一种3D打印耗材收卷装置及其收卷方法与流程

一种3d打印耗材收卷装置及其收卷方法
技术领域
1.本发明涉及耗材收集技术领域，尤其涉及一种3d打印耗材收卷装置及其收卷方法。


背景技术：

2.在3d打印产品的制造中，涉及到的打印用耗材以条状或线状的产品为主。3d打印耗材因用料多，先将耗材收卷在一个固定的滚轮上，在3d打印工作时需要持续不断的供料。目前采用的收卷方式单一，一般采用滚筒收卷的方式对耗材进行收卷，需要人工来辅助操作，收卷强度较大。
3.现有的收卷方式中，滚筒一般采用电机驱动，一直保持恒定的速度，对于输送来的耗材，随着滚筒外周耗材的不断加厚，其外表的线速度相比于滚筒刚开始时产生的线速度持续加大，滚筒外周的线速度过快会影响3d打印耗材的输送速度，速度过快将造成耗材输送过程出现偏差，另外，线速度过慢也会影响3d打印耗材的输送效率。因此一个稳定的耗材收卷输送速度对3d打印耗材的收卷有着重要的意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种3d打印耗材收卷装置及其收卷方法，以解决上述背景技术中遇到的问题。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
6.一种3d打印耗材收卷装置，包括基座和依次安装在基座上的滚筒装置、张力摆装置和进料装置，所述张力摆装置包括电位器、被动齿轮、张力摆主轴和张力辊，所述电位器安装在基座的内侧，电位器的输入端与被动齿轮连接，所述张力摆主轴转动连接在基座上，所述张力摆主轴的一端固定有主动齿轮，所述主动齿轮与被动齿轮啮合连接，所述张力摆主轴的另一端固定有张力杆，所述张力杆的端部与张力辊转动连接；所述电位器与滚筒装置的驱动部件信号连接。
7.上述方案中，所述电位器通过电位器座安装在基座上，电位器座靠近所述张力摆主轴的一侧设有槽口；所述张力摆主轴通过张力摆轴承座安装在基座上，所述张力摆轴承座的内部设有与基座转动连接的轴承。
8.上述方案中，所述张力摆主轴的轴心线与张力杆的轴心线呈直角状结构，所述张力杆的轴心线与张力辊的轴心线呈直角状结构；张力辊通过辊轴与张力杆的一侧固定连接。
9.上述方案中，所述基座包括底板和安装板，所述安装板竖直设置，且其垂直安装在底板的一侧，所述安装板的两侧设有与底板相连接的筋板。
10.上述方案中，所述滚筒装置包括伺服电机、卷取主轴和滚筒，所述卷取主轴通过主轴轴承座安装在基座上，所述主轴轴承座的内部设有与卷取主轴转动连接的轴承，伺服电机的输出端通过减速箱与主轴轴承座连接；减速箱在伺服电机的驱动下与卷取主轴传动连
接；滚筒安装在卷取主轴上。
11.进一步的，作为一种优选的方案，所述卷取主轴的外侧设有内顶尖和外顶尖，所述滚筒安装在内顶尖与外顶尖之间，所述外顶尖将所述滚筒的轴心处锁紧。
12.上述方案中，所述进料装置包括固定座、移动辊轴和固定辊轴，所述移动辊轴和固定辊轴分别通过固定座安装在基座上，固定座上开设有上下方向的腰槽，固定座的顶部设有插入所述腰槽的调节手轮杆；移动辊轴的导辊上开设有限位槽，限位槽的一侧位于所述腰槽内。
13.一种d打印耗材收卷装置的收卷方法，包括以下步骤：
14.s1、将耗材从所述进料装置拉入，并经过所述张力辊的导引后输送至所述滚筒装置；
15.s2、滚筒装置旋转收卷时，所述张力辊按照耗材在滚筒装置上的收卷速度调节所述张力辊的摆动位置，对耗材进行导向。
16.进一步的，作为一种优选的方案，电位器根据所述张力辊的摆动位置调节所述滚筒装置的转速。
17.进一步的，作为一种优选的方案，耗材在穿过进料装置的两个导辊之间时，对两个导辊之间的距离进行调整。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本收卷装置，通过设置张力摆装置，对从进料装置拉入并经过张力辊的导引后输送至滚筒装置的3d耗材进行均衡收卷，随着滚筒的外周缠绕的耗材越来越厚，但其卷绕速度是一样的，防止物料发生飞溅，稳定装置收卷平稳输送耗材的能力，降低安全事故的发生。
附图说明
19.参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
20.图1为本发明立体结构示意图；
21.图2为图1在另一视角的结构示意图；
