本發(fā)明涉及3d打印裝置調(diào)試裝備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測試3d打印鋪砂器性能參數(shù)的裝置及其測試的方法。

背景技術(shù)：

鑄造用3dp打印機(jī)的鋪砂設(shè)備，是鑄造砂型3d打印過程中的關(guān)鍵設(shè)備之一。其作用是在工作臺(tái)上進(jìn)行鋪砂，鋪完一層后，打印頭方可在鋪好的砂層上進(jìn)行打印。鋪完一層，打印一層，如此循環(huán)往復(fù)。在整個(gè)鋪砂過程中，要求型砂表面平滑無褶皺，這樣打印頭才能正常工作，實(shí)現(xiàn)按需打印。因此，對(duì)鋪砂設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)要求非常高。在對(duì)3dp打印機(jī)設(shè)備進(jìn)行安裝調(diào)試時(shí)，如果鋪砂設(shè)備的某一項(xiàng)參數(shù)不符，將導(dǎo)致鋪出的砂層表面不均，從而影響打印質(zhì)量。

對(duì)鋪砂設(shè)備各個(gè)方面的性能要求，主要體現(xiàn)在以下方面：下砂口縫隙調(diào)整到位、刮砂底板平整度及角度一致、下砂量適度、均勻等。打印機(jī)的鋪砂設(shè)備安裝調(diào)試好后，首先要進(jìn)行性能參數(shù)的測試，測試符合要求后，才能投入生產(chǎn)。通常，鋪砂設(shè)備性能參數(shù)的測試，都是將鋪砂設(shè)備直接安裝到打印機(jī)上，模擬正常的生產(chǎn)打印進(jìn)行檢測。如果其性能參數(shù)符合要求，就可以直接投入使用。如果檢測不合格，需將整個(gè)鋪砂設(shè)備拆卸下來，重新進(jìn)行安裝調(diào)試。然后再裝到打印機(jī)上進(jìn)行檢測，如此往復(fù)，直到鋪砂設(shè)備的性能參數(shù)符合要求。這樣的不斷拆卸安裝調(diào)試過程中，占用了3dp打印設(shè)備的使用時(shí)間，影響3dp打印設(shè)備的使用效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中3d打印鋪砂設(shè)備性能參數(shù)檢測方式的不合理，提供一種測試3d打印鋪砂器性能參數(shù)的裝置，專用于安裝調(diào)試前刮砂底板刮砂精度和鋪砂均勻性的檢測，以避免檢測過程占用3d打印設(shè)備。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種測試3d打印鋪砂器性能參數(shù)的裝置，包括安裝支架，所述安裝支架上左右平行設(shè)有兩組傳動(dòng)模組，所述傳動(dòng)模組用于安裝待測試的鋪砂器，所述安裝支架一側(cè)設(shè)有向鋪砂器供砂的供砂裝置，所述傳動(dòng)模組之間的安裝支架上設(shè)有相互平行的橫梁一和橫梁二，所述橫梁一上水平安裝有可翻轉(zhuǎn)的支撐板，所述支撐板的長度方向與鋪砂器的下砂縫的長度方向一致，所述橫梁二的兩側(cè)分別安裝有輪廓檢測設(shè)備和精度檢測設(shè)備，所述輪廓檢測設(shè)備用于檢測鋪砂器出砂堆積的砂堆截面輪廓，所述精度檢測設(shè)備用于檢測刮砂底板精度。

本發(fā)明的測試裝置，安裝支架上設(shè)置的兩組傳動(dòng)模組、支撐板和供砂裝置，用于模擬鋪砂器在3d打印機(jī)上的安裝工況，其中的傳動(dòng)模組用于模擬3d打印機(jī)上的傳動(dòng)模組用于安裝鋪砂器并實(shí)現(xiàn)模擬鋪砂時(shí)沿傳動(dòng)模組往復(fù)移動(dòng)；支撐板用于模擬打印平臺(tái)，提供模擬鋪砂的平臺(tái)，翻轉(zhuǎn)設(shè)置的支撐板，可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)鋪砂過程中，鋪一定層厚的砂翻轉(zhuǎn)一次進(jìn)行倒砂，然后繼續(xù)鋪砂、翻轉(zhuǎn)的循環(huán)動(dòng)作，便于鋪砂器持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后對(duì)性能參數(shù)穩(wěn)定性的測試；輪廓檢測設(shè)備用于對(duì)鋪砂器所鋪砂堆截面輪廓的測定，以測定鋪砂器出砂的均勻性，精度檢測設(shè)備用于檢測刮砂底板的精底，用于測定其刮砂平整度及角度。因此，通過本發(fā)明的測試裝置，可以實(shí)現(xiàn)鋪砂器安裝使用前關(guān)鍵性能參數(shù)的專門測試，避免反復(fù)測試調(diào)試鋪砂器的重復(fù)拆卸及安裝工序，提高打印設(shè)備安裝調(diào)試的效率。

