一种全自动增材制造装置和操作方法与流程

1.本发明涉及增材制造技术领域，具体涉及一种全自动增材制造装置和操作方法。


背景技术：

2.随着制造领域向自动化、数字化、智能化及产品个性化的发展，增材制造技术的应用越来越广泛。增材制造(俗称3d打印)是通过层层叠加来成型产品，对于需要平台支撑的增材制造技术如fdm、微滴喷射、sla、粉末粘接等，打印完成后需要将打印的成品取下来，而打印的成品一般与平台结合特别紧密，在取产品时容易损坏产品，更难于实现自动化取料生产。
3.现有技术一种增材制造设备，在支撑平台设置支撑膜，产品可以在支撑膜上成型，支撑平台不直接与产品相接触，便于将产品取下，还可以保证支撑平台的清洁度。但如何将产品与支撑膜剥离，且不会对产品和支撑膜造成损坏或变形，为本领域技术人员亟需解决的技术问题。本发明结合机器人技术，设计了独特的剥离机构，还能实现自动装料，从而实现无人值守全自动地打印多个产品。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种全自动增材制造装置和操作方法。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种全自动增材制造装置，包括剥离机构，所述剥离机构用于剥离支撑膜和片剂产品，所述剥离机构包括取模单元、脱模单元和机械臂，所述脱模单元与所述机械臂相对固定设置，所述机械臂与所述取模单元连接，用于驱动所述取模单元按照预设轨迹动作，其中：
6.所述取模单元包括夹持部件和吸附部件，所述夹持部件包括片剂夹爪，所述片剂夹爪用于夹紧或松开所述片剂产品，所述吸附部件具有吸盘，所述吸附部件用于通过所述吸盘负压吸附所述支撑膜；
7.所述脱模单元包括两个相对设置的脱模夹爪，两个所述脱模夹爪能够沿相对靠近的方向移动，以夹紧所述支撑膜，并驱使所述支撑膜折弯至与所述片剂产品脱离，两个所述脱模夹爪还能够沿相对远离的方向移动，以放松所述支撑膜。
8.本发明全自动增材制造装置中剥离机构的工作过程如下：
9.首先，机械臂控制取模单元按照预设轨迹移动至预设取模位置，在预设取模位置时，片剂产品位于片剂夹爪的夹持空间内，吸盘与支撑膜贴合，随后，片剂夹爪夹紧片剂产品，吸附部件负压吸附支撑膜；
10.其次，控制脱膜单元中的两个脱模夹爪沿相对远离的方向移动，两个脱模夹爪之间具有足够的空间，用于容纳支撑膜；随后，机械臂控制取模单元按照预设轨迹移动至预设脱模位置，此时，支撑膜位于两个脱模夹爪之间；
11.再次，控制脱膜单元中的两个脱模夹爪沿相对靠近的方向移动，两个脱模夹爪逐渐夹紧支撑膜，并驱使支撑膜01折弯，支撑膜01相对的两端向远离片剂产品的一侧折弯，支
撑膜与片剂产品的连接处逐渐受力脱离，当支撑膜折弯至与片剂产品脱离时，控制两个脱模夹爪沿相对远离的方向移动，支撑膜在恢复力作用下回到展开状态，此时，完成支撑膜和片剂产品的剥离动作。
12.由此可见，本发明全自动增材制造装置中，剥离机构通过机械臂、取模单元和脱模单元完成支撑膜和片剂产品的自动剥离，不会对片剂产品和支撑膜造成损坏或变形，保证产品抓取前后外观质量一致性，且结构简单，操作方便，提高增材制造设备的自动化、数字化和智能化水平。
13.可选地，所述片剂夹爪为柔性夹爪，其内部为中空结构，所述夹持部件还包括抽吸部和抽吸管，所述抽吸管连通所述片剂夹爪与所述抽吸部，所述片剂夹爪能够在所述抽吸部作用下变形，以夹持或松开所述片剂产品。
14.可选地，所述片剂夹爪包括两个相对设置的夹爪本体，两个所述夹爪本体的夹持端具有夹持平面，在所述夹持平面相对设置有夹持槽，夹持状态下，所述片剂产品夹持在所述夹持平面之间，或所述片剂产品部分位于所述夹持槽内部。
15.可选地，所述夹持部件还包括连接套筒和弹性部件，所述连接套筒相对固定于所述机械臂，所述抽吸管自所述连接套筒内部穿过，并通过所述弹性部件与所述连接套筒轴向限位。
16.可选地，所述脱模夹爪的内壁相对设置有缺口，所述缺口贯穿所述脱模夹爪厚度方向的两端壁，并贯穿所述脱模夹爪的外端壁，两个所述缺口之间围成脱模空间，围成所述缺口的两侧壁之间的夹角为α，α的取值范围为80
°
～90
°
。
17.可选地，所述吸盘包括轴向连接的吸附段和连接段，所述吸附段远离所述连接段的一端形成吸附端，用于吸附所述支撑膜，所述连接段的直径由中部向两端渐缩。
18.可选地，所述吸盘包括吸附端，所述吸附端设置有吸附槽，在所述吸盘的轴向投影面内，所述吸附槽的轮廓线为弧形曲线。
19.可选地，所述剥离机构还包括底座，所述脱模单元和所述机械臂均设置于所述底座；所述底座上还设置有第一容纳区和第二容纳区，所述第一容纳区用于容纳所述片剂产品，所述第二容纳区用于容纳所述支撑膜。
