本发明专利技术公开的一种桌面式3D打印机的调平装置及调平方法，包括打印机机架、固定平台、打印平台、升降装置、激光测距装置及控制器，所述激光测距装置包括激光器、透光镜和光栅副，本发明专利技术所述的桌面式3D打印机通过控制器控制激光器发出激光，通过透光镜反射到光栅副上，使得光栅副上形成亮暗交替的莫尔条纹，并由光电元件测得实际光栅副上莫尔条纹中心点与理论调平莫尔条纹中心点之间的位移并反馈给控制器，进而控制升降装置调整打印平台的偏移量，实现桌面式3D打印机打印平台水平方向的调平，为提高桌面式3D打印机成型精度的打印提供了支持，且进一步提高桌面式3D打印机的自动化程度。
【技术实现步骤摘要】
一种桌面式3D打印机的调平装置及调平方法
本专利技术涉及3D打印机
，特别涉及一种桌面式3D打印机的调平装置及调平方法。
技术介绍
3D打印机又称三维打印机，是一种应用于增材制造
的设备，现阶段三维打印机技术采用逐层打印的方式来构造物体，3D打印技术可用于珠宝，鞋类，工业设计，建筑，工程和施工(AEC)，汽车，航空航天，牙科和医疗产业，教育，地理信息系统，土木工程，和许多其他领域。它是一种以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维实体。3D打印时，若打印平台不是水平放置，打印喷头尖嘴经过凸起部分时将会造成喷头尖嘴与平台碰撞，损伤喷嘴，而经过打印平台低洼部分时将造成打印喷头接触不到打印平台使挤出的丝难以和打印平台牢固粘接。因此，调平打印平台，对于避免造成3D打印机损伤，保证3D打印产品成型质量具有重要意义。为实现打印平台调平，目前主要采用人工调平的方式。打印平台与正下方固定底座间加上弹簧和螺母进行调节，通过人工把打印喷头移动至打印平台上不同位置，通过肉眼观察喷头与打印平台间的距离是否一致，当距离不一致时，通过旋转调节螺母实现打印喷头与打印平台上各处距离一致。但是该方法需要多次尝试，效率较低，且主要需要通过肉眼观察判断，调平精度不高，不适用于对打印精度较高的产品。
技术实现思路
根据现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种桌面式3D打印机的调平装置及调平方法，通过控制打印平台处的多个丝杆步进电机，实现打印平台水平方向上的精确调平，为提高桌面式3D打印机成型精度的打印提供了支持，且进一步提高桌面式3D打印机的自动化程度。一种桌面式3D打印机的调平装置，包括打印机机架、固定平台、打印平台、激光测距装置及控制器，所述固定平台固定在打印机机架上，所述打印平台通过四个支点安装在所述固定平台上方，一条对角线上的两个支点为一组，一个支点处设有连接打印平台和固定平台的固定件，另一个支点处设有调节打印平台上升或下降的升降装置，所述激光测距装置包括激光器、透光镜和光栅副，所述激光器和透光镜分别设置在一条对角线上的两个所述支点处，所述光栅副设置在透光镜一侧的打印机机架上，所述控制器控制激光器发出激光穿过透光镜，聚焦给光栅副，并通过光栅副上莫尔条纹的偏移量控制升降机构运动，调节打印平台上升或下降。进一步的，所述升降装置为滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构包括丝杠步进电机和丝杠螺母，所述丝杠步进电机通过固定平台安装在打印平台下方，所述丝杆螺母安装在所述打印平台上，所述丝杠步进电机的输出轴竖直方向设置且穿设于所述丝杠螺母。进一步的，所述升降装置为电动推杆。进一步的，所述固定件为垫片、球面副或螺母。本专利技术还提出一种桌面式3D打印机的调平方法，包括以下步骤：步骤一、控制器控制激光器发射光源，发出的光源穿过透光镜，将光源聚焦给光栅副；步骤二、光栅副上的光电元件通过将自身产生的莫尔条纹亮暗的光信号转换成电脉冲信号，并将其反馈给控制器，控制器通过控制升降装置运动，调节打印平台上升或下降；一本专利技术还提出一种桌面式3D打印机的调平方法，包括以下步骤：步骤一、控制器控制激光器发射光源，发出的光源穿过透光镜，将光源聚焦给光栅副；步骤二、光栅副上的光电元件通过将自身产生的莫尔条纹亮暗的光信号转换成电脉冲信号，并将其反馈给控制器，控制器通过控制滚珠丝杠机构运动，调节打印平台上升或下降。进一步的，步骤一还包括以下步骤：步骤101、令光栅副的中心点为A点，打印平台偏移时光栅副上的莫尔条纹中心位置为A’点，激光器的中心点为B点，透光镜的中心点为C点，则光栅副的莫尔条纹的偏移量为LA'A，激光测距装置中的激光器与透光镜的水平距离为LAB，激光器与透光镜的水平距离为LBC；步骤102、以C点竖直向下的垂线与AB连线的交点为D点，LCD表示打印平台透光镜处的支点相对于激光镜处的支点竖直方向的偏移量。LDB为透光镜到激光器的水平距离，由于根据相似三角形的定理，可得因此其中，LA'A为实际莫尔条纹中心点与理论调平莫尔条纹中心点之间的位移，该段位移由光电元件测得并反馈给控制器，LDB和LAB均为固定长度；所述步骤二具体包括如下步骤：步骤201、通过LA'A、LDB和LAB可求得LCD，将LCD反馈给控制器，控制器通过计算，算出脉冲数发给丝杆步进电机，丝杆步进电机转动，带动透光镜处的支点偏移，对打印平台的一条对角线进行调平。