專利名稱：一種三維噴繪供墨系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維噴繪技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種三維噴繪供墨系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自從20世紀(jì)80年代開始，大型噴墨打印機被廣泛應(yīng)用于各種平面彩色噴繪作業(yè) 中。隨著噴繪技術(shù)的進步以及計算技術(shù)、3D技術(shù)的發(fā)展，浮現(xiàn)出越來越多的三維噴繪作業(yè)需 求。 然而，現(xiàn)有的噴墨打印設(shè)備僅能對平面材質(zhì)進行打印，雖然平面噴繪行業(yè)目前已 經(jīng)非常成熟，并形成了穩(wěn)定可靠的平面供墨系統(tǒng)。但是由于這些供墨系統(tǒng)大多使用"虹吸" 原理進行供墨，這種供墨方式?jīng)Q定了該供墨系統(tǒng)只能維持噴墨頭在與墨水水平的平面上進 行運動，而不能讓噴墨頭在垂直地面方向上進行往復(fù)運動，無法滿足三維噴繪的需求。
需要說明的是，在現(xiàn)有的平面供墨系統(tǒng)中，多采用一級墨盒供墨直接給噴墨頭供 墨，且噴墨頭與墨盒固定在同一平面，在垂直地面方向上的移動都很容易造成墨滴流出噴 墨頭，影響效果。而在三維噴繪中，要求供墨裝置的一部分隨著噴頭做緊貼三維模型的運 動，運動具有不規(guī)則性，這就要求三維噴繪供墨裝置在結(jié)構(gòu)上有很好的自由度，能夠隨著噴 墨頭的運動而伸縮，產(chǎn)生一定的變形，同時保證穩(wěn)定的供墨。 在三維噴繪中，每個噴頭都需要進行三維上的運動，該運動由電機驅(qū)動，所以要求
供墨系統(tǒng)在噴頭端的供墨裝置在體積和重量上都不能太大，以減小電機的負載。 三維噴繪供墨與平面噴繪供墨的最大區(qū)別為墨水的儲存裝置(墨盒)與噴墨頭
的底部不在同一水平線上；并且噴墨頭在垂直地面方向上進行運動，且運動的加速度、速度
不固定，因此噴墨頭中的氣壓容易發(fā)生變化，無法穩(wěn)定地進行供墨。 因此，目前迫切需要開發(fā)出一種三維噴繪供墨系統(tǒng)，其可以讓噴墨頭克服由于自 身進行加速度、速度不固定的三維運動而導(dǎo)致的內(nèi)部氣壓變化，保證噴墨頭內(nèi)的氣壓維持 在一個恒定的負壓上，實現(xiàn)穩(wěn)定的供墨。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種三維噴繪供墨系統(tǒng)，其可以讓噴墨頭克服由 于自身進行加速度、速度不固定的三維運動而導(dǎo)致的內(nèi)部氣壓變化，保證噴墨頭內(nèi)的氣壓 維持在一個恒定的負壓上，實現(xiàn)穩(wěn)定的供墨，適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用，具有重大的生產(chǎn)實踐 意義。 為此，本發(fā)明提供了一種三維噴繪供墨系統(tǒng)，位于三維噴繪系統(tǒng)中，所述三維噴繪 系統(tǒng)用于對三維模型10進行噴繪，其特征在于，包括有至少一組墨盒供墨裝置，每組所述 墨盒供墨裝置分別與一個噴墨頭4相連通，所述墨盒供墨裝置與一個儲氣瓶8相連通，所述 儲氣瓶8與一個真空泵9相連通。 優(yōu)選地，所述墨盒供墨裝置為多組三級墨盒供墨裝置，每組所述三級墨盒供墨裝 置包括有從上到下依次設(shè)置的、互相連通的一級墨盒1、二級墨盒2和三級墨盒3，所述三級墨盒3與噴墨頭4相連通且位于噴墨頭4的正上方，所述三級墨盒3與儲氣瓶8相連通。
優(yōu)選地，所述三級墨盒3頂部通過一根進墨管31與二級墨盒2相連通，所述三級 墨盒3中部通過一根出氣管32與一個儲氣瓶8相連通，所述三級墨盒3中部還具有一根出 墨管33，所述三級墨盒3通過該出墨管33與噴墨頭4相連通。4、如權(quán)利要求3所述的三維 噴繪供墨系統(tǒng)，其特征在于，所述進墨管31上設(shè)置有一個控速閥門，用于控制二級墨盒2中 的墨水流向三級墨盒3中的流速；所述出墨管33上設(shè)置一個開關(guān)閥門，用于控制三級墨盒 3是否對噴墨頭4進行供墨。 優(yōu)選地，所述一級墨盒1的體積大于二級墨盒2的體積，所述二級墨盒2的體積大 于所述三級墨盒3的體積，所述三級墨盒3與噴墨頭4之間具有固定的高度差。