20.可选地，所述底座上还设置有第三容纳区，所述第三容纳区用于容纳棒料，所述片剂夹爪还能够夹紧或松开所述棒料。
21.可选地，还包括吸附单元，所述吸附单元连接于所述机械臂，所述吸附单元具有正负压吸盘，所述吸附单元用于通过所述正负压吸盘吸附新的所述支撑膜，所述机械臂能够按照预设轨迹将新的所述支撑膜放置于增材制造设备的工作平台上。
22.可选地，还包括至少一个增材制造设备，所述剥离机构能够在各所述增材制造设备之间移动。
23.本发明还提供一种全自动增材制造装置的操作方法，适用于前述全自动增材制造装置，包括剥离方法，所述剥离方法包括如下步骤：
24.夹持片剂产品，驱使支撑膜相对的两端向远离片剂产品的一侧折弯，直至所述支撑膜与所述片剂产品脱离。
25.本发明全自动增材制造装置的操作方法适用于前述全自动增材制造装置，因此具有前述全自动增材制造装置相同的技术效果，在此不再赘述；同时，本发明全自动增材制造
装置的操作方法中，剥离方法操作简单，且不会对片剂产品和支撑膜造成损坏或变形，提高工作效率。
26.可选地，所述剥离方法具体包括如下步骤：
27.机械臂控制取模单元按照预设轨迹移动至预设取模位置，片剂夹爪夹紧所述片剂产品，吸附部件负压吸附所述支撑膜；
28.所述机械臂控制所述取模单元按照预设轨迹移动至预设脱模位置，所述支撑膜位于所述脱模单元中、两个脱模夹爪之间；
29.两个所述脱模夹爪夹紧所述支撑膜，并驱使所述支撑膜相对的两端向远离所述片剂产品的一侧折弯，直至所述支撑膜与所述片剂产品脱离。
30.可选地，全自动增材制造装置的增材制造设备具有打印头和支撑平台，所述打印头具有装料区，所述支撑平台设置有负压吸附部，新的支撑膜通过所述负压吸附部吸附固定于所述支撑平台，
31.所述全自动增材制造装置的操作方法，在所述剥离方法之前还包括如下步骤：
32.步骤s100：机械臂抓取棒料，并按照预设轨迹将所述棒料装填于所述装料区；
33.步骤s200：所述机械臂吸附新的所述支撑膜，并按照预设轨迹将新的所述支撑膜放置于所述支撑平台，新的所述支撑膜通过所述负压吸附部吸附固定于所述支撑平台；
34.步骤s300：所述增材制造设备完成打印，所述支撑膜和片剂产品连接于一体；
35.所述全自动增材制造装置的操作方法，在所述剥离方法之后还包括如下步骤：
36.步骤s400：所述机械臂将所述片剂产品放置于第一容纳区，将所述支撑膜放置于第二容纳区；重复步骤s200之后的步骤；
37.在所述棒料用完后，重复步骤s100之后的步骤，其中：步骤s100和步骤s200可以互换。
附图说明
38.图1为待剥离的支撑膜和片剂产品的结构示意图；
39.图2为本发明所提供全自动增材制造装置中剥离结构一种具体实施例的结构示意图；
40.图3为图2剥离机构中取模单元的结构示意图；
41.图4为图2剥离机构去除机械臂时的结构示意图；
42.图5为图2剥离机构在剥离支撑膜和片剂产品时的状态图；
43.图6为图2剥离机构中夹持部件的轴向剖视图；
44.图7为图2剥离机构中片剂夹爪的结构示意图；
45.图8为图2剥离机构中脱模单元的结构示意图；
46.图9为图8脱模单元的局部放大图；
47.图10为图2剥离机构中吸盘的结构示意图；
48.图11为图10吸盘第二种角度的结构示意图；
49.图12为图2剥离机构将支撑膜放置在第二容纳区的结构示意图；
50.图13为图2剥离机构将片剂产品置在第一容纳区的结构示意图；
51.图14为取模单元给增材制造设备装入棒料的结构示意图；
52.图15为本技术所提供全自动增材制造装置一种具体实施例的结构示意图；
53.图16为图15全自动增材制造装置第二种角度的结构示意图；
54.图17为图15全自动增材制造装置第三种角度的结构示意图；
55.图18为图15全自动增材制造装置第四种角度的结构示意图；
56.图19为本技术所提供全自动增材制造装置第二种具体实施例的结构示意图；
57.图20为本技术所提供全自动增材制造装置第三种具体实施例的结构示意图；
58.图21为图15全自动增材制造装置中支撑平台的结构示意图；
59.图22为图21支撑平台第二种角度的结构示意图；
60.其中，图1-图22中的附图标记说明如下：
61.1-剥离机构；11-取模单元；111-夹持部件；1111-片剂夹爪；1112-抽吸管；1113-连接套筒；1114-弹性部件；1111a-夹持槽；112-吸附部件；1121-吸盘；1121a-吸附段；1121b-连接段；1121c-吸附槽；1122-吸附管；12-脱模单元；121-脱模夹爪；1211-第一连接部；1212-第二连接部；121a-缺口；122-夹爪气缸；1221-夹爪部；13-机械臂；131-连接座；14-底座；14a-第一容纳区；14b-第二容纳区；14c-第三容纳区；
62.2-增材制造设备；21-打印头；22-支撑平台；
