下對(duì)齊的方形網(wǎng)格便于后處理。一層切完，工作臺(tái)帶動(dòng)已成形的工件下降，與切割后剩余的帶狀箔材(料帶)分離；供料機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)收料軸和供料軸，帶動(dòng)箔材移動(dòng)，使未切割的箔材移到已加工層之上，再重復(fù)加工過(guò)程直到所有層數(shù)完成。
激光束在已粘接好的層上切出零件的一個(gè)層面的截面輪廓與邊框之后，在收料軸進(jìn)行剩余箔材(即切割邊框以外的料帶部分)收集操作之前，必須將箔材與加工零件分離，即需要一個(gè)脫離操作。
目前，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的分層實(shí)體制造設(shè)備上采用的脫紙方式都是利用工作臺(tái)的下降來(lái)實(shí)現(xiàn)箔材與已成形零件的分離。如


圖1所示，圖中12為成形設(shè)備的機(jī)架，16為工作臺(tái)，工作臺(tái)16在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下可沿導(dǎo)軌13做升降運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)其上的已成形工件14運(yùn)動(dòng)；當(dāng)激光掃描切割完成后，工作臺(tái)16帶動(dòng)工件14向下運(yùn)動(dòng)，使工件與料帶15分離，供料軸轉(zhuǎn)動(dòng)釋放箔材料帶15，達(dá)到一定量后收料軸17轉(zhuǎn)動(dòng)，將多余料帶收集。這時(shí)新層已位于工件之上，工作臺(tái)16帶動(dòng)工件14上升到工作位置，設(shè)備開(kāi)始熱壓粘接新層。
這種脫離方式的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只要通過(guò)工作臺(tái)自身的升降運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)料帶的脫離操作，而無(wú)需專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是采用這種料帶脫離方式也存在許多缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)為工作臺(tái)需頻繁升降、成形效率低。由于工作臺(tái)的重量較大，所以升降速一般很低，這就造成工作臺(tái)升降運(yùn)動(dòng)占用了大量時(shí)間，這段時(shí)間占成形周期的比例很大，降低了設(shè)備的成形效率。尤其是在大型的分層實(shí)體制造設(shè)備中，采用這種方式進(jìn)行料帶脫離存在很多困難。主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面1.大型成形設(shè)備的工作臺(tái)與所承受零件的重量較大，驅(qū)動(dòng)減速比大，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度很低。
2.由于成形零件的尺寸大，料帶的跨度就長(zhǎng)，激光切割后，位于工作臺(tái)中間部分的剩余料帶易下垂，如果仍然采用工作臺(tái)下降的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)脫離，工作臺(tái)就必須下降一段較長(zhǎng)的距離。因此利用工作臺(tái)的下降來(lái)實(shí)現(xiàn)脫離將使工作效率嚴(yán)重降低。
本實(shí)用新型的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，設(shè)計(jì)出一種用于分層實(shí)體制造的料帶快速脫離裝置，可將料帶的切割邊框向上頂起，在工作臺(tái)不向下運(yùn)動(dòng)的情況下將料帶與工作臺(tái)脫離，避免了笨重的工作臺(tái)頻繁做升降運(yùn)動(dòng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)頻繁啟動(dòng)的缺點(diǎn)，提高了料帶脫離速度和成形速度。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種用于分層實(shí)體制造的料帶快速脫離裝置，其特征在于，包括由兩根縱桿、兩根橫桿組成的框架，與該框架的四角相連的四根升降桿，所說(shuō)的兩根縱桿分別位于工作臺(tái)上方的左右兩側(cè)，兩根橫桿位于工作臺(tái)上方的前后兩側(cè)，還包括與所說(shuō)的升降桿相連的固定在機(jī)架上的垂直運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的垂直運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可包括直流電機(jī)、與該電機(jī)輸出軸相連的傳動(dòng)軸，套置在該傳動(dòng)軸上的同步齒形帶，連接在該同步齒形帶與升降桿之間的連接塊。
本實(shí)用新型的垂直運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)也可包括直流電機(jī)、套在該電機(jī)輸出軸上的齒輪，與該齒輪嚙合的齒條，連接在齒條與升降桿之間的連接塊。
本實(shí)用新型的垂直運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)還可包括直流電機(jī)，通過(guò)聯(lián)軸器與直流電機(jī)的輸出軸相連的絲杠，連接在絲杠螺母與升降桿之間的連接塊。