22.图3为本发明正视结构示意图；
23.图4为图3中a-a截面结构示意图；
24.图5为图3中b-b截面结构示意图；
25.图6为本发明俯视结构示意图；
26.图7为本发明中张力摆装置的结构示意图。
27.图中标号：1-基座；11-底板；12-安装板；13-筋板；2-滚筒装置；21-伺服电机；22-减速箱；23-主轴轴承座；24-卷取主轴；25-滚筒；26-内顶尖；27-外顶尖；3-张力摆装置；31-电位器；32-电位器座；33-主动齿轮；34-被动齿轮；35-张力摆轴承座；36-张力摆主轴；37-张力杆；38-辊轴；39-张力辊；4-进料装置；41-固定座；42-移动辊轴；43-固定辊轴；44-导辊；45-限位槽；46-腰槽；47-调节手轮杆。
具体实施方式
28.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，现在结
合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示本发明有关的构成。
29.根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
30.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
31.如图1、图2和图3所示，一种3d打印耗材收卷装置，包括基座1和依次安装在基座1上的滚筒装置2、张力摆装置3和进料装置4。进料装置4用于牵拉导入条状、线状的3d打印耗材，经过其输送，使其进入滚筒装置2的收卷范围，并且配合滚筒装置2进行稳定收卷。滚筒装置2主要是通过稳定旋转的方式，对条状的3d打印耗材进行卷绕收集。
32.请参阅图4，基座1包括底板11和安装板12，安装板12竖直设置，且其垂直安装在底板11的一侧，安装板12的两侧设有与底板11相连接的筋板13。滚筒装置2、张力摆装置3和进料装置4均位于安装板12上，其各个装置的输出工位朝外设置，而装置的内侧则位于两个筋板13之间。在实施时，可以通过加装保护罩的方式将装置的内侧密封起来。
33.请参阅图7，张力摆装置3包括电位器31、被动齿轮34、张力摆主轴36和张力辊39，电位器31安装在基座1的内侧，电位器31的输入端与被动齿轮34的轴心连接，用于根据被动齿轮34的旋转角度，将信号传递给滚筒装置2的驱动部件，最终确定张力辊39的摆动位置。电位器31与滚筒装置2的驱动部件信号连接，主要是将电位器31的阻值的变化信号传送至伺服电机21中，对电机的输出转速进行控制，使其均衡的对3d打印耗材进行收集。
34.电位器31通过电位器座32安装在基座1上，电位器座32靠近张力摆主轴36的一侧设有槽口，其槽口用于方便安装被动齿轮34，稳定输送两个齿轮之间的力矩。
35.张力摆主轴36转动连接在基座1上，具体的，张力摆主轴36通过张力摆轴承座35安装在基座1上，张力摆轴承座35的内部设有与基座1转动连接的轴承。张力摆主轴36的一端固定有主动齿轮33，主动齿轮33与被动齿轮34啮合连接，张力摆主轴36的另一端固定有张力杆37，张力杆37的端部与张力辊39转动连接。具体的，张力摆主轴36的轴心线与张力杆37的轴心线呈直角状结构，张力杆37的轴心线与张力辊39的轴心线呈直角状结构，张力辊39通过辊轴38与张力杆37的一侧固定连接。力摆主轴36、张力杆37、辊轴38，以及安装在辊轴38上的张张力辊39，构成了张力摆，对经过的条状耗材进行导向，并引导其均衡的输送至滚筒装置2。
36.张力摆装置3在本方案中的工作过程是这样的：
37.当滚筒25的收卷速度高于设备主机的正常生产速度时，被收卷对象通过摆动导辊39及其辊轴38，使张力杆37位置提升，张力摆主轴36旋转，带动主动齿轮33旋转，与之啮合的被动齿轮34旋转，从而带动电位器31改变电位器31的阻值。该变量将反馈至用于收卷的伺服电机21的控制单元，降低其转速，从而减小滚筒25的卷曲速度；
38.反之，当滚筒25的收卷速度低于设备主机的正常速度时，被收卷对象通过摆动导辊39及其辊轴38，使张力杆37位置降低，张力摆主轴36反向旋转，带动主动齿轮33反向旋转，与之啮合的被动齿轮34反向旋转，从而带动电位器31改变电位器31的阻值。该变量将反馈至用于收卷的伺服电机21的控制单元，提高其转速，从而增加滚筒25的卷曲速度；