63.01-支撑膜；02-片剂产品。
具体实施方式
64.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
65.本文中所述“多个”通常为两个以上；且当采用“多个”表示某几个部件的数量时，并不表示这些部件在数量上的相互关系。
66.请参考图1-图5，图1为待剥离的支撑膜和片剂产品的结构示意图；图2为本发明所提供全自动增材制造装置中剥离结构一种具体实施例的结构示意图；图3为图2剥离机构中取模单元的结构示意图；图4为图2剥离机构去除机械臂时的结构示意图；图5为图2剥离机构在剥离支撑膜和片剂产品时的状态图。
67.本发明全自动增材制造装置，包括剥离机构，剥离机构用于剥离打印完成后连接于一体的支撑膜01和片剂产品02，如图1所示，支撑膜01的厚度大约在0.1mm～1mm，夹持后变形，放松后可恢复。
68.具体地，如图2-图5所示，本发明中，剥离机构1包括取模单元11、脱模单元12和机械臂13，脱模单元12与机械臂13相对固定设置，机械臂13与取模单元11连接，机械臂13用于驱动取模单元11按照预设轨迹动作，其中：
69.取模单元11包括夹持部件111和吸附部件112，夹持部件111包括片剂夹爪1111，片剂夹爪1111用于夹紧或松开片剂产品02，吸附部件112具有吸盘1121，吸附部件112用于通过吸盘1121负压吸附支撑膜01；
70.脱模单元12包括两个相对设置的脱模夹爪121，两个脱模夹爪121能够沿相对靠近的方向移动，以夹紧支撑膜01，并驱使支撑膜01折弯至与片剂产品02脱离，两个脱模夹爪121还能够沿相对远离的方向移动，以放松支撑膜01。
71.本发明全自动增材制造装置中剥离机构1的工作过程如下：
72.首先，机械臂13控制取模单元11按照预设轨迹移动至预设取模位置，在预设取模位置时，片剂产品02位于片剂夹爪1111的夹持空间内，吸盘1121与支撑膜01贴合，随后，片剂夹爪1111夹紧片剂产品02，吸附部件112负压吸附支撑膜01，如图3所示；
73.其次，控制脱膜单元12中的两个脱模夹爪121沿相对远离的方向移动，两个脱模夹爪121之间具有足够的空间，用于容纳支撑膜01；随后，机械臂13控制取模单元11按照预设轨迹移动至预设脱模位置，此时，支撑膜01位于两个脱模夹爪121之间；
74.再次，控制脱膜单元12中的两个脱模夹爪121沿相对靠近的方向移动，两个脱模夹爪121逐渐夹紧支撑膜01，并驱使支撑膜01折弯，如图5所示，支撑膜01相对的两端向远离片剂产品02的一侧折弯，支撑膜01与片剂产品02的连接处逐渐受力脱离，当支撑膜01折弯至与片剂产品02脱离时，控制两个脱模夹爪121沿相对远离的方向移动，支撑膜01在恢复力作用下回到展开状态，此时，完成支撑膜01和片剂产品02的剥离动作。
75.由此可见，本发明全自动增材制造装置中，剥离机构1通过机械臂13、取模单元11和脱模单元12完成支撑膜01和片剂产品02的自动剥离，不会对片剂产品02和支撑膜01造成损坏或变形，保证产品抓取前后外观质量一致性，且结构简单，操作方便，提高增材制造设备的自动化、数字化和智能化水平。
76.其中，如图5所示，在本实施例中，两个脱模夹爪121沿左右方向布置，当取模单元11处于预设脱模位置时，支撑膜01所在平面与脱模夹爪121的延伸方向垂直，且支撑膜01的宽度方向为左右方向，支撑膜01的长度方向为高度方向，此时，两个脱模夹爪121逐渐夹紧支撑膜01时，支撑膜01沿宽度方向的两端进行折弯。
77.如上设置，支撑膜01沿宽度方向的两端进行折弯，使得支撑膜01在更小的变形程度下便能够与片剂产品02脱离，提高支撑膜01和片剂产品02的剥离效率。
78.当然，实际应用中，脱模夹爪121的设置方向不做限制，如两个脱模夹爪121沿上下方向布置也是可行的，当取模单元11处于预设脱模位置时，撑膜01所在平面与脱模夹爪121的延伸方向垂直，且支撑膜01的宽度方向为上下方向，支撑膜01的长度方向为左右方向。
79.进一步地，请参考图6，图6为图2剥离机构中夹持部件的轴向剖视图。
80.本实施例中，片剂夹爪1111为柔性夹爪，其内部为中空结构，片剂夹爪1111具有两个相对设置的夹爪本体，夹持部件111还包括抽吸部和抽吸管1112，抽吸管1112连通片剂夹爪1111与抽吸部，片剂夹爪1111能够在抽吸部作用下变形，以夹持或松开片剂产品02，具体地：
81.当抽吸部对片剂夹爪1111进行负压抽吸时，两个夹爪本体能够相对靠近，以夹紧片剂产品02；当抽吸部对片剂夹爪1111内部进行供气时，两个夹爪本体能够相对远离，以放松片剂产品02，两个夹爪本体的张缩距离大致为0.1mm～0.3mm。
82.其中，片剂夹爪1111的材质包括但不限于医用硅胶。