為便于精確模擬鋪砂運(yùn)動(dòng)，兩組傳動(dòng)模組的安裝距離和安裝精度與3d打印機(jī)上用于安裝鋪砂器的傳動(dòng)模組相同，用于模擬鋪砂器在3d打印設(shè)備上的鋪砂移動(dòng)。

為便于收集支撐板的翻轉(zhuǎn)倒砂，所述支撐板的下方設(shè)有接砂槽，用于接收支撐板的翻轉(zhuǎn)倒砂。

進(jìn)一步地，所述輪廓檢測設(shè)備為輪廓測量儀；所述精度檢測設(shè)備為激光位移傳感器。

進(jìn)一步地，所述供砂裝置包括支撐架、分砂漏斗、混砂罐和出砂控制口。

進(jìn)一步地，所述安裝支架安裝傳動(dòng)模組的一側(cè)設(shè)有電氣控制柜，另一側(cè)設(shè)有檢測操作臺(tái)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種采用上述測試裝置進(jìn)行3d打印鋪砂器性能測試的方法，包括如下過程：

s1：鋪砂器安裝：將鋪砂器平穩(wěn)安裝在傳動(dòng)模組上，使鋪砂器可以在傳動(dòng)模組上往復(fù)移動(dòng)；

s2：刮砂精度測量:設(shè)置鋪砂器下側(cè)刮砂底板的角度為理論刮砂角度，然后起動(dòng)精度檢測設(shè)備檢測刮砂底板相對(duì)水平設(shè)置的支撐板的傾斜角度，當(dāng)各測量部位的實(shí)測傾斜角度與理論傾斜角度的誤差小于0.1o時(shí)，則判定刮砂底板的刮砂精度合格；

s3：鋪砂均勻性測量：將鋪砂器設(shè)置至加砂位，并通過供砂裝置向鋪砂器持續(xù)加測試用砂，再將鋪砂器調(diào)至支撐板上方的下砂位，一次性原地加向支撐板表面鋪砂5—10秒，然后將鋪砂器返回至排空位；以支撐板為鋪砂參考面，通過輪廓檢測設(shè)備測量支撐板上的砂堆沿長度方向上若干截面輪廓，并計(jì)算各砂堆截面的面積，各測量截面的面積差小于2mm²，則判定鋪砂均勻性合格；

s4：以支撐板為鋪砂區(qū)域，使鋪砂器沿傳動(dòng)模組在支撐板上持續(xù)鋪砂12—15小時(shí)，鋪砂過程中每往復(fù)鋪砂一次，支撐板翻轉(zhuǎn)一次，將所鋪砂料倒入接砂槽中，然后繼續(xù)進(jìn)行鋪砂倒砂的反復(fù)動(dòng)作；

s5：結(jié)束s4過程的持續(xù)鋪砂過程后，重復(fù)進(jìn)行s2和s3過程的刮砂精度測量和鋪砂均勻性測量，以測試鋪砂設(shè)備的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的鋪砂器性能參數(shù)測試方法，s2和s3過程通過初次測試鋪砂器的刮砂精度和鋪砂均勻性，以檢測鋪砂器性能參數(shù)是否合格，以便于對(duì)鋪砂器性能的判定或再調(diào)試；s4和s5過程，經(jīng)初次測試合格后，使鋪砂器模擬鋪砂一段時(shí)間再進(jìn)行重復(fù)測試，以判定鋪砂器性能的穩(wěn)定性。

因此，本發(fā)明的測試裝置及測試方法，通過設(shè)置均勻性檢測設(shè)備和精度檢測設(shè)備，提前測試鋪砂設(shè)備的刮砂精度和鋪砂均勻性，解決了鋪砂器參數(shù)測量時(shí)重復(fù)拆裝。通過對(duì)鋪砂設(shè)備精度的檢測和鋪砂均勻性檢測，保證鋪砂設(shè)備能夠即裝即用，無需人力測試，有效的節(jié)省了安裝時(shí)間，提高了打印機(jī)設(shè)備安裝調(diào)試效率。

為便于精確測量刮砂底板的刮砂精度，s2過程，刮砂精度測量中：刮砂底板的理論角度設(shè)置后，通過精度檢測設(shè)備沿刮砂底板長度方向等距離選取若干與刮砂底板長度方向垂直的測量截面，分別測量該測量截面內(nèi)刮砂底板最高點(diǎn)和最低點(diǎn)與支撐板的距離分別為y1和y2，刮砂底板的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)在支撐板上的投影點(diǎn)的距離為x，則該測量截面內(nèi)刮砂底板的角度為：α=tan^-1[(y1-y2)/x，當(dāng)各測量截面內(nèi)刮砂底板的角度誤差小0.1o時(shí)，則判定刮砂底板的精度合格。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的測試3d打印鋪砂器性能參數(shù)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為發(fā)明的3d打印鋪砂器性能參數(shù)的裝置安裝鋪砂器的檢測示意圖。

