一种3D打印设备缸体取出与回装控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种3D打印设备缸体取出与回装控制系统及其控制方法，缸体取出与回装控制系统中，PLC中嵌入缸体取出过程及回装过程逻辑互锁，使得正在执行的动作未完成时无法操作其他动作；PLC中在举升机上升停止位、降至举升机下方Z轴下降停止位、缸体取件位设置有相应固定坐标参数，实现自动操作动作的执行；PLC中设置有Z轴伺服电机和举升伺服电机的移动范围输出限制算法，保证Z轴伺服电机和举升伺服电机在其可活动范围转动。本发明专利技术控制系统通过PLC实现控制伺服电机的运动，加入取件及装件逻辑互锁，提高安全性；PLC程序的移动范围限制，避免了出现机械碰撞的问题；在控制面板上设有按钮开关，方便用户操作，实现了复杂的取件及装件单人操作化。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印设备缸体取出与回装控制系统及其控制方法
本专利技术属于激光熔化增材制造
，特别是涉及一种3D打印设备缸体取出与回装控制系统及其控制方法。
技术介绍
目前的3D打印设备取件过程中，打印工件体积过大时，取出困难，需要人工移除钣金，取出打印缸体，再进行取件。费时费力，且操作繁琐，人工介入频繁。使用缸体取出装置，可以方便的自动取出或装载成型缸缸体，节约大量工作时间并减少操作人员工作量。但对于缸体取出装置的具体控制还存在很多问题，亟需开发一种适用于3D打印设备缸体取出装置的控制系统。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中所存在的问题，提供了一种3D打印设备缸体取出与回装控制系统及其控制方法，便于设备操作人员使用，易于接受，提高取件安全性，实现了复杂的取件单人操作化。本专利技术是这样实现的，一种3D打印设备缸体取出与回装控制系统，包括卡盘控制按钮、Z轴上升按钮、Z轴下降按钮、停止按钮、举升上升按钮、举升下降按钮、24V直流电源供应器、PLC、气动电磁阀、Z轴伺服驱动器、举升伺服驱动器；所述PLC包括PLC电源接口、PLC输入信号接口、PLC输出信号接口和PLC通讯接口；所述Z轴伺服驱动器包括Z轴伺服驱动器的主电源和控制电源接口、Z轴伺服驱动器通讯接口和控制Z轴伺服电机的线缆接口；所述举升伺服驱动器包括举升伺服驱动器的主电源和控制电源接口、举升伺服驱动器通讯接口和控制举升伺服电机的线缆接口；所述卡盘控制按钮、Z轴上升按钮、Z轴下降按钮、停止按钮、举升上升按钮、举升下降按钮均由24V直流电源供应器供电，所述24V直流电源供应器与220V交流电源相连；所述卡盘控制按钮、Z轴上升按钮、Z轴下降按钮、停止按钮、举升上升按钮、举升下降按钮分别通过相应的按钮触点与PLC输入信号接口相连，各个按钮的按下或松开动作都将转换为电信号进入PLC输入信号接口；所述PLC输出信号接口，通过PLC运算处理，在特定的情况下输出电流，用于通过气动电磁阀通断控制卡盘动作；所述PLC电源接口与220V交流电源相连，用于给PLC进行供电；所述PLC通讯接口与Z轴伺服驱动器通讯接口相连，所述Z轴伺服驱动器通讯接口与举升伺服驱动器通讯接口相连，实现PLC与各个驱动器的数据交换；Z轴伺服驱动器的主电源和控制电源接口、举升伺服驱动器的主电源和控制电源接口均与220V交流电源相连；所述Z轴伺服驱动器的控制Z轴伺服电机的线缆接口与Z轴伺服电机相连，所述举升伺服驱动器的控制举升伺服电机的线缆接口与举升伺服电机相连。在上述技术方案中，优选的，所述PLC中嵌入缸体取出过程及回装过程逻辑互锁，使得正在执行的动作未完成时无法操作其他动作。在上述技术方案中，优选的，所述PLC中在举升机上升停止位、降至举升机下方Z轴下降停止位、缸体取件位设置有相应固定坐标参数，实现自动操作动作的执行。在上述技术方案中，优选的，所述PLC中设置有Z轴伺服电机和举升伺服电机的移动范围输出限制算法，保证Z轴伺服电机和举升伺服电机在其可活动范围转动。