83.其中，抽吸管1112的材质不做限制，如可以采用刚性或柔性材质制成，抽吸管1112与片剂夹爪1111可以一体成型，也可以为分体结构，再固定于一体，保证连接处的密封即可，具体连接方式不做限制，如抽吸管1112与片剂夹爪1111通过螺纹连接，在连接端设置密封胶，实现密封。
84.其中，抽吸部对吸盘可提供正压或负压。
85.实际应用中，夹持部件111并不局限于上述实施方式，如夹持部件111还可以为夹
爪气缸等。夹爪气缸的具体结构、工作原理为本领域技术人员熟知的现有技术，在此不再赘述。
86.请参考图7，图7为图2剥离机构中片剂夹爪的结构示意图。
87.两个夹爪本体1111相对的侧壁为夹持臂，夹持臂靠近自由端的一端为夹持端，夹持端具有夹持平面，夹持端设置有夹持槽1111a，夹持槽1111a延伸至贯穿夹爪本体1111的端壁，夹持槽1111a的开口端贯穿该夹持平面，夹持状态下，片剂产品02夹持在夹持平面之间，或片剂产品02部分位于夹持槽1111a内部。
88.如此，两个相对设置的夹持槽1111a能够起到定位作用，使得片剂产品02夹装于两个夹爪本体1111之间时更加稳定。其中，夹持槽1111a的结构可以根据片剂产品02的具体结构进行仿形设计，如在本实施例中，片剂产品02的横截面为圆形，此时，夹持槽1111a为弧形结构。当片剂产品02具有平面结构时，夹持平面则便于夹持片剂产品02的平面处。
89.请继续参考图6，本实施例中，夹持部件111还包括连接套筒1113和弹性部件1114，连接套筒1113相对固定于机械臂13，抽吸管1112自连接套筒1113内部穿过，并通过弹性部件1114与连接套筒1113轴向限位。
90.抽吸管1112通过弹性部件1114与连接套筒1113轴向限位，具体地：在自然状态下(不受力状态下)，抽吸管1112在弹性部件1114的作用下与连接套筒1113保持相对固定状态，即片剂夹爪1111与机械臂13保持相对固定状态；当片剂夹爪1111受到轴向作用力时，抽吸管1112能够压缩弹性部件1114，并相对连接套筒1113做轴向移动，而作用于片剂夹爪1111的轴向力撤销时，抽吸管1112还能够在弹性部件1114的恢复力作用下回到初始状态。
91.如上设置，片剂夹爪1111设计为可浮动状态，保证在取模时，吸盘1121能够吸附支撑膜01，夹持部件111可以恰好调节至夹紧片剂产品02，如此，在成型过程中，无需对片剂夹爪1111的位置进行精确设计，降低片剂夹爪1111的安装精度，降低片剂夹爪1111的安装要求，降低工作人员劳动强度，提高工作效率。
92.如图6所示，抽吸管1112外壁设置有环形凸起，环形凸起形成限位部，环形凸起的靠近第一端的端壁形成第一限位壁，靠近第二端的端壁形成第二限位壁，连接套筒1113轴向第一端设置有第三限位壁，连接套筒1113轴向第二端设置有第四限位壁，第三限位壁和第四限位壁相对设置，弹性部件1114活动套装抽吸管1112，抽吸管1112插装于连接套筒1113内部，且处于自然状态下(不受力状态下)，第一限位壁与第三限位壁相抵，弹性部件1114的轴向两端与第二限位壁、第四限位壁相抵；当片剂夹爪1111受到轴向作用力时，抽吸管1112压缩弹性部件1114，并相对连接套筒1113做轴向移动，第一限位壁与第三限位壁逐渐脱离。
93.其中，在本实施例中，弹性部件1114为螺旋弹簧。实际应用中，弹性部件1114还可以由柔性材质制成，如弹性部件1114为硅胶材质的管状结构。
94.本实施例中，夹持部件111的数量为一个，单次可夹持一个片剂产品02。实际应用中，剥离机构1设置夹持部件111的数量可以为两个以上，在单台增材制造设备上打印完成多个片剂产品02后，单次可同时抓取多个片剂02，提高工作效率。此时，每个夹持部件111可以设置相匹配的吸附部件112，以对支撑膜01进行吸附。
95.如图6所示，在本实施例中，机械臂13的连接端设置有t形连接座131，连接座131设置有连接孔，连接套筒1113自连接孔内部穿过，连接套筒1113的外壁设置有外螺纹，还包括
两个固定螺母，两个固定螺母均拧装于连接套筒1113的外周，且两个固定螺母位于连接座131的两侧，并与连接座131的对应侧壁相抵，实现连接套筒1113的固定。
96.如此，连接套筒1113固定于机械臂13的位置也可调，进一步扩大片剂夹爪1111的调节范围，进而扩大本发明剥离结构的适用范围，实用性更强。
97.当然，实际应用中，连接套筒1113的固定方式不做限制，如连接套筒1113的外壁设置有外螺纹，连接孔为螺纹孔，连接套筒1113与连接座131螺纹连接也是可行的。
98.请参考图8-图9，图8为图2剥离机构中脱模单元的结构示意图；图9为图8脱模单元的局部放大图。