圖3為本發(fā)明的3d打印鋪砂器性能參數(shù)測試方法中刮砂底板精度測量示意圖。

圖4為本發(fā)明的3d打印鋪砂器性能參數(shù)測試方法中測量砂堆截面輪廓示意圖。

其中，1安裝支架；2橫梁二；3橫梁一；4電氣控制柜；5精度檢測設(shè)備；6輪廓檢測設(shè)備；7傳動(dòng)模組；8接砂槽；9支撐板；10分砂漏斗；11混砂罐；12檢測操作臺(tái)；13鋪砂器；13a刮砂底板。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，為本發(fā)明的測試3d打印鋪砂器性能參數(shù)的裝置，安裝支架1，安裝支架1上左右平行設(shè)有兩組傳動(dòng)模組7，傳動(dòng)模組7用于安裝待測試的鋪砂器13，安裝支架1一側(cè)設(shè)有向鋪砂器供砂的供砂裝置，該供砂裝置包括支撐架、分砂漏斗10、混砂罐11和出砂控制口；安裝支架1安裝傳動(dòng)模組的一側(cè)設(shè)有電氣控制柜4，另一側(cè)設(shè)有檢測操作臺(tái)12；傳動(dòng)模組7之間的安裝支架1上設(shè)有相互平行的橫梁一3和橫梁二2，橫梁一3上水平安裝有可翻轉(zhuǎn)的支撐板9，支撐板9的長度方向與鋪砂器13的下砂縫的長度方向一致，橫梁二2的兩側(cè)分別安裝有輪廓檢測設(shè)備6和精度檢測設(shè)備5，輪廓檢測設(shè)備6用于檢測鋪砂器出砂堆積的砂堆截面輪廓，精度檢測設(shè)備5用于檢測刮砂底板精度。本實(shí)施例中，為便于精確模擬鋪砂運(yùn)動(dòng)，兩組傳動(dòng)模組7的安裝距離和安裝精度與3d打印機(jī)上用于安裝鋪砂器的傳動(dòng)模組相同，用于模擬鋪砂器在3d打印設(shè)備上的鋪砂移動(dòng)；為便于收集支撐板9的翻轉(zhuǎn)倒砂，支撐板9的下方設(shè)有接砂槽8，用于接收支撐板9的翻轉(zhuǎn)倒砂；本實(shí)施例中的輪廓檢測設(shè)備為輪廓測量儀；精度檢測設(shè)備為激光位移傳感器。

本發(fā)明的測試裝置，安裝支架上設(shè)置的兩組傳動(dòng)模組7、支撐板9和供砂裝置，用于模擬鋪砂器13在3d打印機(jī)上的安裝工況，其中的傳動(dòng)模組7用于模擬3d打印機(jī)上的傳動(dòng)模組，用以安裝鋪砂器13并實(shí)現(xiàn)模擬鋪砂時(shí)沿傳動(dòng)模組7往復(fù)移動(dòng)；支撐板9用于模擬打印平臺(tái)，提供模擬鋪砂的平臺(tái)，翻轉(zhuǎn)設(shè)置的支撐板9，可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)鋪砂過程中，鋪一定層厚的砂翻轉(zhuǎn)一次進(jìn)行倒砂，然后繼續(xù)鋪砂、翻轉(zhuǎn)的循環(huán)動(dòng)作，便于鋪砂器持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后對(duì)性能參數(shù)穩(wěn)定性的測試；輪廓檢測設(shè)備6用于對(duì)鋪砂器13所鋪砂堆截面輪廓的測定，以測定鋪砂器出砂的均勻性，精度檢測設(shè)備5用于檢測刮砂底板的精底，用于測定其刮砂平整度及角度。因此，通過本發(fā)明的測試裝置，可以實(shí)現(xiàn)鋪砂器安裝使用前關(guān)鍵性能參數(shù)的專門測試，避免反復(fù)測試調(diào)試鋪砂器的重復(fù)拆卸及安裝工序，提高打印設(shè)備安裝調(diào)試的效率。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種采用上述實(shí)施例的測試裝置進(jìn)行3d打印鋪砂器性能測試的方法，包括如下過程：

