本发明专利技术公开了一种3D打印机自动定位装置，包括Z轴导轨和设于Z轴导轨下方的打印基座，Z轴导轨上升降设置有挤料器，挤料器的底部设有打印针头，Z轴导轨上还设有用于驱动挤料器上下移动的驱动组件，驱动组件控制连接有3D打印机控制器，以控制驱动组件的启停。打印基座的上端面嵌设有打印平台，打印平台的上端面为定位界面，打印平台和打印针头均接通外部电源，打印针头的底部套设有导电体，导电体通过定位信号导线连接3D打印机控制器，以传输打印针头到达定位界面的信号。本发明专利技术还提供了一种3D打印机自动定位方法，可以实现打印针头的自动定位，提高定位精度，保证打印质量，同时具有定位可靠、成本低廉的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种3D打印机自动定位装置及方法
本专利技术涉及3D打印
，尤其涉及一种3D打印机自动定位装置及方法。
技术介绍
3D打印技术，即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印的基本原理为“逐层打印、层层叠加”，首先由三维软件生成三维模型，然后由上位机切片软件对三维模型进行切片并规划路径，并生成G-code文件，将文件导入给下位机控制器，由控制器控制3D打印机逐层打印，再现三维实体模型。如专利公告号为CN207028196U的中国专利，提出了一种3D打印装置及3D打印设备。该3D打印装置包括打印头、打印台、X轴滚珠传动组件、Y轴滚珠传动组件及Z轴滚珠传动组件；Y轴滚珠传动组件用于使打印头在Y轴方向上移动；X轴滚珠传动组件用于使打印头在X轴方向上移动；Z轴滚珠传动组件用于使打印台在Z轴方向上移动。通过X轴滚珠传动组件和Y轴滚珠传动组件分别使打印头在X方向和Y方向移动，能够稳定地控制打印头在水平方向上的移动距离，通过Z轴滚珠传动组件使打印台在Z轴方向移动，从而能够稳定地控制打印层高。在打印过程中，理想状态下的打印层结构如图7所示，其中：L1、L2为相邻两根纤维的间距，D为纤维直径，θ为相邻两层纤维支架间的交错角度，在理想状态下的打印层中，相邻两根纤维的间距等于预设的目标间距，相邻两层纤维支架的角度等于预设的目标交错角度。3D打印机打印头与打印玻片的准确定位是打印准备阶段重要的一环，由于打印头及打印玻片种类繁多，因堵塞、损坏或添加材料等原因需要频繁拆装更换打印头和玻片，使得每次更换后，打印头与打印玻片的相对位置难以准确定位。目前打印头与打印玻片的定位以人工定位为主，但人工定位的准确性差，导致不能很好地控制打印过程中相邻两根纤维达到预设的目标间距、以及相邻两层纤维支架达到预设的交错角度，从而影响打印质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种3D打印机自动定位装置及方法，可以实现打印针头的自动定位，提高定位精度，保证打印质量。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种3D打印机自动定位装置及方法，包括Z轴导轨和设于所述Z轴导轨下方的打印基座，所述Z轴导轨上升降设置有挤料器，所述挤料器的底部设有打印针头，所述Z轴导轨上还设有用于驱动挤料器上下移动的驱动组件，所述驱动组件控制连接有3D打印机控制器，以控制驱动组件的启停；所述打印基座的上端面嵌设有打印平台，所述打印平台的上端面为定位界面，所述打印平台和打印针头均接通外部电源，所述打印针头的底部套设有导电体，所述导电体通过定位信号导线连接3D打印机控制器，以传输打印针头到达定位界面的信号。进一步设置为：所述挤料器包括支撑底座，所述支撑底座的上下两端分别固设有顶板和底板，所述顶板和底板之间设有挤料筒，所述打印针头贯穿设置于底板上。进一步设置为：所述导电体包括一体连接的固定板、连接壳体和定位环，所述固定板固定连接于底板的下端面且所述固定板上开设有供打印针头通过的开口，所述连接壳体呈圆锥状且其两端分别连接固定板和定位环，所述定位环套设于打印针头的周侧。进一步设置为：所述顶板和底板上均开设有供定位信号导线通过的定位孔。进一步设置为：所述驱动组件包括电机和与之传动连接的丝杠，所述支撑底座固设有和所述丝杠滑动连接的导向环，所述Z轴导轨上设有两个和丝杠转动连接的轴承座，所述Z轴导轨开设有滑槽，所述支撑底座和所述滑槽滑动连接。进一步设置为：所述挤料筒的周侧套设有保温外壳，所述保温外壳朝向挤料筒的一侧设有温度传感器，以实时监测打印材料的温度。进一步设置为：所述保温外壳上螺纹连接有紧固螺栓，从而将温度传感器抵紧于挤料筒的筒壁。进一步设置为：所述打印平台的中心处固设有定位平台，所述定位平台采用可导电的柔性金属材料制成，此时，所述定位平台的上端面为定位界面。进一步设置为：所述打印基座的一侧设有定位信号插座，以电性接通所述3D打印机控制器。本专利技术还提供了一种3D打印机自动定位方法：S10.输入目标位置，3D打印机控制器控制驱动组件带动打印针头沿着Z轴导轨向下运动；S20.当打印针头接到达定位界面时，3D打印机控制器控制驱动组件停止运动，同时记录打印针头的位置，并将此位置作为3D打印机在竖直方向的位置零点；S30.3D打印机控制器控制驱动组件带动打印针头沿着Z轴导轨向下上运动，直至打印平台移动至目标位置。