建筑工程施工用3d打印系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種3D打印系統(tǒng)，尤其涉及一種適用于建筑工程施工用3D打印系統(tǒng)，屬于建筑工程施工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。
[0003]3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍(lán)圖變成實物。
[0004]據(jù)申請人了解，建筑用3D打印機是通過設(shè)有X/Y/Z三軸的立體控制支架實現(xiàn)定位，3D打印機噴頭在三軸的導(dǎo)軌上移動進行打印操作，例如申請?zhí)枮?01410176698.2，授權(quán)公告號為103967276A的中國實用新型專利(名稱:基于3D打印技術(shù)的建筑工程施工裝置及應(yīng)用方法)。
[0005]然而，申請人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，由于建筑工程占地面積較大，立體控制支架的尺寸規(guī)格也相應(yīng)的很大，在施工時組裝復(fù)雜，且會受到地形條件的影響，3D打印機噴頭隨著支架的軌道移動，容易受到位置限制，難以在結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的建筑布局中進行添加打印。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種建筑工程施工用3D打印系統(tǒng)，具有高靈活性，可以在各種復(fù)雜布局的建筑物進行打印作業(yè)，同時，該系統(tǒng)的機構(gòu)簡單、占地面積小，便于組裝使用。
[0007]為了解決以上技術(shù)問題，本實用新型提供一種建筑工程施工用3D打印系統(tǒng)，包括多關(guān)節(jié)機械手、3D打印機打印擠出頭裝置、ECU控制單元和至少三根設(shè)置于建筑工地四周不在一條直線上的定位桿，多關(guān)節(jié)機械手的手持端安裝3D打印機打印擠出頭裝置，3D打印機打印擠出頭裝置上設(shè)有信號收發(fā)器，定位桿上均設(shè)有至少三個定位源，信號接收器與定位源通訊連接，定位桿的信號收發(fā)端連接E⑶控制單元的收發(fā)端，E⑶控制單元的驅(qū)動端連接多關(guān)節(jié)機械手的受控端，ECU控制單元含有:
[0008]建標(biāo)裝置，用于在建筑屋內(nèi)任意取一點作為基準(zhǔn)點，并構(gòu)建以此點為原點的X-Y-Z軸三維坐標(biāo)系。
[0009]采集裝置，用于接收定位桿發(fā)送的定位桿位置數(shù)據(jù)和實時3D打印機打印擠出頭裝置位置數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)保存在存儲模塊中。
[0010]標(biāo)識裝置，用于將采集裝置采集的定位桿位置數(shù)據(jù)在建標(biāo)裝置建立的X-Y-Z軸三維坐標(biāo)系上標(biāo)識出來，并得出各個定位桿相對于基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值；再根據(jù)各個定位桿發(fā)送的實時3D打印機打印擠出頭裝置與各個定位桿之間距離的數(shù)據(jù)，將3D打印機打印擠出頭裝置的位置在建標(biāo)裝置建立的X-Y-Z軸三維坐標(biāo)系上標(biāo)識出來，并獲取其在X-Y-Z軸三維坐標(biāo)系中相對于基準(zhǔn)點的實時的坐標(biāo)值。
[0011]定點裝置，用于獲取ECU控制單元設(shè)定的3D打印機打印擠出頭裝置坐標(biāo)值與各個定位桿坐標(biāo)值之間的距離數(shù)值，再將距離數(shù)值通過定位桿的定位源發(fā)送至3D打印機打印擠出頭裝置的信號收發(fā)器上。
[0012]驅(qū)動裝置，用于通過驅(qū)動端控制多關(guān)節(jié)機械手將3D打印機打印擠出頭裝置移動至設(shè)定的坐標(biāo)位置。
[0013]本實用新型進一步限定的技術(shù)方案是:定位桿為伸縮桿，伸縮桿的基礎(chǔ)滑竿豎直固定于地面，基礎(chǔ)滑竿內(nèi)套接有至少一根分支滑竿，基礎(chǔ)滑竿與各分支滑竿的上管口處均設(shè)有鎖緊裝置，第一滑竿與各分支滑竿的管體上均安裝有定位源。
[0014]進一步的，3D打印機打印擠出頭裝置包括機筒，機筒的上端設(shè)有進料口，其內(nèi)部沿軸向設(shè)有螺旋輸送輥，螺旋輸送輥的一端固定于機筒的噴口內(nèi)側(cè)，其另一端沿軸向延伸至機筒外通過調(diào)速裝置與伺服電機的傳動軸連接，機筒的噴口外側(cè)安裝模頭和信號收發(fā)器。