s1首先進(jìn)行鋪砂器安裝：將鋪砂器13平穩(wěn)安裝在傳動(dòng)模組7上，使鋪砂器13可以在傳動(dòng)模組7上往復(fù)移動(dòng)，以便于實(shí)現(xiàn)模擬鋪砂運(yùn)動(dòng)；

s2：刮砂精度測量:本過程測量中鋪砂器不加砂，主要是為了測量刮砂底板相對(duì)支撐板的傾斜角度，也就是模擬實(shí)際3d打印過程中刮砂底板相對(duì)鋪砂平臺(tái)的傾斜角度，用來檢測刮砂底板的平整度和刮砂精度；測試時(shí)，首先將鋪砂器下側(cè)刮砂底板13a與水平方向的支撐板9傾斜某一理論刮砂角度，然后起動(dòng)精度檢測設(shè)備5檢測刮砂底板13a相對(duì)水平設(shè)置的支撐板9的傾斜角度，具體測試方法為：沿刮砂底板長度方向等距離選取若干與刮砂底板長度方向垂直的測量截面，每個(gè)測量截面如圖3所示，分別測量該測量截面內(nèi)刮砂底板最高點(diǎn)a和最低點(diǎn)b與支撐板9的距離分別為y1和y2，刮砂底板的最高點(diǎn)a和最低點(diǎn)b在支撐板上的投影點(diǎn)a’b’的距離為x，則該測量截面內(nèi)刮砂底板的角度為：α=tan^-1[(y1-y2)/x，當(dāng)各測量截面內(nèi)刮砂底板13a的角度誤差小0.1o時(shí)，則判定刮砂底板的精度合格；

s3：鋪砂均勻性測量：將鋪砂器13設(shè)置至加砂位，并通過供砂裝置向鋪砂器13持續(xù)加測試用砂，再將鋪砂器13調(diào)至支撐板9上方的下砂位，一次性原地加向支撐板9表面鋪砂5—10秒，然后將鋪砂器13返回至排空位；測試時(shí)，以支撐板9為鋪砂參考面，通過輪廓檢測設(shè)備6測量支撐板9上的砂堆沿長度方向上若干截面輪廓，如圖4所示，并計(jì)算各砂堆截面的面積，各測量截面的面積差小于2mm²，則判定鋪砂均勻性合格；

s4：以支撐板9為鋪砂區(qū)域，使鋪砂器13沿傳動(dòng)模組7在支撐板9上持續(xù)鋪砂12—15小時(shí)，鋪砂過程中每往復(fù)鋪砂一次，支撐板9翻轉(zhuǎn)一次，將所鋪砂料倒入接砂槽中，然后繼續(xù)進(jìn)行鋪砂倒砂的反復(fù)動(dòng)作，直至設(shè)置鋪砂至上述設(shè)定的時(shí)間；

s5：結(jié)束s4過程的持續(xù)鋪砂過程后，重復(fù)進(jìn)行s2和s3過程的刮砂精度測量和鋪砂均勻性測量，以測試鋪砂設(shè)備的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的鋪砂器性能參數(shù)測試方法，s2和s3過程通過初次測試鋪砂器的刮砂精度和鋪砂均勻性，以檢測鋪砂器性能參數(shù)是否合格，以便于對(duì)鋪砂器性能的判定或再調(diào)試；s4和s5過程，經(jīng)初次測試合格后，使鋪砂器模擬鋪砂一段時(shí)間再進(jìn)行重復(fù)測試，以判定鋪砂器性能的穩(wěn)定性。

為便于精確測量刮砂底板的刮砂精度，s2過程，刮砂精度測量中：刮砂底板的理論角度設(shè)置后，通過精度檢測設(shè)備沿刮砂底板長度方向等距離選取若干與刮砂底板長度方向垂直的測量截面，分別測量該測量截面內(nèi)刮砂底板最高點(diǎn)和最低點(diǎn)與支撐板的距離分別為y1和y2，刮砂底板的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)在支撐板上的投影點(diǎn)的距離為x，則該測量截面內(nèi)刮砂底板的角度為：α=tan^-1[(y1-y2)/x，當(dāng)各測量截面內(nèi)刮砂底板的角度誤差小0.1o時(shí)，則判定刮砂底板的精度合格。

因此，通地本發(fā)明的上述實(shí)施例的測試裝置及測試方法，通過設(shè)置均勻性檢測設(shè)備和精度檢測設(shè)備，提前測試鋪砂設(shè)備的刮砂精度和鋪砂均勻性，解決了鋪砂器參數(shù)測量時(shí)重復(fù)拆裝。通過對(duì)鋪砂設(shè)備精度的檢測和鋪砂均勻性檢測，保證鋪砂設(shè)備能夠即裝即用，無需人力測試，有效的節(jié)省了安裝時(shí)間，提高了打印機(jī)設(shè)備安裝調(diào)試效率。