一种适用于FDM的多功能输送定位装置

2019-10-09王红霞陈翔宇周永华庞登怀苟牛红蒋发根田海瑞周景吉

中国铸造装备与技术 2019年5期

王红霞，陈翔宇，周永华，庞登怀，苟牛红，蒋发根，田海瑞，周景吉

（宁夏共享机床辅机有限公司，宁夏银川 750021）

FDM打印工件对恒温性和定位精度要求高，且要在整机范围内实现熔融打印、切屑加工以及恒温软化工作；传统的承载、输送定位装置无法满足要求，有必要设计出一种特殊的承载输送定位装置来解决FDM打印工件的承载、输送定位[1，2]。

1 研制过程

所述一种多功能输送定位装置包括：打印区承载输送定位辊道单元 (服务于螺杆挤塑打印工作区域)、0～180°中转辊道单元 (服务于螺杆挤塑打印机、五轴加工中心及上下料中转缓存保温辊道)、上下料中转缓存保温辊道单元、加工区承载输送定位辊道单元 (服务于五轴加工中心工作区域)以及恒温双层工作平台单元五大部件。

所述打印区承载输送定位辊道单元 (服务于螺杆挤塑打印工作区域)由旋转侧压式摆缸模组(含悬臂支撑机构)、侧部连接承载钣金、重载输送辊筒模组、双锥头柔性引导装置(含电控检测)、端部限位钣金、U型滚筒输送承载座、内藏式可调地脚、气缸顶升锥窝导向精定位装置、打印区上部可调式模块承载框架、打印区下部可调式模块承载框架、调平机构、密封钣金、接近式位置传感器、链条传动装置、可调式缓冲定位限位装置(含电控检测)、打印区下置式减速电机构成。

所述0～180°中转辊道单元 (服务于螺杆挤塑打印机、五轴加工中心及上下料中转缓存保温辊道)由重载输送辊筒模组、U型滚筒输送承载座、内藏式可调地脚、调平机构、密封钣金、接近式位置传感器、链条传动装置、中转区下部可调式模块承载框架、圆弧旋转钣金、中转区上部可调式模块承载框架、快拆维修观察板、0～180°中转辊道下置式减速电机、0～180°转盘分度机构、0～180°转盘分度机构减速电机、可调式缓冲定位限位装置(含电控检测)构成。

所述上下料中转缓存保温辊道单元由侧部连接承载钣金、重载输送辊筒模组、双锥头柔性引导装置(含电控检测)、可调式缓冲定位限位装置(含电控检测)、端部限位钣金、U型滚筒输送承载座、内藏式可调地脚、调平机构、密封钣金、接近式位置传感器、链条传动装置、上下料中转区一体式承载框架、上下料中转区下置式减速电机。

所述加工区承载输送定位辊道单元 (服务于五轴加工中心工作区域)由旋转侧压式摆缸模组(含悬臂支撑机构)、侧部连接承载钣金、重载输送辊筒模组、双锥头柔性引导装置(含电控检测)、端部限位钣金、U型滚筒输送承载座、内藏式可调地脚、气缸顶升锥窝导向精定位装置、加工区上部可调式模块承载框架、加工区下部可调式模块承载框架、调平机构、密封钣金、接近式位置传感器、链条传动装置、可调式缓冲定位限位装置(含电控检测)、打印区下置式减速电机构成。

所述恒温双层工作平台单元由附带抗粘连涂层的工件承载板、四柱沉头隐藏式可调模具弹簧组、恒温变温可调式加热棒、恒温双层工作平台输送底板构成。

承载输送定位装置工作流程如下。

流程一：自动承接熔融工件打印、五轴切屑加工。设备启动后，此装置的各个对接位置传感器会根据对应位置反馈信号，FDM设备控制系统则按照特定程序进行自检；如发现对应的工作平台或是辊道空置则会启动自动承接功能，此时工作平台会按需就位，到位后自停止且进行相应工序的后序动作任务。

流程二：自动中转循环(工作平台按需中转轮换)。设备启动后，按照特定程序执行完毕熔融加工后，如若五轴切屑工位已完成并送至保温上下料辊道，此时则会按照特定程序执行工作平台中转轮换 (给熔融工位补充空工作平台或是给五轴切屑工位转载已承载熔融工件的工作平台或是将保温区载有成品的工作平台下线)。

流程三：自动保温承接(准备下线前的保温)。设备启动后，此装置的各个对接位置传感器会根据对应位置反馈信号，FDM设备控制系统按照特定的程序进行自检；如发现自动保温承接单元的工作平台空置则会启动自动承接熔融工件打印、五轴切屑加工动作；如发现自动保温承接单元的工作平台有成品且已保温达标则会启动自动下线工作[3]。

五大部件按照实际动作需求进行适时配合。为实现各单元无缝对接转载，特别设计具有0～180°空间精定位中转辊道；此辊道通过机电联合控制能够实现重复精定位。承载输送单元能够通过双锥孔引导，主动就位检测以及变频控制实现位置的恒温双层工作平台单元精准就位，两侧旋转摆缸可以实现辅助性位置找正。恒温双层工作平台单元通过四柱沉头隐藏式可调模具弹簧以及可控温加热棒的合理布置调控实现全程接触面在一定范围内无极变温、恒温。此装置和整个FDM设备共用电控系统且是常规数控系统[4,5]。