99.本技术中，脱模夹爪121的内壁相对设置有缺口121a，缺口121a贯穿脱模夹爪121厚度方向的两端壁，并贯穿脱模夹爪121的外端壁，两个缺口121a之间围成脱模空间，脱模时，支撑膜01便位于该脱模空间内，围成缺口121a的两侧壁之间的夹角为α，α的取值范围为80
°
～90
°
。
100.需要说明的是，脱模夹爪121相对的侧壁为“内壁”，脱模夹爪121自由端的端壁为“外端壁”。
101.如上设置，缺口121a可以起到对支撑膜01的限位作用，使得支撑膜01在脱模夹爪121的作用下发生变形；围成缺口121a的两侧壁之间的夹角取值范围为80
°
～90
°
，一方面，可以增大支撑膜01的变形量，更便于支撑膜01与片剂产品02脱离，避免对支撑膜01造成损坏或变形；另一方面，还可以防止支撑膜01在变形过程中弹出，起到一定的限位作用。
102.进一步地，如图8-图9所示，本实施例中，脱模单元12还包括夹爪气缸122，夹爪气缸122具有两个夹爪部1221，两个夹爪部1221可以相对靠近或远离，脱模夹爪121一一对应地连接于夹爪部1221，进而实现两个脱模夹爪121的相对靠近或相对远离。
103.具体地，脱模夹爪121包括第一连接部1211和第二连接部1212，第一连接部1211和第二连接部1212相互垂直，大致形成l形结构，第一连接部1211的长度较长，第一连接部1211用于与夹爪部1221长度方向的外壁连接，第二连接部1212的长度较短，第二连接部1212用于与夹爪部1221的端壁连接，缺口121a相对设置于两个第二连接部1212。
104.需要说明的是，两个夹爪部1221相对的侧壁为“内壁”，两个夹爪部1221相背的侧壁为“外壁”。
105.当然，本实施例中脱模夹爪121的设置方式，增大脱模夹爪121与夹爪部1221的连接面积，提高脱模夹爪121与夹爪部1221的连接强度。实际应用中，脱模夹爪121的具体结构不做限制，如脱模夹爪121仅包括第二连接部1212也是可行的。
106.请参考图10-图11，图10为图2剥离机构中吸盘的结构示意图；图11为图10吸盘第二种角度的结构示意图。
107.本技术中，吸盘1121包括轴向连接的吸附段1121a和连接段1121b，吸附段1121a远离连接段1121b的一端形成吸附端，用于吸附支撑膜01，连接段1121b的直径由中部向两端渐缩。
108.如上设置，从结构上使得吸盘1121具有更大的弹性，以进行轴向伸缩，便于吸盘1121对支撑膜01的吸附，提高吸盘1121与支撑膜01之间的连接稳定性。
109.进一步地，吸盘1121在吸附端还设置有吸附槽1121c，在吸盘1121的轴向投影面内，吸附槽1121c的轮廓线为弧形曲线。
110.请结合图5理解，可以看出，通过设置如上吸附槽1121c，在支撑膜01折弯变形中，仍可保证吸盘1121与支撑膜01具有足够的吸合力，防止支撑膜01脱落。
111.实际应用中，该吸附槽1121c的结构应当根据支撑膜01与片剂产品02脱离时，支撑膜01的折弯状态进行仿形设计，保证吸盘1121与支撑膜01能够尽可能贴合。
112.其中，吸盘1121的材质包括但不限于医用硅胶。
113.请继续参考图3，本实施例中，吸附部件112的数量为两个，并分设于夹持部件111的两侧，保证吸盘1121与支撑膜01之间的连接稳定性。
114.当然，实际应用中，吸附部件112的数量不做限制，如吸附部件112的数量可以为至少一个。
115.进一步地，吸附部件112还包括吸附管1122和抽吸机构，吸附管1122密封连通吸盘1121与抽吸机构，吸盘1121能够在抽吸机构作用下吸附或放松支撑膜01；吸附管1122固定于机械臂13的方式与连接套筒1113一致，在此不再赘述。
116.同样地，吸附管1122的固定方式不做限制，如吸附管1122与连接座131螺纹连接也是可行的。
117.当然，吸盘1121也可以设置为能够相对机械臂13轴向浮动，此时，吸附部件112也包括连接套筒和弹性部件，连接套筒与机械臂13相对固定，吸附管1122自连接套筒内部穿过，并通过弹性部件轴向限位连接。
118.请参考图2，图12-图13，图12为图2剥离机构将支撑膜放置在第二容纳区的结构示意图；图13为图2剥离机构将片剂产品置在第一容纳区的结构示意图。
119.本技术中，剥离机构1还包括底座14，脱模单元12和机械臂13均设置于底座14，底座14上还设置有第一容纳区14a和第二容纳区14b，第一容纳区14a用于容纳片剂产品02，第二容纳区14b用于容纳支撑膜01。
120.如此，在完成支撑膜01和片剂产品02的剥离后，机械臂13能够按照预设轨迹将片剂产品02放置于第一容纳区14a，将支撑膜01放置于第二容纳区14b。
