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        一種適用于FDM的多功能輸送定位裝置

        2019-10-09 02:08:24王紅霞陳翔宇周永華龐登懷茍牛紅蔣發(fā)根田海瑞周景吉
        關(guān)鍵詞:輥道鈑金恒溫

        王紅霞,陳翔宇,周永華,龐登懷,茍牛紅,蔣發(fā)根,田海瑞,周景吉

        (寧夏共享機(jī)床輔機(jī)有限公司,寧夏銀川 750021)

        FDM打印工件對(duì)恒溫性和定位精度要求高,且要在整機(jī)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)熔融打印、切屑加工以及恒溫軟化工作;傳統(tǒng)的承載、輸送定位裝置無(wú)法滿足要求,有必要設(shè)計(jì)出一種特殊的承載輸送定位裝置來(lái)解決FDM打印工件的承載、輸送定位[1,2]。

        1 研制過(guò)程

        所述一種多功能輸送定位裝置包括:打印區(qū)承載輸送定位輥道單元 (服務(wù)于螺桿擠塑打印工作區(qū)域)、0~180°中轉(zhuǎn)輥道單元 (服務(wù)于螺桿擠塑打印機(jī)、五軸加工中心及上下料中轉(zhuǎn)緩存保溫輥道)、上下料中轉(zhuǎn)緩存保溫輥道單元、加工區(qū)承載輸送定位輥道單元 (服務(wù)于五軸加工中心工作區(qū)域)以及恒溫雙層工作平臺(tái)單元五大部件。

        所述打印區(qū)承載輸送定位輥道單元 (服務(wù)于螺桿擠塑打印工作區(qū)域)由旋轉(zhuǎn)側(cè)壓式擺缸模組(含懸臂支撐機(jī)構(gòu))、側(cè)部連接承載鈑金、重載輸送輥筒模組、雙錐頭柔性引導(dǎo)裝置(含電控檢測(cè))、端部限位鈑金、U型滾筒輸送承載座、內(nèi)藏式可調(diào)地腳、氣缸頂升錐窩導(dǎo)向精定位裝置、打印區(qū)上部可調(diào)式模塊承載框架、打印區(qū)下部可調(diào)式模塊承載框架、調(diào)平機(jī)構(gòu)、密封鈑金、接近式位置傳感器、鏈條傳動(dòng)裝置、可調(diào)式緩沖定位限位裝置(含電控檢測(cè))、打印區(qū)下置式減速電機(jī)構(gòu)成。

        所述0~180°中轉(zhuǎn)輥道單元 (服務(wù)于螺桿擠塑打印機(jī)、五軸加工中心及上下料中轉(zhuǎn)緩存保溫輥道)由重載輸送輥筒模組、U型滾筒輸送承載座、內(nèi)藏式可調(diào)地腳、調(diào)平機(jī)構(gòu)、密封鈑金、接近式位置傳感器、鏈條傳動(dòng)裝置、中轉(zhuǎn)區(qū)下部可調(diào)式模塊承載框架、圓弧旋轉(zhuǎn)鈑金、中轉(zhuǎn)區(qū)上部可調(diào)式模塊承載框架、快拆維修觀察板、0~180°中轉(zhuǎn)輥道下置式減速電機(jī)、0~180°轉(zhuǎn)盤(pán)分度機(jī)構(gòu)、0~180°轉(zhuǎn)盤(pán)分度機(jī)構(gòu)減速電機(jī)、可調(diào)式緩沖定位限位裝置(含電控檢測(cè))構(gòu)成。

        所述上下料中轉(zhuǎn)緩存保溫輥道單元由側(cè)部連接承載鈑金、重載輸送輥筒模組、雙錐頭柔性引導(dǎo)裝置(含電控檢測(cè))、可調(diào)式緩沖定位限位裝置(含電控檢測(cè))、端部限位鈑金、U型滾筒輸送承載座、內(nèi)藏式可調(diào)地腳、調(diào)平機(jī)構(gòu)、密封鈑金、接近式位置傳感器、鏈條傳動(dòng)裝置、上下料中轉(zhuǎn)區(qū)一體式承載框架、上下料中轉(zhuǎn)區(qū)下置式減速電機(jī)。

        所述加工區(qū)承載輸送定位輥道單元 (服務(wù)于五軸加工中心工作區(qū)域)由旋轉(zhuǎn)側(cè)壓式擺缸模組(含懸臂支撐機(jī)構(gòu))、側(cè)部連接承載鈑金、重載輸送輥筒模組、雙錐頭柔性引導(dǎo)裝置(含電控檢測(cè))、端部限位鈑金、U型滾筒輸送承載座、內(nèi)藏式可調(diào)地腳、氣缸頂升錐窩導(dǎo)向精定位裝置、加工區(qū)上部可調(diào)式模塊承載框架、加工區(qū)下部可調(diào)式模塊承載框架、調(diào)平機(jī)構(gòu)、密封鈑金、接近式位置傳感器、鏈條傳動(dòng)裝置、可調(diào)式緩沖定位限位裝置(含電控檢測(cè))、打印區(qū)下置式減速電機(jī)構(gòu)成。

        所述恒溫雙層工作平臺(tái)單元由附帶抗粘連涂層的工件承載板、四柱沉頭隱藏式可調(diào)模具彈簧組、恒溫變溫可調(diào)式加熱棒、恒溫雙層工作平臺(tái)輸送底板構(gòu)成。