所述移动范围输出限制算法，具体算法为：首先设定，IN1：外部输入规划移动距离数值；IN2：伺服电机实际位置；OUT1：输出规划移动距离；X：限制移动上限位位置；Y：限制移动下限位位置；X-IN2＝伺服电机实际位置与限制移动上限位的距离；Y-IN2＝伺服电机实际位置与限制移动下限位的距离；当外部输入规划移动距离数值IN1大于0，则表示运动方向趋向限制移动上限位位置X；若外部输入规划移动距离数值IN1大于等于伺服电机实际位置与限制移动上限位的距离数值X-IN2，则将伺服电机实际位置与限制移动上限位的距离数值X-IN2传输给输出规划移动距离OUT1；若外部输入规划移动距离数值IN1小于伺服电机实际位置与限制移动上限位的距离数值X-IN2，则将外部输入规划移动距离数值IN1传输给输出规划移动距离OUT1；当外部输入规划移动距离数值IN1小于等于0，则表示运动方向趋向限制移动下限位位置Y；若外部输入规划移动距离数值IN1加上伺服电机实际位置数值IN2小于等于限制移动下限位的距离数值Y，则将伺服电机实际位置与限制移动下限位的距离数值Y-IN2传输给输出规划移动距离OUT1；若外部输入规划移动距离数值IN1加上伺服电机实际位置数值IN2大于限制移动下限位的距离数值Y，则将外部输入规划移动距离数值IN1传输给输出规划移动距离OUT1。在上述技术方案中，优选的，所述Z轴伺服驱动器和举升伺服驱动器内分别设置有限制Z轴伺服电机和举升伺服电机运动行程范围的软限位。在上述技术方案中，优选的，所述卡盘控制按钮用于控制气动电磁阀，进行卡盘的锁紧与松开。在上述技术方案中，优选的，所述Z轴上升按钮用于控制Z轴伺服驱动器执行JOG正转指令，使Z轴向上移动；所述Z轴下降按钮用于控制Z轴伺服驱动器执行JOG反转指令，使Z轴向下移动。在上述技术方案中，优选的，所述停止按钮用于停止Z轴伺服电机或举升伺服电机的运动。在上述技术方案中，优选的，所述举升上升按钮用于控制举升伺服驱动器执行JOG正转指令，使举升机的四个支撑托向上移动；所述举升下降按钮用于控制举升伺服驱动器执行JOG反转指令，使举升机的四个支撑托向下移动。使用此控制系统来控制缸体取出与回装的运动，便于设备操作人员使用，易于接受。通过PLC实现控制伺服电机的运动，加入了取件及装件逻辑互锁，提高取件及装件安全性；PLC程序的移动范围限制及伺服驱动器软限位的设置双重保障，避免了出现机械碰撞的问题；在控制面板上设有按钮开关，方便用户操作，实现了复杂的取件及装件单人操作化。一种3D打印设备缸体取出与回装控制方法，包括缸体取出过程控制方法和缸体回装过程控制方法；在进行缸体回装过程时，具体控制方法如下：S1、点击举升上升按钮，控制举升机的四个支撑托上升，到达举升机上升停止位；S2、点击Z轴上升按钮，使卡盘与活塞底板连接，按下卡盘控制按钮，锁紧卡盘；S3、按下Z轴上升按钮，使活塞底板上升至成型缸顶部，开始进行打印工作；在进行缸体取出过程时，具体控制方法如下：S1、打印结束后，按下Z轴下降按钮，使活塞底板下降至成型缸底部；按下卡盘控制按钮，松开卡盘；S2、点击Z轴下降按钮，使卡盘与活塞底板脱离，Z轴降至举升机下方的Z轴下降停止位，与成型缸体无干涉；S3、点击举升下降按钮，使举升机托举成型缸向下移动至缸体取件位；S4、利用叉车或取件设备，托起成型缸定位销轴，取出成型缸及工件。本专利技术具有的优点和积极效果是：1、本专利技术控制系统可控制卡盘实现活塞底板与Z轴分离，操作人员利用叉车或取件车等工具，可轻松单人操作取件；按钮化操作，省时省力；在未使用此控制系统时，需至少两人进行Z轴机械拆除，这种方式不仅存在较大工作风险，且费时费力；使用此控制系统，无需人工拆卸机械等操作，只需一人通过控制按钮即可轻松操作，且整个取件流程只需要3到4分钟，节省了大量工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印设备缸体取出与回装控制系统，其特征在于：包括卡盘控制按钮、Z轴上升按钮、Z轴下降按钮、停止按钮、举升上升按钮、举升下降按钮、24V直流电源供应器、PLC、气动电磁阀、Z轴伺服驱动器、举升伺服驱动器；所述PLC包括PLC电源接口、PLC输入信号接口、PLC输出信号接口和PLC通讯接口；所述Z轴伺服驱动器包括Z轴伺服驱动器的主电源和控制电源接口、Z轴伺服驱动器通讯接口和控制Z轴伺服电机的线缆接口；所述举升伺服驱动器包括举升伺服驱动器的主电源和控制电源接口、举升伺服驱动器通讯接口和控制举升伺服电机的线缆接口；/n所述卡盘控制按钮、Z轴上升按钮、Z轴下降按钮、停止按钮、举