優(yōu)選地，所述二級墨盒2中具有液位反饋裝置，所述二級墨盒2與一級墨盒1之間 設(shè)置有一個微型墨泵5，所述微型墨泵5兩端分別與一級墨盒1、二級墨盒2相連通，所述微 型墨泵5位于二級墨盒2的上方。 優(yōu)選地，所述三維噴繪系統(tǒng)包括有一個龍門機器人7，所述龍門機器人7中放置有 所述三維模型IO，所述墨盒供墨裝置位于所述龍門機器人7上。 優(yōu)選地，所述二級墨盒2位于所述龍門機器人7的頂部，所述一級墨盒1位于所述 二級墨盒2的上方，所述三級墨盒3位于所述龍門機器人7頂部下方具有的末端執(zhí)行器上。
優(yōu)選地，所述龍門機器人7頂部下方具有的末端執(zhí)行器與一個三維噴墨運動控制 裝置6相連接，所述三維噴墨運動控制裝置6底部固定連接所述三級墨盒3和噴墨頭4，所 述三維噴墨運動控制裝置6用于驅(qū)動三級墨盒3和噴墨頭4沿著三維模型10表面運動。
由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種三維噴 繪供墨系統(tǒng)，其可以讓噴墨頭克服由于自身進行加速度、速度不固定的三維運動而導(dǎo)致的 內(nèi)部氣壓變化，保證噴墨頭內(nèi)的氣壓維持在一個恒定的負壓上，實現(xiàn)穩(wěn)定的供墨，適合大規(guī) 模的推廣應(yīng)用，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。


圖1為本發(fā)明提供的一種三維噴繪供墨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實施方式對本 發(fā)明作進一步的詳細說明。
圖1為本發(fā)明提供的一種三維噴繪供墨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 參見圖l，本發(fā)明提供了一種三維噴繪供墨系統(tǒng)，位于三維噴繪系統(tǒng)中，該三維噴 繪系統(tǒng)用于對三維模型10進行噴繪，所述三維噴繪系統(tǒng)包括有一個龍門機器人7，所述龍 門機器人7中放置有三維模型10， 需要說明的是，在本發(fā)明中，所述龍門機器人7用于承載該三維模型10，同時提供 X、Y、Z三維方向上三個自由度的運動。 在本發(fā)明中，所述龍門機器人7上設(shè)置有本發(fā)明的多組三級墨盒供墨裝置，每組
三級墨盒供墨裝置分別與一個噴墨頭4相連通，用于對噴墨頭進行供墨； 具體實現(xiàn)上，參見圖1，每組三級墨盒供墨裝置包括有從上到下依次設(shè)置的、互相連通的一級墨盒1、二級墨盒2和三級墨盒3，所述一級墨盒1、二級墨盒2和三級墨盒3的 材質(zhì)為耐墨水腐蝕的塑料容器，所述一級墨盒1的體積大于二級墨盒2的體積，所述二級墨 盒2的體積大于所述三級墨盒3的體積。 在本發(fā)明中，所述二級墨盒2位于所述龍門機器人7的頂部，所述一級墨盒1位于 所述二級墨盒2的上方，所述龍門機器人7頂部下方具有末端執(zhí)行器，所述三級墨盒3位于 所述龍門機器人7頂部下方具有的末端執(zhí)行器(End-Effector)上； 所述二級墨盒2中具有液位反饋裝置，從而能夠自動從一級墨盒1中抽取墨水以 維持一定的墨水量。參見圖l，具體結(jié)構(gòu)為所述二級墨盒2與一級墨盒1之間設(shè)置有一個 微型墨泵5，所述微型墨泵5兩端分別與一級墨盒1、二級墨盒2相連通，所述微型墨泵5位 于二級墨盒2的上方，該微型墨泵5根據(jù)二級墨盒2中反饋的液位從一級墨盒1抽取墨水， 將一級墨盒1中的墨水輸送到二級墨盒2中，對二級墨盒2進行實時供墨，使得二級墨盒2 中的墨水量維持在一定范圍內(nèi)； 所述三級墨盒3與噴墨頭4相連通且位于噴墨頭4的正上方，所述三級墨盒3與 噴墨頭4之間固定連接，所述三級墨盒3與噴墨頭4之間的高度差維持固定不變，即具有固 定的高度差，具體高度差的大小與墨盒的體積以及要噴繪的三維模型10的特性決定，在噴 墨頭4進行三維運動時，所述三級墨盒3隨著該噴墨頭4 一起運動； 在本發(fā)明中，參見圖1 ，所述三級墨盒3頂部通過一根進墨管31與二級墨盒2相連 通，所述三級墨盒3中部通過一根出氣管32與一個儲氣瓶8相連通，所述三級墨盒3中部 還具有一根出墨管33，通過該出墨管33與噴墨頭4相連通； 在本發(fā)明中，所述儲氣瓶8與一個真空泵9相連通，該真空泵9通過對儲氣瓶8中
