【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及五轴打印，特别是涉及一种固化跟随五轴打印系统及方法。
技术介绍
1、五轴打印是增材制造领域的一项创新技术，它通过增加两个额外的旋转轴，使得打印头可以在多个平面上进行打印，而不仅仅是在一个平面上。这种设计使得五轴打印机能够在没有支撑的情况下制造复杂几何形状的零件，极大地提高了打印的灵活性和零件的强度。五轴打印的核心在于其增加了两个旋转轴（通常为a轴和b轴），因此能够打印出更加复杂和精细的模型。
2、为了制造出空间曲面的胶型，通常采用五轴打印设备替代三轴打印设备进行点胶。但是，在实际的点胶过程中通常需要uv灯进行跟随固化，由于五轴打印设备对空间曲面进行点胶时对五个轴的垂直度和直线度要求较高，特别是打印轴，uv灯的照射方向不能够跟随五轴的变化灵活调整，导致跟随固化的难度较高。
3、中国专利文献上公开了“一种跟随式uv高效固化装置”，其授权公告号为cn212681594u，该uv高效固化装置包括输送架、uv固化灯、控制器、传感器和横向驱动装置，所述输送架上设置有输送带，所述输送带上设置有载具，所述输送架上设置有横跨输送带的支架，所述横向驱动装置水平设置在支架上，所述传感器设置在支架上进行载具的移动监测，所述控制器与横向驱动装置相连接进行移动控制，所述横向驱动装置底部设置有滑动座，所述uv固化灯设置在滑动座底部并指向下方。该专利的结构可以确保uv固化灯保持与载具同步跟随移动，但是在应用于五轴打印设备对空间曲面进行点胶时，依然无法跟随五轴的变化灵活调整，导致跟随固化的难度较高。
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1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种固化跟随五轴打印系统及方法，用于解决现有五轴打印设备对空间曲面进行点胶时，uv固化灯无法跟随五轴的变化灵活调整，导致跟随固化的难度较高问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种固化跟随五轴打印系统，包括设于五轴打印设备的z轴上的打印机构、调节机构和固化跟随机构，所述调节机构用于调节所述固化跟随机构与打印机构的相对位置和角度，所述固化跟随机构包括光发生器，所述光发生器用于发射固化光以固化从打印机构流出至基板表面的光固化胶液。
3、在本申请的上述技术方案中，通过将打印机构、调节机构和固化跟随机构集成到五轴打印设备的z轴上，采用调节机构调节所述固化跟随机构与打印机构的相对位置和角度，解决了五轴打印的垂直度和直线度问题的同时，还解决了现有五轴打印设备对空间曲面进行点胶时，uv固化灯无法跟随五轴的变化灵活调整，导致跟随固化的难度较高问题。
4、优选地，所述固化跟随五轴打印系统还包括观测机构，所述观测机构用于实时监测打印机构的打印状态，提高打印精度。
5、优选地，所述观测机构包括2d相机组件和3d相机组件，所述2d相机组件和3d相机组件沿x轴、y轴和z轴的角度可调节。
6、优选地，所述2d相机组件包括调角台、旋转台、2d相机和光源，所述调角台与旋转台固定连接，所述2d相机设于旋转台上，所述旋转台用于调节2d相机沿x轴方向和y轴方向的角度；所述光源可沿z轴方向调节。
7、优选地，所述3d相机组件包括底座、x轴方向调角台、y轴方向调角台、z轴方向旋转台和3d相机，所述x轴方向调角台、y轴方向调角台和z轴方向旋转台与底座固定连接，所述3d相机固定在z轴方向旋转台上，所述底座可沿z轴方向调节。
8、优选地，所述打印机构包括供料料筒和打印针头，所述光发生器套接于打印针头外，可以跟随打印机构实时发射固化光以固化从打印机构流出至基板表面的光固化胶液。
9、更优选地，所述供料料筒设有液位传感器，实时监测供料料筒内的料液状态，及时补料，确保生产的顺利进行。
10、更优选地，所述光发生器内设有遮光板，实时遮光板用于吸收uv灯散射出的uv光，防止针头中的光固化胶液被固化从而导致堵针。