39.同时，滚筒25的外周缠绕的耗材越来越厚，其圆周线速度又必须与设备主机的生产速度保持一致。在此情况下，通过摆动导辊39及其辊轴38的作用，使张力杆37位置变化，通过电位器31最终改变滚筒25的收卷速度，使之与设备主机速度保持动态一致，达到动态平衡。
40.作为一种优选的方案，主动齿轮33的齿数要大于被动齿轮34的齿数，比如其齿数比为3:1，由于主动齿轮33与被动齿轮34的齿数比为3：1，故张力摆主轴36的旋转幅度将被放大，使电位器31阻值变化明显，易于参与控制。
41.在实施时，请参阅图6，滚筒装置2包括伺服电机21、卷取主轴24和滚筒25，卷取主轴24通过主轴轴承座23安装在基座1上，主轴轴承座23的内部设有与卷取主轴24转动连接的轴承，伺服电机21的输出端通过减速箱22与主轴轴承座23连接。减速箱22在伺服电机21的驱动下与卷取主轴24传动连接，从而带动卷取主轴24转动。因滚筒25安装在卷取主轴24上，所以最终带动滚筒25不断的旋转。
42.作为一种优选的方案，卷取主轴24的外侧设有内顶尖26和外顶尖27，滚筒25安装在内顶尖26与外顶尖27之间，外顶尖27将滚筒25的轴心处锁紧。当滚筒25的外侧卷绕足够的耗材后，通过旋拧外顶尖27，使滚筒25从卷取主轴24中可以拆卸下来，再放入新的滚筒25用于继续卷料。
43.在实施时，请参阅图5，进料装置4包括固定座41、移动辊轴42和固定辊轴43，移动辊轴42和固定辊轴43分别通过固定座41安装在基座1上，固定座41上开设有上下方向的腰槽46，固定座41的顶部设有插入腰槽46的调节手轮杆47。移动辊轴42的导辊44上开设有限位槽45，限位槽45的一侧位于腰槽46内。通过调节手轮杆47卡入限位槽45内对移动辊轴42的位置进行限定，使其方便确定移动辊轴42与固定辊轴43之间的距离，对不同厚度的3d打印耗材进行收卷。
44.一种3d打印耗材收卷装置的收卷方法，包括以下步骤：
45.s1、将耗材从进料装置4拉入，并经过张力辊39的导引后输送至滚筒装置2；
46.s2、滚筒装置2旋转收卷时，张力辊39按照耗材在滚筒装置2上的收卷速度调节张力辊39的摆动位置，对耗材进行导向。
47.作为一种优选的方案，电位器31根据张力辊39的摆动位置调节滚筒装置2的转速，对其均衡输送耗材。
48.作为一种优选的方案，耗材在穿过进料装置4的两个导辊44之间时，对两个导辊44之间的距离进行调整，对不同厚度的耗材进行稳定输送。
49.张力辊39的位置根据线速度的大小决定其高低，并对电位器31的阻值进行调节，将电位器31的阻值变化信号传送给电机，通过电机控制滚筒装置2的转动速度，使其与滚筒25外周的耗材输送速度达到动态平衡。针对于线条状的耗材，通过张力摆装置3的摆动位置确定恒定的收卷速度，使装置保持一个良好的收卷效果。
50.综上所述，本收卷装置，通过设置张力摆装置3，对从进料装置4拉入并经过张力辊39的导引后输送至滚筒装置2的3d耗材进行均衡收卷，随着滚筒25的外周缠绕的耗材越来越厚，但其卷绕速度是一样的，防止物料发生飞溅，稳定装置收卷平稳输送耗材的能力，降低安全事故的发生。
51.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实
体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。这些未公开的要素，均属于本领域的技术人员能够获知的现有技术。
52.以上所述的具体实施方式，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方式，并不用于限定本发明保护范围，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，均应含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种3d打印耗材收卷装置，其特征在于：包括基座(1)和依次安装在基座(1)上的滚筒装置(2)、张力摆装置(3)和进料装置(4)，所述张力摆装置(3)包括电位器(31)、被动齿轮(34)、张力摆主轴(36)和张力辊(39)，所述电位器(31)安装在基座(1)的内侧，电位器(31)的输入端与被动齿轮(34)连接，所述张力摆主轴(36)转动连接在基座(1)上，所述张力摆主轴(36)的一端固定有主动齿轮(33)，所述主动齿轮(33)与被动齿轮(34)啮合连接，所述张力摆主轴(36)的另一端固定有张力杆(37)，所述张力杆(37)的端部与张力辊(39)转动连接；所述电位器(31)与滚筒装置(2)的驱动部件信号连接。