進行抽氣，使得儲氣瓶8內(nèi)的氣壓維持恒定，當(dāng)儲氣瓶8由于機構(gòu)運動或其他情況引起壓力
變化時，真空泵9及時地對儲氣瓶8進行補償，使其重新恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。 在本發(fā)明中，儲氣瓶8為具有多空氣通路的塑料容器，連接真空泵與三級墨盒，根
據(jù)噴繪的具體需要，可以接多路三級墨盒，并維持多路三級墨盒內(nèi)部的壓力恒定。 需要說明的是，所述進墨管31上可以設(shè)置有一個控速閥門，由該控速閥門控制進
墨管31中墨水的流速，即控制二級墨盒2中的墨水流向三級墨盒3中的流速，使得二級墨
盒2通過該進墨管31供給三級墨盒3的墨水與三級墨盒3消耗的墨水相持平；所述出墨管
33上可以設(shè)置一個開關(guān)閥門，用于控制三級墨盒3與噴墨頭4之間是否相連通，即控制三級
墨盒3是否對噴墨頭4進行供墨或者不供墨，控制供墨系統(tǒng)的開始與停止。 如上所述，所述三級墨盒3中部通過一根出氣管32與儲氣瓶8相連通，這樣可以
使得三級墨盒3內(nèi)的空氣壓力保持恒定，略小于大氣壓力，從而維持三級墨盒3與噴墨頭4
之間的液位差保持恒定，實現(xiàn)維持噴墨頭4內(nèi)部的氣壓在一個恒定的負壓上； 在本發(fā)明中，所述龍門機器人7頂部下方具有的末端執(zhí)行器與一個三維噴墨運動
控制裝置6相連接，該三維噴墨運動控制裝置6底部固定連接三級墨盒3和噴墨頭4，用于
驅(qū)動三級墨盒3和噴墨頭4沿著三維模型10表面進行運動，并維持噴墨頭4與三維模型10
表面之間的距離，一般為維持在一個很小的范圍之內(nèi)； 需要說明的是，對于本發(fā)明， 一級墨盒1與二級墨盒2不在用于驅(qū)動噴墨頭3進行 運動的三維噴墨運動控制裝置6內(nèi)，從而可以減小三維噴墨運動控制裝置6的負載，同時也 增強了三個墨盒之間供墨的穩(wěn)定。儲氣瓶8有多路空氣通路接口，其內(nèi)部體積約為300ml，可以緩沖由于真空泵9的負壓波動而引起的三級墨盒3內(nèi)部壓力變化的情況，同時通過多 路轉(zhuǎn)接，實現(xiàn)一個真空泵9控制多路噴墨頭4負壓的功能。 對于本發(fā)明提供的三維噴繪供墨系統(tǒng)，它的物理結(jié)構(gòu)使其具有很好的自由度和伸
縮性，能夠適應(yīng)各種變化，而不僅僅只能在某一平面做往返運動。本發(fā)明通過設(shè)置三級墨盒
供墨裝置來供墨，可以使得與噴墨頭連接部分的墨盒體積很小，同時又能長時間穩(wěn)定的供
墨而不出現(xiàn)斷墨現(xiàn)象，很好地適應(yīng)了三維噴繪要求負載小、高度靈活的需求，因此，本發(fā)明
結(jié)合該開關(guān)閥門的開啟、關(guān)閉控制，即可實現(xiàn)在復(fù)雜運動情況下的穩(wěn)定供墨。 綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種三維噴繪供墨系統(tǒng)，能夠在三維噴
繪中應(yīng)用，能夠完成在復(fù)雜運動條件下的穩(wěn)定供墨功能，其可以讓噴墨頭克服由于自身進
行加速度、速度不固定的三維運動而導(dǎo)致的內(nèi)部氣壓變化，保證噴墨頭內(nèi)的氣壓維持在一
個恒定的負壓上，實現(xiàn)穩(wěn)定的供墨，適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人
員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)
