[发明专利]基于工业机械手的3D打印机器人

说明书

技术领域

本发明属于3D打印和工业机器人领域，涉及一种基于工业机械手的3D打印机器人，是传统3D打印技术和工业机器人的一种结合，打印物的大小、形状和打印材料不受限制。

背景技术

目前，国内外的3D打印机打印的物体大小受打印机大小的限制，而且打印速度慢。而现有的3D打印机器人由于重复定位差，无法将打印头安装到机械手的末端进行自由打印，机器人部分只能和3D打印机分开使用，用于打印件的批量加工和装配。本发明将3D打印头安装在机器人的多轴机械手末端，打印方式不受空间限制，打印物的大小和形状也不受限制，打印材料不限，打印速度比传统的3D打印机快。本发明是3D打印技术与工业机器人的完美结合，是推动全球新一轮产业革命的重要推动力，代表了未来全球制造业发展的方向。

发明内容

本发明是一种基于工业机械手的3D打印机器人，其特点是将3D打印头安装在机器人的多轴机械手末端，打印重复定位精度高，打印方式不受空间限制，能够悬空打印。

本发明将3D打印头安装在工业机器人的多轴机械臂前端，使得3D打印随着机械臂的移动而变化，从根本上改变了传统3D打印方式受打印机限制的问题，打印灵活，打印物体的大小也不受打印机个体的制约。当执行大型物体的3D打印任务时，该机器人可以自行铺设或回收行走导轨，扩大打印空间，导轨沿预设栅格或立方体移动，进行网格或立体方格组图，完成打印任务。

现有的3D打印机器人采用的工业机器人由于其重定位精度无法满足3D打印要求，只能配合3D打印机，将3D打印出的零件加工和装配。本发明首先采用激光栅格定位装置用于对工业机器人的活动范围进行初步的栅格或立方体定位，该栅格或立方体的大小受多轴机械臂工作区域的制约，该栅格为局部3D打印范围。之后采用6个方向的高精度摄像头从多个角度进行3D图像合成，并对打印头进行重复定位精度计算和控制，其精度可以达到微米级。机械手所持打印头可以是激光、热熔或其它液体或固液喷头，并配备喷涂层调整抹刀。

附图说明

图13D打印机器人示意图；

图2激光栅格初步定位打印机器人基座示意图；

图3立体栅格定位打印机器人的活动范围简图；

图4多角度摄像机打印头精确定位简图。

具体实施方式

1.系统初始化，对打印机器人的基座进行重定位。

2.计算机加载3D图纸，开始打印任务。

3.打印大型物体时，系统可以自动铺设导轨，进行逐个空间的打印，并进行自动融合。

4.当打印材料低于材料容量下限，系统自动提示材料不足。