121.可以理解，第二容纳区14b不仅用于容纳使用后的支撑膜01，新的支撑膜01也可以放置于第二容纳区14b，如此，再将使用后的支撑膜01放置于第二容纳区14b后，吸附部件112可以吸附新的支撑膜01，机械臂13按照预设轨迹将新的支撑膜01放置于增材制造设备的支撑平台上。
122.请参考图4与图14，图14为取模单元给增材制造设备装入棒料的结构示意图。
123.进一步地，底座14上还设置有第三容纳区14c，第三容纳区14c用于容纳棒料03，片剂夹爪1111还能够夹紧或松开棒料03。
124.如此，本技术中，剥离机构1不仅能够实现支撑膜01和片剂产品02的剥离，还能够实现自动装料，具体地：
125.机械臂13通过片剂夹爪1111抓取棒料03，并按照预设轨迹将棒料03装填于增材制造设备的装料区；待增材制造设备完成打印后，便可进行前述剥离操作，在将片剂产品02放置于第一容纳区14a，将支撑膜01放置于第二容纳区14b后，完成一次完整的打印工作。
126.当棒料03用完之后，再重复上述装料步骤，如此，实现增材制造设备打印片剂产品的连续化、无人值守自动生产，提高3d打印制剂产品稳定性及成型产品一致性，减少人工参与环节，避免人工操作污染源带入，节省研发人员打印操作时间，提高操作效率，提升设备
利用率，满足生物医药行业的生产需求。
127.进一步地，剥离机构1还可以包括吸附单元(图中未示出)，吸附单元连接于机械臂13，吸附单元具有正负压吸盘，吸附单元用于通过正负压吸盘吸附新的支撑膜01，机械臂13能够按照预设轨迹将新的支撑膜01放置于增材制造设备的工作平台上。
128.如此，在机械臂13控制取模单元11将支撑膜01和片剂产品02取出增材制造设备时，可以先通过吸附单元将新的支撑膜01放置于增材制造设备的工作平台上，使得增材制造设备可以继续打印工作，随后，剥离机构1再进行支撑膜01和片剂产品02的剥离工作，缩短增材制造设备的空闲等待时间，提高工作效率。
129.进一步地，如图2所示，底座14侧壁还设置有把手，底座14底部还可以设置滚轮，便于对剥离机构1的位置进行调节，如此，同一个剥离机构1可以对应多个增材制造设备，提高本发明中剥离机构1的利用率。
130.实际应用中，剥离机构1还设置有控制器，控制器与取模单元11、脱模单元12、机械臂13、底座14中的驱动机构均电连接，用于控制取模单元11、脱模单元12、机械臂13、底座14按照预设轨迹动作。
131.其中，控制器的具体结构、控制策略为本领域技术人员熟知的现有技术，在此不再赘述。
132.请参考图15-图22，图15为本技术所提供全自动增材制造装置一种具体实施例的结构示意图；图16为图15全自动增材制造装置第二种角度的结构示意图；图17为图15全自动增材制造装置第三种角度的结构示意图；
133.图18为图15全自动增材制造装置第四种角度的结构示意图；图19为本技术所提供全自动增材制造装置第二种具体实施例的结构示意图；图20为本技术所提供全自动增材制造装置第三种具体实施例的结构示意图；图21为图15全自动增材制造装置中支撑平台的结构示意图；图22为图21支撑平台第二种角度的结构示意图。
134.本发明全自动增材制造装置，还包括至少一个增材制造设备2，剥离机构1能够在各个增材制造设备2之前移动，以与各增材制造设备2配合完成打印工作。
135.其中，增材制造设备2具有打印头21，还包括支撑平台22，打印头21具有装料区，支撑平台22设置有负压吸附部，新的支撑膜01通过负压吸附部吸附固定于支撑平台22；负压吸附部具体包括环形槽，支撑平台22还设置有负压通道，负压通道连通环形槽和负压机构，负压机构具体可以为抽真空泵等。
136.其中，打印头21的数量可以为一个或多个；当打印头21的数量为多个时，打印头21的位置可调，每个打印头21可移动至与支撑平台22相对应的位置。
137.本发明还提供一种全自动增材制造装置的操作方法，适用于前述全自动增材制造装置，包括剥离方法，剥离方法包括如下步骤：
138.夹持片剂产品02，驱使支撑膜01相对的两端向远离片剂产品02的一侧折弯，直至支撑膜01与片剂产品02脱离。
139.本发明全自动增材制造装置的操作方法，适用于前述全自动增材制造装置，因此具有与全自动增材制造装置的操作方法相同的技术效果，在此不再赘述。此外，本发明中，剥离方法，操作简单，且不会对片剂产品02和支撑膜01造成损坏或变形，提高工作效率。
140.具体到前述剥离机构1中，剥离方法包括如下步骤：
141.机械臂13控制取模单元11按照预设轨迹移动至预设取模位置，片剂夹爪1111夹紧片剂产品02，吸附部件112负压吸附支撑膜01；
142.机械臂13控制取模单元11按照预设轨迹移动至预设脱模位置，支撑膜01位于脱模单元12中、两个脱模夹爪121之间；
143.两个脱模夹爪121夹紧支撑膜01，并驱使支撑膜01相对的两端向远离片剂产品02的一侧折弯，直至支撑膜01与片剂产品02脱离。