11、优选地，所述调节机构包括升降组件和翻转组件，所述升降组件用于驱动所述光发生器沿z轴相对于打印针头运动，所述翻转组件用于驱动所述光发生器绕打印针头翻转，以调节光发生器与打印针头的相对角度。
12、优选地，所述升降组件包括升降电缸、滑轨和滑块，所述光发生器与所述滑块固定连接，所述升降电缸用于驱动所述滑块带动光发生器沿滑轨运动。
13、优选地，所述升降组件还包括升降限位块，所述升降限位块用于限定光发生器沿滑轨运动的行程。
14、优选地，所述翻转组件包括翻转电缸和垂直于打印针头的翻转轴，所述翻转电缸用于驱动光发生器绕翻转轴翻转。
15、优选地，所述翻转组件还包括翻转限位块，所述翻转限位块用于限定光发生器与打印针头的相对角度。
16、本申请还提供了一种固化跟随五轴打印方法，基于上述固化跟随五轴打印系统，包括以下步骤：
17、采用调节机构调节所述固化跟随机构与打印机构的相对位置和角度；
18、采用打印机构在基板表面打印光固化胶液；
19、采用光发生器发射固化光以固化从打印机构流出至基板表面的光固化胶液。
20、优选地，所述固化跟随五轴打印系统还包括观测机构，所述固化跟随五轴打印方法还包括：采用观测机构实时监测打印机构的打印状态。
21、优选地，所述调节机构包括升降组件和翻转组件，所述打印机构包括供料料筒和打印针头，所述光发生器套接于打印针头外；所述采用调节机构调节所述固化跟随机构与打印机构的相对位置和角度包括：采用升降组件驱动所述光发生器沿z轴相对于打印针头运动，采用翻转组件驱动所述光发生器绕打印针头翻转。
22、优选地，所述升降组件包括升降电缸滑轨、滑块和升降限位块，所述光发生器与所述滑块固定连接；所述采用升降组件驱动所述光发生器沿z轴相对于打印针头运动包括：采用升降电缸驱动所述滑块带动光发生器沿滑轨运动；采用升降限位块限定光发生器沿滑轨运动的行程。
23、优选地，所述翻转组件包括翻转电缸、垂直于打印针头的翻转轴和翻转限位块；所述采用翻转组件驱动所述光发生器绕打印针头翻转包括：采用翻转电缸驱动光发生器绕翻转轴翻转，采用翻转限位块限定光发生器与打印针头的相对角度。
24、如上所述，本专利技术的固化跟随五轴打印系统及方法具有以下有益效果：
25、（1）通过将打印机构、调节机构和固化跟随机构集成到五轴打印设备的z轴上，采用调节机构调节所述固化跟随机构与打印机构的相对位置和角度，解决了五轴打印的垂直度和直线度问题的同时，还解决了现有五轴打印设备对空间曲面进行点胶时，uv固化灯无法跟随五轴的变化灵活调整，导致跟随固化的难度较高问题；
26、（2）采用升降组件驱动所述光发生器沿z轴相对于打印针头运动，采用翻转组件驱动所述光发生器绕打印针头翻转，以调节光发生器与打印针头的相对角度，使得uv固化灯可以跟随五轴的变化灵活调整，降低跟随固化的难度；
27、（3）采用升降限位块限定光发生器沿滑轨运动的行程，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固化跟随五轴打印系统，其特征在于，包括滑动设于五轴打印设备的Z轴上的打印机构、调节机构和固化跟随机构，所述调节机构用于调节所述固化跟随机构与打印机构的相对位置和角度，所述固化跟随机构包括光发生器（1），所述光发生器用于发射固化光以固化从打印机构流出至基板表面的光固化胶液。
2.根据权利要求1所述的固化跟随五轴打印系统，其特征在于：所述固化跟随五轴打印系统还包括观测机构，所述观测机构用于实时监测打印机构的打印状态。
3.根据权利要求2所述的固化跟随五轴打印系统，其特征在于：所述观测机构包括2D相机组件（2）和3D相机组件（3），所述2D相机组件和3D相机组件沿X轴、Y轴和Z轴的角度可调节。
4.根据权利要求3所述的固化跟随五轴打印系统，其特征在于：所述2D相机组件包括调角台（21）、旋转台（22）、2D相机（23）和光源（24），所述调角台与旋转台固定连接，所述2D相机设于旋转台上，所述旋转台用于调节2D相机沿X轴方向和Y轴方向的角度；所述光源可沿Z轴方向调节；所述3D相机组件包括底座（31）、X轴方向调角台（32）、Y轴方向调角台（33