它的工作原理是當(dāng)激光切割料帶的工作完成后，安裝在機(jī)架下方的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)兩側(cè)的升降桿向上運(yùn)動(dòng)，升降桿推動(dòng)橫、縱桿也向上運(yùn)動(dòng)，這時(shí)料帶位于橫縱桿組成的框架之上，隨著橫、縱桿的上升，料帶被托起，實(shí)現(xiàn)了與工件的分離。之后供料軸轉(zhuǎn)動(dòng)釋放料帶，達(dá)到一定長(zhǎng)度后收料軸啟動(dòng)，將多余料帶纏繞在軸上。這時(shí)未被切割的新料帶已位于工件之上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)升降桿返回起始點(diǎn)，之后設(shè)備開(kāi)始熱壓粘接新層，此過(guò)程中無(wú)需工作臺(tái)做升降運(yùn)動(dòng)。
它的特點(diǎn)是1、無(wú)需在每一層切割完成后由工作臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)料帶的脫離，避免笨重的工作臺(tái)頻繁做升降運(yùn)動(dòng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)頻繁啟動(dòng)。
2、提高了料帶脫離速度，可在1秒鐘內(nèi)完成動(dòng)作，極大的提高了設(shè)備的成形工作效率，可大幅度縮短成形周期。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
圖1為已有的一種料帶快速脫離裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的料帶快速脫離裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型的料帶快速脫離裝置實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型的料帶快速脫離裝置實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本實(shí)用新型的料帶快速脫離裝置實(shí)施例三結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的料帶快速脫離裝置結(jié)構(gòu)結(jié)合各實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下本實(shí)用新型的料帶快速脫離裝置，如圖2所示，由固定在機(jī)架24上的垂直運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)221、升降桿222、縱桿223、橫桿224組成，升降桿222共有4根，分別位于工作臺(tái)的四角，縱桿223有2根，分別位于工作臺(tái)上方的左右兩側(cè)，橫桿224有兩根，位于工作臺(tái)上方的前后兩側(cè)。
它的工作原理是當(dāng)激光切割料帶25的工作完成后，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)221啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)兩側(cè)的升降桿222向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)橫縱桿223、224也向上運(yùn)動(dòng)，這時(shí)料帶25位于橫縱桿223、224組成的框架之上，隨著框架的上升，料帶25被托起，實(shí)現(xiàn)了與工件23的分離。這是供料軸轉(zhuǎn)動(dòng)釋放料帶25，達(dá)到一定長(zhǎng)度后收料軸27啟動(dòng)，將多余料帶纏繞在軸上。這時(shí)未被切割的新料帶已位于工件23之上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)221開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)升降桿222返回起始點(diǎn)，之后設(shè)備開(kāi)始熱壓粘接新層，此整個(gè)工作過(guò)程中無(wú)需工作臺(tái)做升降運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)用新型的實(shí)施例一結(jié)構(gòu)，如圖3所示，圖中顯示出快速料帶脫離裝置左半部分的結(jié)構(gòu)，此部分固定在設(shè)備左側(cè)的機(jī)架上，即工作臺(tái)的左側(cè)，左右部分完全對(duì)稱(chēng)，兩邊分別由兩個(gè)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)，由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制，完成料帶脫離操作。
如圖3所示，快速料帶脫離裝置由固定在機(jī)架上的垂直運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、升降桿36、縱桿38、橫桿37組成，升降桿36共有4根，分別位于工作臺(tái)的四角，縱桿38有2根，分別位于工作臺(tái)上方的左右兩側(cè)，橫桿37有兩根，位于工作臺(tái)上方的前后兩側(cè)。其中垂直運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由直流電機(jī)31、同步齒形帶32、傳動(dòng)軸33、連接塊34組成，它的功能是實(shí)現(xiàn)垂直直線運(yùn)動(dòng)。本裝置的工作原理是，直流電機(jī)31由成形設(shè)備的控制計(jì)算機(jī)控制其電路的通斷和正反轉(zhuǎn)，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)軸33傳遞給同步齒形帶32。33為一長(zhǎng)的傳動(dòng)軸，它轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可同時(shí)驅(qū)動(dòng)前后兩套同步帶32運(yùn)動(dòng)。