本文關(guān)鍵詞：一種3D打印機(jī)的旋轉(zhuǎn)臂式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵算法研究

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【摘要】：3D打印是近年來新興的一種實(shí)體制造技術(shù),它將信息、材料、機(jī)械、控制、生物等領(lǐng)域融合,通過數(shù)字化控制材料的逐層疊加實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體的增材制造。3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)相比,具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,目前在國內(nèi)外發(fā)展迅速,且逐漸受到加工制造業(yè)的重視。在現(xiàn)代工業(yè)制造模式下,3D打印的產(chǎn)生是順應(yīng)市場的產(chǎn)物,其在產(chǎn)品應(yīng)用方面取得的成果,促使這種技術(shù)的商品化趨勢加速。目前市面上的的3D打印機(jī)主要分為兩類:一是工業(yè)級3D打印設(shè)備,工業(yè)級設(shè)備精密級別高,打刷材料的適用范圍廣,可打印金屬、陶瓷、和生物質(zhì)材料等,但工業(yè)級設(shè)備體積大、成本高、對工作環(huán)境要求更嚴(yán)格,不適合家庭辦公使用;二是使用型桌面級3D打印機(jī),該設(shè)備可面向企業(yè)、家庭、學(xué)校教育等適用,桌面級3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、對工作環(huán)境無嚴(yán)格要求,成型材料大多是PLA、ABS塑料等,對環(huán)境無污染。本文主要研究一種桌面級3D打印機(jī)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)方式的不同,3D打印機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)也不盡相同,但效率高、重量輕、節(jié)能好的結(jié)構(gòu)是推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的重要方向,在3D打印上也不例外。傳統(tǒng)的3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)體積大、構(gòu)建多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,作為一種使用設(shè)備,設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)是其中的關(guān)鍵技術(shù)。論文通過對論文通過對比現(xiàn)有3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在現(xiàn)有3D打印機(jī)的基礎(chǔ)上,提出了一種新的旋轉(zhuǎn)臂式結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)由兩個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)復(fù)合完成,效率高、成本低、結(jié)構(gòu)緊湊。制定了完整的機(jī)械設(shè)計(jì)方案,并對關(guān)鍵部位進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì),分別對運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)向構(gòu)件、機(jī)身結(jié)構(gòu)和外形分章節(jié)設(shè)計(jì),并根據(jù)設(shè)計(jì)需求,在控制程序上做了一定的修改,并完成了相應(yīng)算法。目前本課題已經(jīng)完成了基于設(shè)計(jì)方案的試驗(yàn)樣機(jī)的調(diào)試運(yùn)行,取得了一定的研究成果,下一步針對樣機(jī)出現(xiàn)的一些結(jié)構(gòu)性問題進(jìn)行改進(jìn),最終測試樣機(jī)的工作效率、打印精度、穩(wěn)定性、可靠性等。
【關(guān)鍵詞】：3D打印 機(jī)械臂 旋轉(zhuǎn)臂 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP334.8
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 3D打印技術(shù)的興起及發(fā)展8-9
• 1.2 3D打印技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 3D打印的技術(shù)原理及特點(diǎn)10-12
• 第2章 機(jī)械結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及分析12-21
• 2.1 常見 3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)分析與比較12-17
• 2.1.1 普通XYZ型 3D打印機(jī)12-13
• 2.1.2 龍門構(gòu)架式 3D打印機(jī)13-14
• 2.1.3 并聯(lián)臂式 3D打印機(jī)14-15
• 2.1.4 直線臂式 3D打印機(jī)15-16
• 2.1.5 以上4種 3D打印機(jī)機(jī)械機(jī)構(gòu)的比較分析16-17
• 2.2 整機(jī)運(yùn)動(dòng)方式設(shè)計(jì)方案17-20
• 2.2.1 總設(shè)計(jì)方案17-18
• 2.2.2 同步帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)18
• 2.2.3 絲桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2.4 齒輪減速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)19-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 第3章 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)21-34
• 3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)21-22
• 3.1.1 基本設(shè)計(jì)原則21
• 3.1.2 3D打印機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)21-22
• 3.2 主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-32
• 3.2.1 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則22-23
• 3.2.2 絲桿結(jié)構(gòu)的選擇23-25
• 3.2.3 同步帶輪的選擇25-28
• 3.2.4 步進(jìn)電機(jī)的選擇28-29
• 3.2.5 旋轉(zhuǎn)平臺的設(shè)計(jì)29-31
• 3.2.6 導(dǎo)向構(gòu)件的選擇31-32
• 3.3 機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-33
• 3.3.1 設(shè)計(jì)原則32
• 3.3.2 機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 關(guān)鍵算法研究34-37
• 4.1 Arduino平臺34
• 4.2 關(guān)鍵算法研究34-36
• 4.2.1 X方向進(jìn)給量計(jì)算34-35
• 4.2.2 Y方向進(jìn)給量計(jì)算35
• 4.2.3 X方向進(jìn)給量補(bǔ)量計(jì)算35-36
• 4.3 程序編寫36
• 4.4 本章小結(jié)36-37
• 第5章 結(jié)論37-38
• 附錄A38-42
• 參考文獻(xiàn)42-45
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果45-46
• 致謝46

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本文編號：647841