升上升按钮、举升下降按钮均由24V直流电源供应器供电，所述24V直流电源供应器与220V交流电源相连；所述卡盘控制按钮、Z轴上升按钮、Z轴下降按钮、停止按钮、举升上升按钮、举升下降按钮分别通过相应的按钮触点与PLC输入信号接口相连，各个按钮的按下或松开动作都将转换为电信号进入PLC输入信号接口；所述PLC输出信号接口，通过PLC运算处理，在特定的情况下输出电流，用于通过气动电磁阀通断控制卡盘动作；所述PLC电源接口与220V交流电源相连，用于给PLC进行供电；/n所述PLC通讯接口与Z轴伺服驱动器通讯接口相连，所述Z轴伺服驱动器通讯接口与举升伺服驱动器通讯接口相连，实现PLC与各个驱动器的数据交换；/nZ轴伺服驱动器的主电源和控制电源接口、举升伺服驱动器的主电源和控制电源接口均与220V交流电源相连；/n所述Z轴伺服驱动器的控制Z轴伺服电机的线缆接口与Z轴伺服电机相连，所述举升伺服驱动器的控制举升伺服电机的线缆接口与举升伺服电机相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种3D打印设备缸体取出与回装控制系统，其特征在于：包括卡盘控制按钮、Z轴上升按钮、Z轴下降按钮、停止按钮、举升上升按钮、举升下降按钮、24V直流电源供应器、PLC、气动电磁阀、Z轴伺服驱动器、举升伺服驱动器；所述PLC包括PLC电源接口、PLC输入信号接口、PLC输出信号接口和PLC通讯接口；所述Z轴伺服驱动器包括Z轴伺服驱动器的主电源和控制电源接口、Z轴伺服驱动器通讯接口和控制Z轴伺服电机的线缆接口；所述举升伺服驱动器包括举升伺服驱动器的主电源和控制电源接口、举升伺服驱动器通讯接口和控制举升伺服电机的线缆接口；
所述卡盘控制按钮、Z轴上升按钮、Z轴下降按钮、停止按钮、举升上升按钮、举升下降按钮均由24V直流电源供应器供电，所述24V直流电源供应器与220V交流电源相连；所述卡盘控制按钮、Z轴上升按钮、Z轴下降按钮、停止按钮、举升上升按钮、举升下降按钮分别通过相应的按钮触点与PLC输入信号接口相连，各个按钮的按下或松开动作都将转换为电信号进入PLC输入信号接口；所述PLC输出信号接口，通过PLC运算处理，在特定的情况下输出电流，用于通过气动电磁阀通断控制卡盘动作；所述PLC电源接口与220V交流电源相连，用于给PLC进行供电；
所述PLC通讯接口与Z轴伺服驱动器通讯接口相连，所述Z轴伺服驱动器通讯接口与举升伺服驱动器通讯接口相连，实现PLC与各个驱动器的数据交换；
Z轴伺服驱动器的主电源和控制电源接口、举升伺服驱动器的主电源和控制电源接口均与220V交流电源相连；
所述Z轴伺服驱动器的控制Z轴伺服电机的线缆接口与Z轴伺服电机相连，所述举升伺服驱动器的控制举升伺服电机的线缆接口与举升伺服电机相连。


2.根据权利要求1所述的3D打印设备缸体取出与回装控制系统，其特征在于：所述PLC中嵌入缸体取出过程及回装过程逻辑互锁，使得正在执行的动作未完成时无法操作其他动作。


3.根据权利要求1所述的3D打印设备缸体取出与回装控制系统，其特征在于：所述PLC中在举升机上升停止位、降至举升机下方Z轴下降停止位、缸体取件位设置有相应固定坐标参数，实现自动操作动作的执行。


4.根据权利要求1所述的3D打印设备缸体取出与回装控制系统，其特征在于：所述PLC中设置有Z轴伺服电机和举升伺服电机的移动范围输出限制算法，保证Z轴伺服电机和举升伺服电机在其可活动范围转动。


5.根据权利要求4所述的3D打印设备缸体取出与回装控制系统，其特征在于：所述移动范围输出限制算法，具体算法为：
首先设定，IN1：外部输入规划移动距离数值；IN2：伺服电机实际位置；OUT1：输出规划移动距离；X：限制移动上限位位置；Y：限制移动下限位位置；X-IN2＝伺服电机实际位置与限制移动上限位的距离；Y-IN2＝伺服电机实际位置与限制移动下限位的距离；
当外部输入规划移动距离数值IN1大于0，则表示运动方向趋向限制移动上限位位置X；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐大强，郭振华，关凯，
申请(专利权)人：天津镭明激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12