5.根据权利要求1所述的固化跟随五轴打印系统，其特征在于：所述打印机构包括供料料筒（4）和打印针头（41），所述光发生器套接于打印针头外，所述供料料筒设有液位传感器（42），所述光发生器内设有遮光板（12）。
6.根据权利要求5所述的固化跟随五轴打印系统，其特征在于：所述调节机构包括升降组件和翻转组件，所述升降组件用于驱动所述光发生器沿Z轴相对于打印针头运动，所述翻转组件用于驱动所述光发生器绕打印针头翻转，以调节光发生器与打印针头的相对角度。
7.根据权利要求6所述的固化跟随五轴打印系统，其特征在于：所述升降组件包括升降电缸（51）、滑轨和滑块（52），所述光发生器与所述滑块固定连接，所述升降电缸用于驱动所述滑块带动光发生器沿滑轨运动；所述升降组件还包括升降限位块（53），所述升降限位块用于限定光发生器沿滑轨运动的行程。
8.根据权利要求6所述的固化跟随五轴打印系统，其特征在于：所述翻转组件包括翻转电缸（61）和垂直于打印针头的翻转轴（62），所述翻转电缸用于驱动光发生器绕翻转轴翻转；所述翻转组件还包括翻转限位块（63），所述翻转限位块用于限定光发生器与打印针头的相对角度。
9.一种固化跟随五轴打印方法，其特征在于：基于如权利要求1~8任意一项所述的固化跟随五轴打印系统，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的固化跟随五轴打印方法，其特征在于：所述固化跟随五轴打印系统还包括观测机构，所述固化跟随五轴打印方法还包括：
11.根据权利要求9所述的固化跟随五轴打印方法，其特征在于：所述调节机构包括升降组件和翻转组件，所述打印机构包括供料料筒和打印针头，所述光发生器套接于打印针头外；所述采用调节机构调节所述固化跟随机构与打印机构的相对位置和角度包括：采用升降组件驱动所述光发生器沿Z轴相对于打印针头运动，采用翻转组件驱动所述光发生器绕打印针头翻转。
12.根据权利要求11所述的固化跟随五轴打印方法，其特征在于：所述升降组件包括升降电缸、滑轨、滑块和升降限位块，所述光发生器与所述滑块固定连接；所述翻转组件包括翻转电缸、垂直于打印针头的翻转轴和翻转限位块；
...【技术特征摘要】
1.一种固化跟随五轴打印系统，其特征在于，包括滑动设于五轴打印设备的z轴上的打印机构、调节机构和固化跟随机构，所述调节机构用于调节所述固化跟随机构与打印机构的相对位置和角度，所述固化跟随机构包括光发生器（1），所述光发生器用于发射固化光以固化从打印机构流出至基板表面的光固化胶液。
2.根据权利要求1所述的固化跟随五轴打印系统，其特征在于：所述固化跟随五轴打印系统还包括观测机构，所述观测机构用于实时监测打印机构的打印状态。
3.根据权利要求2所述的固化跟随五轴打印系统，其特征在于：所述观测机构包括2d相机组件（2）和3d相机组件（3），所述2d相机组件和3d相机组件沿x轴、y轴和z轴的角度可调节。
4.根据权利要求3所述的固化跟随五轴打印系统，其特征在于：所述2d相机组件包括调角台（21）、旋转台（22）、2d相机（23）和光源（24），所述调角台与旋转台固定连接，所述2d相机设于旋转台上，所述旋转台用于调节2d相机沿x轴方向和y轴方向的角度；所述光源可沿z轴方向调节；所述3d相机组件包括底座（31）、x轴方向调角台（32）、y轴方向调角台（33）、z轴方向旋转台（34）和3d相机（35），所述x轴方向调角台、y轴方向调角台和z轴方向旋转台与底座固定连接，所述3d相机固定在z轴方向旋转台上，所述底座可沿z轴方向调节。
5.根据权利要求1所述的固化跟随五轴打印系统，其特征在于：所述打印机构包括供料料筒（4）和打印针头（41），所述光发生器套接于打印针头外，所述供料料筒设有液位传感器（42），所述光发生器内设有遮光板（12）。
6.根据权利要求5所述的固化跟随五轴打印系统，其特征在于：所述调节机构包括升降组件和翻转组件，所述升降组件用于驱动所...
【专利技术属性】
技术研发人员：周南嘉，孙延树，
申请(专利权)人：芯体素杭州科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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