综上所述，本专利技术的有益技术效果为：(1)3D打印机控制器控制驱动组件驱动打印针头向下移动，直至打印针头和定位界面接触，打印针头、打印平台形成导电回路，导电接通信号通过定位信号导线回传到3D打印机控制器，3D打印机控制器确认到达打印平台之后，控制驱动组件停止，同时记录此时打印针头的位置，并将此位置作为3D打印机在竖直方向的位置零点。接着控制驱动组件驱动打印针头上移到达设置好的目标位置，相比于现有技术，提高了定位精度，保证打印质量，同时可以避免人工调整打印针头而发生的烫伤事件。(2)通过设置导电体代替了常用的位置传感器，简化了3D打印机的结构，提高了定位过程的可靠性，并且可以降低成本，通过导电回路的通断，即可实现准确定位。(3)通过设置定位孔，可以避免在打印过程中定位信号导线松弛而影响打印针头的正常工作，同时也提高了美观性。(4)3D打印机控制器记录了3D打印机在竖直方向的位置零点，为打印过程提供了参考。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例1的整体结构示意图；图2为实施例1拆下保温外壳后的主视图；图3为打印针头、导电体和底板的结构及其连接关系图；图4为实施例1的后视图，主要用于展示驱动组件的结构；图5为实施例2的整体结构示意图；图6为本专利技术中3D打印机控制器的控制流程图；图7为理想状态下的打印层结构单元模型。附图标记：1、Z轴导轨2、打印基座3、挤料器301、支撑底座302、顶板303、底板304、挤料筒305、定位孔306、保温外壳4、打印针头5、驱动组件501、电机502、丝杠503、导向环504、轴承座6、打印平台7、导电体701、固定板702、连接壳体703、定位环704、开口8、定位信号导线9、定位信号插座10、滑槽11、紧固螺栓12、定位平台具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种3D打印机自动定位装置，包括Z轴导轨(1)和设于所述Z轴导轨(1)下方的打印基座(2)，其特征在于：所述Z轴导轨(1)上升降设置有挤料器(3)，所述挤料器(3)的底部设有打印针头(4)，所述Z轴导轨(1)上还设有用于驱动挤料器(3)上下移动的驱动组件(5)，所述驱动组件(5)控制连接有3D打印机控制器，以控制驱动组件(5)的启停；所述打印基座(2)的上端面嵌设有打印平台(6)，所述打印平台(6)的上端面为定位界面，所述打印平台(6)和打印针头(4)均接通外部电源，所述打印针头(4)的底部套设有导电体(7)，所述导电体(7)通过定位信号导线(8)连接3D打印机控制器，以传输打印针头(4)到达定位界面的信号。/n
【技术特征摘要】
1.一种3D打印机自动定位装置，包括Z轴导轨(1)和设于所述Z轴导轨(1)下方的打印基座(2)，其特征在于：所述Z轴导轨(1)上升降设置有挤料器(3)，所述挤料器(3)的底部设有打印针头(4)，所述Z轴导轨(1)上还设有用于驱动挤料器(3)上下移动的驱动组件(5)，所述驱动组件(5)控制连接有3D打印机控制器，以控制驱动组件(5)的启停；所述打印基座(2)的上端面嵌设有打印平台(6)，所述打印平台(6)的上端面为定位界面，所述打印平台(6)和打印针头(4)均接通外部电源，所述打印针头(4)的底部套设有导电体(7)，所述导电体(7)通过定位信号导线(8)连接3D打印机控制器，以传输打印针头(4)到达定位界面的信号。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印机自动定位装置，其特征在于：所述挤料器(3)包括支撑底座(301)，所述支撑底座(301)的上下两端分别固设有顶板(302)和底板(303)，所述顶板(302)和底板(303)之间设有挤料筒(304)，所述打印针头(4)贯穿设置于底板(303)上。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印机自动定位装置，其特征在于：所述导电体(7)包括一体连接的固定板(701)、连接壳体(702)和定位环(703)，所述固定板(701)固定连接于底板(303)的下端面且所述固定板(701)上开设有供打印针头(4)通过的开口(704)，所述连接壳体(702)呈圆锥状且其两端分别连接固定板(701)和定位环(703)，所述定位环(703)套设于打印针头(4)的周侧。
4.根据权利要求2所述的一种3D打印机自动定位装置，其特征在于：所述顶板(302)和底板(303)上均开设有供定位信号导线(8)通过的定位孔(305)。
5.根据权利要求2所述的一种3D打印机自动定位装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏景松，张斌，季清华，田磊，白大鹏，乔金铎，王京京，
申请(专利权)人：浙江大学滨海产业技术研究院，浙江大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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