144.可以看到，剥离机构1通过机械臂13、取模单元11和脱模单元12完成支撑膜01和片剂产品02的自动剥离，不会对片剂产品02和支撑膜01造成损坏或变形，保证产品抓取前后外观质量一致性，且结构简单，操作方便，提高增材制造设备的自动化、数字化和智能化水平。
145.本发明全自动增材制造装置的操作方法，在剥离方法之前还包括如下步骤：
146.步骤s100：机械臂13抓取棒料03，并按照预设轨迹将棒料03装填于装料区；
147.步骤s200：机械臂13吸附新的支撑膜01，并按照预设轨迹将新的支撑膜01放置于支撑平台22，新的支撑膜01通过负压吸附部吸附固定于支撑平台22；
148.步骤s300：增材制造设备2完成打印，支撑膜01和片剂产品02连接于一体；
149.本发明全自动增材制造装置的操作方法，在剥离方法之后还包括如下步骤：
150.步骤s400：机械臂13将片剂产品02放置于第一容纳区14a，将支撑膜01放置于第二容纳区14b；重复步骤s200之后的步骤；
151.在棒料03用完后，重复步骤s100之后的步骤，其中：步骤s100和步骤s200可以互换。
152.可以看出，本发明全自动增材制造装置的操作方法，结合机器人技术，能够实现增材制造设备打印片剂产品的连续化、无人值守自动生产，提高3d打印制剂产品稳定性及成型产品一致性，减少人工参与环节，避免人工操作污染源带入，节省研发人员打印操作时间，提高操作效率，提升设备利用率，满足生物医药行业的生产需求。
153.需要说明的，前述“重复步骤s200之后的步骤”，包括重复步骤200；前述“重复步骤s100之后的步骤”，包括重复步骤100。
154.以上对本发明所提供的一种全自动增材制造装置和操作方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种全自动增材制造装置，其特征在于，包括剥离机构(1)，所述剥离机构(1)用于剥离支撑膜(01)和片剂产品(02)，所述剥离机构(1)包括取模单元(11)、脱模单元(12)和机械臂(13)，所述脱模单元(12)与所述机械臂(13)相对固定设置，所述机械臂(13)与所述取模单元(11)连接，用于驱动所述取模单元(11)按照预设轨迹动作，其中：所述取模单元(11)包括夹持部件(111)和吸附部件(112)，所述夹持部件(111)包括片剂夹爪(1111)，所述片剂夹爪(1111)用于夹紧或松开所述片剂产品(02)，所述吸附部件(112)具有吸盘(1121)，所述吸附部件(112)用于通过所述吸盘(1121)负压吸附所述支撑膜(01)；所述脱模单元(12)包括两个相对设置的脱模夹爪(121)，两个所述脱模夹爪(121)能够沿相对靠近的方向移动，以夹紧所述支撑膜(01)，并驱使所述支撑膜(01)折弯至与所述片剂产品(02)脱离，两个所述脱模夹爪(121)还能够沿相对远离的方向移动，以放松所述支撑膜(01)。2.根据权利要求1所述全自动增材制造装置，其特征在于，所述片剂夹爪(1111)为柔性夹爪，其内部为中空结构，所述夹持部件(111)还包括抽吸部和抽吸管(1112)，所述抽吸管(1112)连通所述片剂夹爪(1111)与所述抽吸部，所述片剂夹爪(1111)能够在所述抽吸部作用下变形，以夹持或松开所述片剂产品(02)。3.根据权利要求1所述全自动增材制造装置，其特征在于，所述片剂夹爪(1111)包括两个相对设置的夹爪本体，两个所述夹爪本体的夹持端具有夹持平面，在所述夹持平面相对设置有夹持槽(1111a)，夹持状态下，所述片剂产品(02)夹持在所述夹持平面之间，或所述片剂产品(02)部分位于所述夹持槽(1111a)内部。4.根据权利要求2所述全自动增材制造装置，其特征在于，所述夹持部件(111)还包括连接套筒(1113)和弹性部件(1114)，所述连接套筒(1113)相对固定于所述机械臂(13)，所述抽吸管(1112)自所述连接套筒(1113)内部穿过，并通过所述弹性部件(1114)与所述连接套筒(1113)轴向限位。5.根据权利要求1-4任一项所述全自动增材制造装置，其特征在于，所述脱模夹爪(121)的内壁相对设置有缺口(121a)，所述缺口(121a)贯穿所述脱模夹爪(121)厚度方向的两端壁，并贯穿所述脱模夹爪(121)的外端壁，两个所述缺口(121a)之间围成脱模空间，围成所述缺口(121a)的两侧壁之间的夹角为α，α的取值范围为80
°
～90
°