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术公开的一种桌面式3D打印机的调平装置及调平方法，通过激光器发射光源，并经过透光镜反射，将光源聚焦于光栅副上，光栅副上的光电元件将光栅副上莫尔条纹亮暗的光信号转换成电脉冲信号，可精确得到打印平台的偏移量。2.本专利技术公开的一种桌面式3D打印机的调平装置及调平方法，通过控制打印平台处的升降机构，实现打印平台水平方向上的精确调平。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的打印平台、固定平台和激光器连接的局部结构示意图。图3为本专利技术的打印平台、固定平台和丝杠步进电机的连接的结构示意图。图4为本专利技术打印平台的俯视图。图5为本专利技术调平时的激光测距装置和打印平台的位置关系图。图6为本专利技术第一种实施方式激光测距装置和打印平台的位置关系图。图7为本专利技术第二种实施方式激光测距装置和打印平台的位置关系图。图8为本专利技术的控制流程图其中，1、打印机机架；2、光栅副；21、第一光栅副；22、第二光栅副；3、透光镜；31、第一透光镜；32、第一透光镜；4、丝杠步进电机；41、第一丝杠步进电机；42、第二丝杠步进电机；5、激光器；51、第一激光器；32、第二激光器；6、固定平台；7、打印平台；71、第一支点；72、第二支点；73、第三支点；74、第四支点；75、支点；8、固定件；9、控制器；10、丝杠螺母；101、第一丝杠螺母；102、第二丝杠螺母；11、滚珠丝杠机构；111、第一滚珠丝杠机构；112、第二滚珠丝杠机构；12、激光测距装置；121、第一激光测距装置；122、第二激光测距装置；13、升降装置。具体实施方式下面将结合本专利技术创造实施例中的附图，对本专利技术创造实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术创造一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术创造中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术创造保护的范围。在本专利技术创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。如图1所示，一种桌面式3D打印机的自动调平装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种桌面式3D打印机的调平装置，其特征在于：包括打印机机架、固定平台、打印平台、激光测距装置及控制器，所述固定平台固定在打印机机架上，所述打印平台通过四个支点安装在所述固定平台上方，一条对角线上的两个支点为一组，一个支点处设有连接打印平台和固定平台的固定件，另一个支点处设有调节打印平台上升或下降的升降装置，所述激光测距装置包括激光器、透光镜和光栅副，所述激光器和透光镜分别设置在一条对角线上的两个所述支点处，所述光栅副设置在透光镜一侧的打印机机架上，所述控制器控制激光器发出激光穿过透光镜，聚焦给光栅副，并通过光栅副上莫尔条纹的偏移量控制升降机构运动，调节打印平台上升或下降。
【技术特征摘要】
1.一种桌面式3D打印机的调平装置，其特征在于：包括打印机机架、固定平台、打印平台、激光测距装置及控制器，所述固定平台固定在打印机机架上，所述打印平台通过四个支点安装在所述固定平台上方，一条对角线上的两个支点为一组，一个支点处设有连接打印平台和固定平台的固定件，另一个支点处设有调节打印平台上升或下降的升降装置，所述激光测距装置包括激光器、透光镜和光栅副，所述激光器和透光镜分别设置在一条对角线上的两个所述支点处，所述光栅副设置在透光镜一侧的打印机机架上，所述控制器控制激光器发出激光穿过透光镜，聚焦给光栅副，并通过光栅副上莫尔条纹的偏移量控制升降机构运动，调节打印平台上升或下降。2.根据权利要求1所述的桌面式3D打印机的调平装置，其特征在于：所述升降装置为滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构包括丝杠步进电机和丝杠螺母，所述丝杠步进电机通过固定平台安装在打印平台下方，所述丝杆螺母安装在所述打印平台上，所述丝杠步进电机的输出轴竖直方向设置且穿设于所述丝杠螺母。3.根据权利要求1所述的桌面式3D打印机的调平装置，其特征在于：所述升降装置为电动推杆。4.根据权利要求1所述的桌面式3D打印机的调平装置，其特征在于：所述固定件为垫片、球面副或螺母。5.一种桌面式3D打印机的调平方法，使用权利要求1所述的一种桌面式3D打印机的调平装置进行调平，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、控制器控制激光器发射光源，发出的光源穿过透光镜，将光源聚焦给光栅副；步骤二、光栅副上的光电元件通过将自身产生的莫尔条纹亮暗的光信号转换成电脉...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨智勇，张凯洋，王君，徐显金，郑拓，李书廷，谢迪，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。