        承載輸送定位裝置工作流程如下。

        流程一:自動(dòng)承接熔融工件打印、五軸切屑加工。設(shè)備啟動(dòng)后,此裝置的各個(gè)對(duì)接位置傳感器會(huì)根據(jù)對(duì)應(yīng)位置反饋信號(hào),F(xiàn)DM設(shè)備控制系統(tǒng)則按照特定程序進(jìn)行自檢;如發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的工作平臺(tái)或是輥道空置則會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)承接功能,此時(shí)工作平臺(tái)會(huì)按需就位,到位后自停止且進(jìn)行相應(yīng)工序的后序動(dòng)作任務(wù)。

        流程二:自動(dòng)中轉(zhuǎn)循環(huán)(工作平臺(tái)按需中轉(zhuǎn)輪換)。設(shè)備啟動(dòng)后,按照特定程序執(zhí)行完畢熔融加工后,如若五軸切屑工位已完成并送至保溫上下料輥道,此時(shí)則會(huì)按照特定程序執(zhí)行工作平臺(tái)中轉(zhuǎn)輪換 (給熔融工位補(bǔ)充空工作平臺(tái)或是給五軸切屑工位轉(zhuǎn)載已承載熔融工件的工作平臺(tái)或是將保溫區(qū)載有成品的工作平臺(tái)下線)。

        流程三:自動(dòng)保溫承接(準(zhǔn)備下線前的保溫)。設(shè)備啟動(dòng)后,此裝置的各個(gè)對(duì)接位置傳感器會(huì)根據(jù)對(duì)應(yīng)位置反饋信號(hào),F(xiàn)DM設(shè)備控制系統(tǒng)按照特定的程序進(jìn)行自檢;如發(fā)現(xiàn)自動(dòng)保溫承接單元的工作平臺(tái)空置則會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)承接熔融工件打印、五軸切屑加工動(dòng)作;如發(fā)現(xiàn)自動(dòng)保溫承接單元的工作平臺(tái)有成品且已保溫達(dá)標(biāo)則會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)下線工作[3]。

        五大部件按照實(shí)際動(dòng)作需求進(jìn)行適時(shí)配合。為實(shí)現(xiàn)各單元無(wú)縫對(duì)接轉(zhuǎn)載,特別設(shè)計(jì)具有0~180°空間精定位中轉(zhuǎn)輥道;此輥道通過(guò)機(jī)電聯(lián)合控制能夠?qū)崿F(xiàn)重復(fù)精定位。承載輸送單元能夠通過(guò)雙錐孔引導(dǎo),主動(dòng)就位檢測(cè)以及變頻控制實(shí)現(xiàn)位置的恒溫雙層工作平臺(tái)單元精準(zhǔn)就位,兩側(cè)旋轉(zhuǎn)擺缸可以實(shí)現(xiàn)輔助性位置找正。恒溫雙層工作平臺(tái)單元通過(guò)四柱沉頭隱藏式可調(diào)模具彈簧以及可控溫加熱棒的合理布置調(diào)控實(shí)現(xiàn)全程接觸面在一定范圍內(nèi)無(wú)極變溫、恒溫。此裝置和整個(gè)FDM設(shè)備共用電控系統(tǒng)且是常規(guī)數(shù)控系統(tǒng)[4,5]。

        圖1 正視圖

        圖2 等軸側(cè)視圖

        圖3 工廠實(shí)物圖

        2 特點(diǎn)

        本裝置整體結(jié)構(gòu)合理、完全實(shí)現(xiàn)工件的全程保溫承載、機(jī)內(nèi)無(wú)縫轉(zhuǎn)序輸送和到位后空間精定位。

        FDM打印工件對(duì)恒溫性和定位精度要求高,此設(shè)備可以完全解決此類問(wèn)題 (恒溫雙層工作平臺(tái)單元—變溫及恒溫可控、雙錐孔柔性引導(dǎo)外加旋轉(zhuǎn)側(cè)壓同步實(shí)現(xiàn)精定位)。

        FDM一體機(jī)需在單臺(tái)整機(jī)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)熔融打印、切屑加工以及恒溫軟化工作,這就需要一套復(fù)合式的裝置承載落實(shí);此裝置可全面高效落實(shí)這一系列需求(一機(jī)多用)。

        此裝置可以實(shí)時(shí)連續(xù)、自動(dòng)循環(huán)作業(yè);控制精度及可靠性高,環(huán)境及人為因素影響小。

        3 結(jié)論

        該裝置目前在國(guó)內(nèi)處于空白領(lǐng)域,相較于國(guó)外產(chǎn)品,單臺(tái)套總價(jià)只是國(guó)外同類產(chǎn)品的四成左右;是對(duì)國(guó)內(nèi)智鑄產(chǎn)業(yè)鏈核心單機(jī)的補(bǔ)充與拓展,并且實(shí)現(xiàn)了綠色運(yùn)行的基本要求。

        隨著我國(guó)高端智能鑄造市場(chǎng)日趨活躍、需求旺盛,國(guó)際上主要的鑄造供貨及配套廠家紛紛將投資重點(diǎn)轉(zhuǎn)向中國(guó)市場(chǎng);從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,對(duì)智能鑄造設(shè)備的需求會(huì)越來(lái)越大,該裝置極具遠(yuǎn)景效益。

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