。6.根据权利要求1-4任一项所述全自动增材制造装置，其特征在于，所述吸盘(1121)包括轴向连接的吸附段(1121a)和连接段(1121b)，所述吸附段(1121a)远离所述连接段(1121b)的一端形成吸附端，用于吸附所述支撑膜(01)，所述连接段(1121b)的直径由中部向两端渐缩。7.根据权利要求1-4任一项所述全自动增材制造装置，其特征在于，所述吸盘(1121)包括吸附端，所述吸附端设置有吸附槽(1121c)，在所述吸盘(1121)的轴向投影面内，所述吸附槽(1121c)的轮廓线为弧形曲线。8.根据权利要求1-4任一项所述全自动增材制造装置，其特征在于，所述剥离机构(1)还包括底座(14)，所述脱模单元(12)和所述机械臂(13)均设置于所述底座(14)；所述底座(14)上还设置有第一容纳区(14a)和第二容纳区(14b)，所述第一容纳区(14a)用于容纳所述片剂产品(02)，所述第二容纳区(14b)用于容纳所述支撑膜(01)。
9.根据权利要求8所述全自动增材制造装置，其特征在于，所述底座(14)上还设置有第三容纳区(14c)，所述第三容纳区(14c)用于容纳棒料(03)，所述片剂夹爪(1111)还能够夹紧或松开所述棒料(03)。10.根据权利要求1-4任一项所述全自动增材制造装置，其特征在于，还包括吸附单元，所述吸附单元连接于所述机械臂(13)，所述吸附单元具有正负压吸盘，所述吸附单元用于通过所述正负压吸盘吸附新的所述支撑膜(01)，所述机械臂(13)能够按照预设轨迹将新的所述支撑膜(01)放置于增材制造设备的工作平台上。11.根据权利要求1-4任一项所述全自动增材制造装置，其特征在于，还包括至少一个增材制造设备(2)，所述剥离机构(1)能够在各所述增材制造设备(2)之间移动。12.一种全自动增材制造装置的操作方法，适用于权利要求1-11任一项所述全自动增材制造装置，其特征在于，包括剥离方法，所述剥离方法包括如下步骤：夹持片剂产品(02)，驱使支撑膜(01)相对的两端向远离片剂产品(02)的一侧折弯，直至所述支撑膜(01)与所述片剂产品(02)脱离。13.根据权利要求12所述全自动增材制造装置的操作方法，其特征在于，所述剥离方法具体包括如下步骤：机械臂(13)控制取模单元(11)按照预设轨迹移动至预设取模位置，片剂夹爪(1111)夹紧所述片剂产品(02)，吸附部件(112)负压吸附所述支撑膜(01)；所述机械臂(13)控制所述取模单元(11)按照预设轨迹移动至预设脱模位置，所述支撑膜(01)位于所述脱模单元(12)中、两个脱模夹爪(121)之间；两个所述脱模夹爪(121)夹紧所述支撑膜(01)，并驱使所述支撑膜(01)相对的两端向远离所述片剂产品(02)的一侧折弯，直至所述支撑膜(01)与所述片剂产品(02)脱离。14.根据权利要求12所述全自动增材制造装置的操作方法，全自动增材制造装置的增材制造设备(2)具有打印头(21)和支撑平台(22)，所述打印头(21)具有装料区，所述支撑平台(22)设置有负压吸附部，新的支撑膜(01)通过所述负压吸附部吸附固定于所述支撑平台(22)，其特征在于，所述全自动增材制造装置的操作方法，在所述剥离方法之前还包括如下步骤：步骤s100：机械臂(13)抓取棒料(03)，并按照预设轨迹将所述棒料(03)装填于所述装料区；步骤s200：所述机械臂(13)吸附新的所述支撑膜(01)，并按照预设轨迹将新的所述支撑膜(01)放置于所述支撑平台(22)，新的所述支撑膜(01)通过所述负压吸附部吸附固定于所述支撑平台(22)；步骤s300：所述增材制造设备(2)完成打印，所述支撑膜(01)和片剂产品(02)连接于一体；所述全自动增材制造装置的操作方法，在所述剥离方法之后还包括如下步骤：步骤s400：所述机械臂(13)将所述片剂产品(02)放置于第一容纳区(14a)，将所述支撑膜(01)放置于第二容纳区(14b)；重复步骤s200之后的步骤；在所述棒料(03)用完后，重复步骤s100之后的步骤，其中：步骤s100和步骤s200可以互换。

技术总结
本发明公开一种全自动增材制造装置和操作方法，全自动增材制造装置包括剥离机构，剥离机构包括取模单元、脱模单元和机械臂，机械臂与取模单元连接，用于驱动取模单元动作，取模单元包括夹持部件和吸附部件，夹持部件包括片剂夹爪，用于夹紧或松开片剂产品，吸附部件具有吸盘，通过吸盘负压吸附支撑膜；脱模单元包括两个相对设置的脱模夹爪，两个脱模夹爪能够沿相对靠近的方向移动，以夹紧支撑膜，并驱使支撑膜折弯至与片剂产品脱离，两个脱模夹爪还能够沿相对远离的方向移动，以放松支撑膜。本发明全自动增材制造装置，通过机械臂、取模单元和脱模单元完成支撑膜和片剂产品的自动剥离，提高增材制造设备的自动化、数字化和智能化水平。能化水平。能化水平。


技术研发人员：郑学刚 刘海利 熊伟弘
受保护的技术使用者：南京焕型智剂医药科技有限公司
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/8/9