[0015]進一步的，多關(guān)節(jié)機械手包括機架、第一機械臂、第二機械臂和第三機械臂，機架安裝于設(shè)備車上并通過旋轉(zhuǎn)傳動機構(gòu)與第一機械臂的一端連接，第一機械臂的另一端鉸接第二機械臂的鉸接端，第三機械臂的連接端鉸接第二機械臂遠(yuǎn)離鉸接端的一端、其固定端安裝3D打印機打印擠出頭裝置。
[0016]進一步的，E⑶控制單元的輸出端連接IXD顯示屏和運行指示設(shè)備。
[0017]本實用新型的有益效果是:通過三根定位柱定位打印擠出頭裝置的具體位置，在移動過程中去除了現(xiàn)有建筑施工打印機的軌道框架，采用多關(guān)節(jié)機械手移動，無需再使用龐大的框架設(shè)備并減少了施工時的占地面積，降低了使用成本；3D打印機打印擠出頭裝置可以伸入建筑中進行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的打印施工作業(yè)，移動更為靈活便捷。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實用新型實施例的3D打印機打印擠出頭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本實用新型實施例的定位桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為本實用新型實施例的多關(guān)節(jié)機械手結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
[0023]本實施例提供的一種建筑工程施工用3D打印系統(tǒng)，如圖1所示，包括多關(guān)節(jié)機械手1、3D打印機打印擠出頭裝置2、ECU控制單元和至少三根設(shè)置于建筑工地四周不在一條直線上的定位桿3，多關(guān)節(jié)機械手I的手持端安裝3D打印機打印擠出頭裝置2，3D打印機打印擠出頭裝置2上設(shè)有信號收發(fā)器2-5，定位桿3上均設(shè)有至少三個定位源，信號接收器與定位源通訊連接，定位桿的信號收發(fā)端連接E⑶控制單元的收發(fā)端，E⑶控制單元的驅(qū)動端連接多關(guān)節(jié)機械手I的受控端，ECU控制單元含有:
[0024]建標(biāo)裝置，用于在建筑屋內(nèi)任意取一點作為基準(zhǔn)點，并構(gòu)建以此點為原點的X-Y-Z軸三維坐標(biāo)系。
[0025]采集裝置，用于接收定位桿發(fā)送的定位桿位置數(shù)據(jù)和實時3D打印機打印擠出頭裝置位置數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)保存在存儲模塊中。
[0026]標(biāo)識裝置，用于將采集裝置采集的定位桿位置數(shù)據(jù)在建標(biāo)裝置建立的X-Y-Z軸三維坐標(biāo)系上標(biāo)識出來，并得出各個定位桿相對于基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值；再根據(jù)各個定位桿發(fā)送的實時3D打印機打印擠出頭裝置與各個定位桿之間距離的數(shù)據(jù)，將3D打印機打印擠出頭裝置的位置在建標(biāo)裝置建立的χ-γ-ζ軸三維坐標(biāo)系上標(biāo)識出來，并獲取其在X-Y-Z軸三維坐標(biāo)系中相對于基準(zhǔn)點的實時的坐標(biāo)值。
[0027]定點裝置，用于獲取ECU控制單元設(shè)定的3D打印機打印擠出頭裝置坐標(biāo)值與各個定位桿坐標(biāo)值之間的距離數(shù)值，再將距離數(shù)值通過定位桿的定位源發(fā)送至3D打印機打印擠出頭裝置的信號收發(fā)器上。
[0028]驅(qū)動裝置，用于通過驅(qū)動端控制多關(guān)節(jié)機械手將3D打印機打印擠出頭裝置移動至設(shè)定的坐標(biāo)位置。
[0029]如圖2所示，3D打印機打印擠出頭裝置2包括機筒2_1，機筒2_1的上端設(shè)有進料口 2-2，其內(nèi)部沿軸向設(shè)有螺旋輸送輥2-3，螺旋輸送輥2-3的一端固定于機筒2-1的噴口2-4內(nèi)側(cè)，其另一端沿軸向伸出機筒2-1外通過調(diào)速裝置與伺服電機的傳動軸連接，機筒的噴口外側(cè)安裝模頭和信號收發(fā)器2-5。
[0030]如圖3所示，定位桿3為伸縮桿，伸縮桿的基礎(chǔ)滑竿3-1豎直固定于地面，基礎(chǔ)滑竿3-1內(nèi)套接有