34為連接塊，它的作用是將升降桿36與同步帶32連接在一起，同步帶的外側(cè)皮帶隨電機(jī)的正反轉(zhuǎn)作上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，升降桿亦隨之作上下運(yùn)動(dòng)，35為安裝在機(jī)架上的一對(duì)行程開(kāi)關(guān)，是一輔助裝置，可以限制連接塊34的運(yùn)動(dòng)范圍，當(dāng)34碰到上下開(kāi)關(guān)，電機(jī)即停止運(yùn)行這時(shí)升降桿已上升或下降到了極限位置。升降桿的頂端固定有橫桿37和縱桿38，它們與升降桿一起動(dòng)作。當(dāng)需要進(jìn)行料帶脫離操作時(shí)，兩臺(tái)電機(jī)31同時(shí)啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)4條同步帶32同時(shí)運(yùn)動(dòng)，同步帶帶動(dòng)4根升降桿36向上運(yùn)動(dòng)，由橫桿37和縱桿38組成的框架就將位于其上方的料帶托起，完成脫離操作。
實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)如圖4所示，在此實(shí)施例中，料帶脫離裝置的整體結(jié)構(gòu)和工作原理都和例一一樣，不同點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由例一中的同步齒形帶改變?yōu)榇死械凝X輪齒條機(jī)構(gòu)。在圖4中，電機(jī)41的輸出軸43同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)齒輪44轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪44的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為與之嚙合的齒條42的垂直直線運(yùn)動(dòng)。連接塊45將齒條42與升降桿47連接在一起，使它們保持同步運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)升降桿47的升降運(yùn)動(dòng)，完成脫紙任務(wù)。
實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)如圖5所示，在此實(shí)施例中，料帶脫離裝置的整體結(jié)構(gòu)和工作原理都和例一一樣，不同點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由例一中的同步帶改變?yōu)榇死械慕z杠傳動(dòng)。在圖5中，電機(jī)51的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與絲杠54相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺母52作垂直直線運(yùn)動(dòng)；連接塊53將螺母52與升降桿連接在一起，當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，升降桿與螺母一起作垂直運(yùn)動(dòng)，完成料帶脫離操作。
權(quán)利要求1.一種用于分層實(shí)體制造的料帶快速脫離裝置，其特征在于，包括由兩根縱桿、兩根橫桿組成的框架，與該框架的四角相連的四根升降桿，所說(shuō)的兩根縱桿分別位于工作臺(tái)上方的左右兩側(cè)，兩根橫桿位于工作臺(tái)上方的前后兩側(cè)，還包括與所說(shuō)的升降桿相連的固定在機(jī)架上的垂直運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的料帶快速脫離裝置，其特征在于，所說(shuō)的垂直運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)、與該電機(jī)輸出軸相連的傳動(dòng)軸，套置在該傳動(dòng)軸上的同步齒形帶，連接在該同步齒形帶與升降桿之間的連接塊。
3.如權(quán)利要求1所述的料帶快速脫離裝置，其特征在于，所說(shuō)的垂直運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)也可包括直流電機(jī)、套在該電機(jī)輸出軸上的齒輪，與該齒輪嚙合的齒條，連接在齒條與升降桿之間的連接塊。
4.如權(quán)利要求1所述的料帶快速脫離裝置，其特征在于，所說(shuō)的垂直運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)還可包括直流電機(jī)，通過(guò)聯(lián)軸器與直流電機(jī)的輸出軸相連的絲杠，連接在絲杠螺母與升降桿之間的連接塊。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于快速原型制造技術(shù)領(lǐng)域,包括由兩根縱桿、兩根橫桿組成的框架,與該框架的四角相連的四根升降桿,兩根縱桿分別位于工作臺(tái)上方的左右兩側(cè),兩根橫桿位于工作臺(tái)上方的前后兩側(cè),還包括與升降桿相連的固定在機(jī)架上的垂直運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本裝置可將料帶的切割邊框向上頂起,在工作臺(tái)不向下運(yùn)動(dòng)的情況下將料帶與工作臺(tái)脫離,避免了笨重的工作臺(tái)頻繁做升降運(yùn)動(dòng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)頻繁啟動(dòng)的缺點(diǎn),提高了料帶脫離速度和成形速度。
文檔編號(hào)B23Q1/72GK2470048SQ01204789
公開(kāi)日2002年1月9日 申請(qǐng)日期2001年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月16日
發(fā)明者閻旭日, 顏永年, 郭永紅 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 北京殷華激光快速成形與模具技術(shù)有限公司