2.根据权利要求1所述的一种3d打印耗材收卷装置，其特征在于：所述电位器(31)通过电位器座(32)安装在基座(1)上，电位器座(32)靠近所述张力摆主轴(36)的一侧设有槽口；所述张力摆主轴(36)通过张力摆轴承座(35)安装在基座(1)上，所述张力摆轴承座(35)的内部设有与基座(1)转动连接的轴承；所述主动齿轮(33)的齿数大于被动齿轮(34)的齿数。3.根据权利要求1所述的一种3d打印耗材收卷装置，其特征在于：所述张力摆主轴(36)的轴心线与张力杆(37)的轴心线呈直角状结构，所述张力杆(37)的轴心线与张力辊(39)的轴心线呈直角状结构；张力辊(39)通过辊轴(38)与张力杆(37)的一侧固定连接。4.根据权利要求1所述的一种3d打印耗材收卷装置，其特征在于：所述基座(1)包括底板(11)和安装板(12)，所述安装板(12)竖直设置，且其垂直安装在底板(11)的一侧，所述安装板(12)的两侧设有与底板(11)相连接的筋板(13)。5.根据权利要求1所述的一种3d打印耗材收卷装置，其特征在于：所述滚筒装置(2)包括伺服电机(21)、卷取主轴(24)和滚筒(25)，所述卷取主轴(24)通过主轴轴承座(23)安装在基座(1)上，所述主轴轴承座(23)的内部设有与卷取主轴(24)转动连接的轴承，伺服电机(21)的输出端通过减速箱(22)与主轴轴承座(23)连接；减速箱(22)在伺服电机(21)的驱动下与卷取主轴(24)传动连接；滚筒(25)安装在卷取主轴(24)上。6.根据权利要求5所述的一种3d打印耗材收卷装置，其特征在于：所述卷取主轴(24)的外侧设有内顶尖(26)和外顶尖(27)，所述滚筒(25)安装在内顶尖(26)与外顶尖(27)之间，所述外顶尖(27)将所述滚筒(25)的轴心处锁紧。7.根据权利要求1所述的一种3d打印耗材收卷装置，其特征在于：所述进料装置(4)包括固定座(41)、移动辊轴(42)和固定辊轴(43)，所述移动辊轴(42)和固定辊轴(43)分别通过固定座(41)安装在基座(1)上，固定座(41)上开设有上下方向的腰槽(46)，固定座(41)的顶部设有插入所述腰槽(46)的调节手轮杆(47)；移动辊轴(42)的导辊(44)上开设有限位槽(45)，限位槽(45)的一侧位于所述腰槽(46)内。8.根据权利要求1所述的一种3d打印耗材收卷装置的收卷方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将耗材从所述进料装置(4)拉入，并经过所述张力辊(39)的导引后输送至所述滚筒装置(2)；s2、滚筒装置(2)旋转收卷时，所述张力辊(39)按照耗材在滚筒装置(2)上的收卷速度调节所述张力辊(39)的摆动位置，对耗材进行导向。9.根据权利要求8所述的一种3d打印耗材收卷装置的收卷方法，其特征在于：电位器(31)根据所述张力辊(39)的摆动位置调节所述滚筒装置(2)的转速。10.根据权利要求8所述的一种3d打印耗材收卷装置的收卷方法，其特征在于：耗材在
穿过进料装置(4)的两个导辊(44)之间时，对两个导辊(44)之间的距离进行调整。

技术总结
本发明涉及一种3D打印耗材收卷装置及其收卷方法，包括基座和依次安装在基座上的滚筒装置、张力摆装置和进料装置，所述张力摆装置包括电位器、被动齿轮、张力摆主轴和张力辊，所述电位器与滚筒装置的驱动部件信号连接。本收卷装置，通过设置张力摆装置，对从进料装置拉入，并经过张力辊的导引后输送至滚筒装置的3D耗材进行均衡收卷，随着滚筒的外周缠绕的耗材越来越厚，但其卷绕速度是一样的，防止物料发生飞溅，稳定装置收卷平稳输送耗材的能力，降低安全事故的发生。低安全事故的发生。低安全事故的发生。


技术研发人员：和进明 黄河 袁明贵
受保护的技术使用者：南京德腾机械有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/8/16