[实用新型]微滴喷射机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于微滴喷射领域，具体涉及一种微滴喷射机器人，通过按需供料的方式实现对任意三维立体实体的微滴喷射功能。

背景技术

微滴喷射是用外力迫使成形材料以微细液滴(或液流)的形式从喷头容腔的小孔(喷嘴)射至底材上，形成二维图(形)文(字)、点阵或三维实体。所谓“微细液滴”是指喷射的液滴尺寸可精确控制至微米(um)数量级水平的液滴，其体积可控制在微升(ul)、纳升(nl)、皮升(pl)，甚至飞升(fl)数量级水平。对于现有的微滴喷射技术来说，对于基于平面的微滴喷射如喷墨打印，3D打印，已成为较为成熟的技术，例如在平整的纸张，皮革，塑料等材料上进行微滴喷射自由成形已被广泛应用。而对于针对已有产品表面进行微滴喷射自由成形的设备目前还未见到有产品上市，即便有一些设备也仅能进行垂直喷射，仅可以在X,Y平面内进行联动，对于一些立面，曲面，则多采用的是手工上色、点样、粘接等方式。这种方式影响了产品批量生产的效率和质量，因为对于任意曲面微滴喷射自由成形的需求，近年来已经非常紧迫。

发明内容

为了解决背景技术黄总存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种能够对平面及立体产品进行微滴喷射自由成形、且体积小，但工作范围大适应性广的微滴喷射机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的微滴喷射机器人包括控制系统、机械运动结构和微滴喷射系统及气动平衡系统；所述控制系统同步实施运动控制和微滴喷射控制；所述机械运动结构为多自由度的机械结构，实施空间内多个自由度的运动功能；所述微滴喷射系统，安装在机械运动结构上，采用至少两个具有独立伸缩且可以按需供料功能的喷头实现微滴喷射功能；所述气动平衡控制系统，根据工作喷头的气压变化控制喷头内外部的气压达到平衡，确保喷射状态稳定，不会出现多喷或少喷。

一种实施方式中，本实用新型的机械运动结构包括底座、回转座、第一摆动臂、第二摆动臂、回转臂和第三摆动臂，所述回转座设置在底座上，所述第一摆动臂设置在回转座上，所述第二摆动臂设置于第一摆动臂的另一端，所述回转臂设置在第二摆动臂上，所述第三摆动臂设置在回转臂上。

一种实施方式中，本实用新型的微滴喷射喷头系统设置在摆动臂前端；所述微滴喷射喷头系统包括所述微滴喷射系统包括转轴、转动体和推送机构，所述转动体上设有至少两个喷头安装孔，所述转动体绕转轴转动，通过转动体的转动任一喷头安装孔可运动至推送机构处，所述推送机构用于将该任一喷头安装孔中的喷头推送喷头安装孔或将该任一喷头安装孔中的喷头收回至喷头安装孔中；

一种实施方式中，本实用新型的气动平衡系统包括传感元件、气压控制元件、气液瓶、气管和导液管，所述传感元件设置在气液瓶内，所述气管与气液瓶连接；所述导液管联通气液瓶与微滴喷射系统。

一种实施方式中，本实用新型的机械运动结构包括底座、回转座、摆动臂、摆动臂、回转臂和摆动臂，所述回转座设置在底座上，所述第一摆动臂设置在回转座上，所述第二摆动臂设置于第一摆动臂的另一端，所述回转臂设置在第二摆动臂上，所述第三摆动臂设置在回转臂上；所述气动平衡系统包括传感元件、气压控制元件、气液瓶、气管和导液管，所述传感元件设置在气液瓶内，所述气管与气液瓶连接；所述导液管联通气液瓶与微滴喷射系统；所述第三摆动臂和回转臂中设有导液管放置通孔。

本实用新型的微滴喷射机器人控制方法包括：

步骤一，生成加工文件：

(1)根据待喷涂图像获取工作喷头运动轨迹文件，将工作喷头运动轨迹文件进行插补，获得工作喷头运动插补轨迹；

(2)生成待喷涂图像的造型文件，所述造型文件中包含造型信息，所述造型信息为颜色信息或材质信息；

(3)提取造型文件中各位置点的造型信息，获取工作喷头运动插补轨迹中各位置点对应的造型信息；

所述加工文件包括：工作喷头运动插补轨迹、工作喷头运动插补轨迹中各位置点对应的造型信息；

步骤二，根据工作喷头运动插补轨迹设定工作喷头的进给速度和工作喷头的初始气压调平；

步骤三，根据工作喷头运动插补轨迹中目标点的轨迹信息和工作喷头的进给速度控制微滴喷射机器人运动，使得工作喷头到达目标点；

步骤四，判断是否到达目标点，如到达执行步骤五，如未到达执行步骤三；

步骤五，根据工作喷头运插补轨迹中目标点的造型信息、喷头工作电压信息对该位置点进行喷涂；同时根据工作喷头的气压变化控制喷头内外部的气压达到平衡，确保喷射状态稳定，不会出现多喷或少喷；