視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種三維噴繪供墨系統(tǒng)，位于三維噴繪系統(tǒng)中，所述三維噴繪系統(tǒng)用于對三維模型(10)進行噴繪，其特征在于，包括有至少一組墨盒供墨裝置，每組所述墨盒供墨裝置分別與一個噴墨頭(4)相連通，所述墨盒供墨裝置與一個儲氣瓶(8)相連通，所述儲氣瓶(8)與一個真空泵(9)相連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的三維噴繪供墨系統(tǒng)，其特征在于，所述墨盒供墨裝置為多組三 級墨盒供墨裝置，每組所述三級墨盒供墨裝置包括有從上到下依次設(shè)置的、互相連通的一 級墨盒(1)、二級墨盒(2)和三級墨盒(3)，所述三級墨盒(3)與噴墨頭(4)相連通且位于 噴墨頭(4)的正上方，所述三級墨盒(3)與儲氣瓶(8)相連通。
3. 如權(quán)利要求2所述的三維噴繪供墨系統(tǒng)，其特征在于，所述三級墨盒(3)頂部通過 一根進墨管(31)與二級墨盒(2)相連通，所述三級墨盒(3)中部通過一根出氣管(32)與 一個儲氣瓶(8)相連通，所述三級墨盒(3)中部還具有一根出墨管(33)，所述三級墨盒(3) 通過該出墨管(33)與噴墨頭(4)相連通。
4. 如權(quán)利要求3所述的三維噴繪供墨系統(tǒng)，其特征在于，所述進墨管(31)上設(shè)置有 一個控速閥門，用于控制二級墨盒(2)中的墨水流向三級墨盒(3)中的流速；所述出墨管 (33)上設(shè)置一個開關(guān)閥門，用于控制三級墨盒(3)是否對噴墨頭(4)進行供墨。
5. 如權(quán)利要求2所述的三維噴繪供墨系統(tǒng)，其特征在于，所述一級墨盒(1)的體積大于 二級墨盒(2)的體積，所述二級墨盒(2)的體積大于所述三級墨盒(3)的體積，所述三級墨 盒(3)與噴墨頭(4)之間具有固定的高度差。
6. 如權(quán)利要求2所述的三維噴繪供墨系統(tǒng)，其特征在于，所述二級墨盒(2)中具有液位 反饋裝置，所述二級墨盒(2)與一級墨盒(1)之間設(shè)置有一個微型墨泵(5)，所述微型墨泵(5) 兩端分別與一級墨盒(1)、二級墨盒(2)相連通，所述微型墨泵(5)位于二級墨盒(2) 的上方。
7. 如權(quán)利要求2所述的三維噴繪供墨系統(tǒng)，其特征在于，所述三維噴繪系統(tǒng)包括有一 個龍門機器人(7)，所述龍門機器人(7)中放置有所述三維模型(IO)，所述墨盒供墨裝置位 于所述龍門機器人(7)上。
8. 如權(quán)利要求7所述的三維噴繪供墨系統(tǒng)，其特征在于，所述二級墨盒(2)位于所述龍 門機器人(7)的頂部，所述一級墨盒(1)位于所述二級墨盒(2)的上方，所述三級墨盒(3) 位于所述龍門機器人(7)頂部下方具有的末端執(zhí)行器上。
9. 如權(quán)利要求8所述的三維噴繪供墨系統(tǒng)，其特征在于，所述龍門機器人(7)頂部下方 具有的末端執(zhí)行器與一個三維噴墨運動控制裝置(6)相連接，所述三維噴墨運動控制裝置(6) 底部固定連接所述三級墨盒(3)和噴墨頭(4)，所述三維噴墨運動控制裝置(6)用于驅(qū) 動三級墨盒(3)和噴墨頭(4)沿著三維模型(10)表面運動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三維噴繪供墨系統(tǒng)，位于三維噴繪系統(tǒng)中，所述三維噴繪系統(tǒng)用于對三維模型(10)進行噴繪，包括有至少一組墨盒供墨裝置，每組所述墨盒供墨裝置分別與一個噴墨頭(4)相連通，所述墨盒供墨裝置與一個儲氣瓶(8)相連通，所述儲氣瓶(8)與一個真空泵(9)相連通。本發(fā)明公開的一種三維噴繪供墨系統(tǒng)，其可以讓噴墨頭克服由于自身進行加速度、速度不固定的三維運動而導(dǎo)致的內(nèi)部氣壓變化，保證噴墨頭內(nèi)的氣壓維持在一個恒定的負壓上，實現(xiàn)穩(wěn)定的供墨，適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。
文檔編號B41J2/175GK101722733SQ200910228
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者劉景泰, 孫雷, 林森, 王鴻鵬, 石濤, 陳新偉 申請人:南開大學(xué)