FDM型3D打印機(jī)的工作情況通常是打印頭水平運(yùn)動,連續(xù)疊加耗材,再逐層累加成三維實(shí)體的過程。現(xiàn)在主流桌面級3D打印機(jī)在打印噴頭運(yùn)動學(xué),絲材溫度控制等設(shè)計(jì)都存在很多缺陷,機(jī)構(gòu)運(yùn)動偏差、打印噴頭溫度變化控制不佳,直接影響了打印產(chǎn)品的尺寸精度和表面粗糙度。因此,對打印機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)及溫度控制的研究具有很重要的應(yīng)用意義。本文以KOSSEL并聯(lián)臂3D打印機(jī)為研究對象,首先建立數(shù)學(xué)模型,分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動偏差和精度影響因素,通過實(shí)驗(yàn)對機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)平和調(diào)整運(yùn)動參數(shù),實(shí)現(xiàn)打印頭運(yùn)動目標(biāo)明確、快速調(diào)節(jié)的目的。接著對比傳統(tǒng)PID和模糊PID的控制效果,重點(diǎn)講解模糊PID控制理論及控制參數(shù)設(shè)置,利用Matlab的simulink庫建立模糊PID仿真,觀察溫度仿真響應(yīng)曲線,證明模糊PID控制的溫度效果更穩(wěn)定,更快速,魯棒性更好,讓熔融狀態(tài)的絲材順利擠出。另外,對3D打印中的直線插補(bǔ)進(jìn)行分析,由Bresenham算法加以改進(jìn),較傳統(tǒng)的逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)次數(shù)更少、效率更高、更易于硬件實(shí)現(xiàn)。再對打印路徑進(jìn)行分析,由分層軟件Axon將零件的STL文件切片生成BFB文件,對比不同打印路徑實(shí)驗(yàn)結(jié)果,判斷分區(qū)域打印是耗時(shí)少、耗材少、空行... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?ＫＯＳＳＥＬ型３Ｄ打印機(jī)機(jī)構(gòu)??由圖２－１我們知道，ＫＯＳＳＥＬ型３Ｄ打印機(jī)由上下兩個(gè)三腳架和三根支柱組成固??

第二章３Ｄ打印機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)分析?基于ＫＯＳＳＥＬ并聯(lián)臂３Ｄ打印機(jī)的控制系統(tǒng)研宄??８詠?＊??１??５??／??／??圖２－２?ＫＯＳＳＥＬ型機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖??２．?１．?２?ＫＯＳＳＥＬ型３Ｄ打印機(jī)自由度計(jì)算??根據(jù)圖２－２，我們看到機(jī)器有８個(gè)連桿（含機(jī)架）；９個(gè)關(guān)節(jié)（包括６個(gè)球銷副，??３個(gè)移動關(guān)節(jié)）；由自由度計(jì)算公式：Ｆ?＝?６（／－？?＋?ｌ）?＋?［ｆ可得：??＾－６（／－／１?＋?１）?＋?＾＾?＝６ｘ（８－９?＋?ｌ）?＋?１５－３?（２－１）??２．?２?ＫＯＳＳＥＬ型３Ｄ打印機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)??我們假設(shè)打印機(jī)噴頭的最大打印尺寸為＃１８０／ｎｗ２ｘ３２０ｍｗ。對應(yīng)的我們預(yù)定并聯(lián)??臂長為２２０＿，底部三角架也有一個(gè)外接圓面，取半徑為１７０ｍｍ，固定噴頭的三角??架也有個(gè)外接圓，半徑為３２．５ｍｍ，滑塊到連接件長度為３２ｍｍ，考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要??求和穩(wěn)定性，確定兩聯(lián)臂距離為彳了�。。。蓿矗矗ⅲ�。??表２－１建模參數(shù)??機(jī)構(gòu)核心參數(shù)?尺寸（ｍｍ）??底面到導(dǎo)軌的距離?１７０??導(dǎo)軌到滑塊的距離??滑塊到聯(lián)臂轉(zhuǎn)動點(diǎn)的距離?３２．?５??聯(lián)臂長?２２０??兩個(gè)聯(lián)臂轉(zhuǎn)動點(diǎn)重點(diǎn)到末端執(zhí)行器中心的距離?３２??６??

基于ＫＯＳＳＥＬ并聯(lián)臂３Ｄ打印機(jī)的控制系統(tǒng)研宄?第二章３Ｄ打印機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)分析??議??圖２－３建模尺寸圖??考慮到移動時(shí)受ｘ、ｙ方向力不大，故選用直徑為８ｍｍ的光軸以及配套線軸承。??因?yàn)閮?nèi)徑為８ｍｍ，所以采用ＬＭ８ＵＵ型號線軸承，其外徑為１５ｍｍ。由線軸承尺寸??確定滑塊件結(jié)構(gòu)如圖２－４。由于３Ｄ打印機(jī)聯(lián)臂兩端為球副，故采取圖２－５、圖２－６??設(shè)計(jì)。??圖２－４滑塊件設(shè)計(jì)圖??⑩０?，」??〇?Ｏ?’??圖２－５球副設(shè)計(jì)圖??７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]FDM型3D打印機(jī)的高精度進(jìn)料系統(tǒng)研究[J]. 司國斌,王春霞,靳孝峰.  工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2016(05)
[2]Kossel 3D打印機(jī)精度影響因素及微調(diào)方法研究[J]. 袁澤林,方輝,黃紀(jì)剛,張文君,謝志豪.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2016(04)
[3]FDM 3D打印機(jī)半導(dǎo)體制冷溫控設(shè)計(jì)及其冷卻實(shí)驗(yàn)研究[J]. 靳一帆,萬熠,張冰,任冰.  機(jī)電工程. 2016(02)
[4]面向熔融沉積成型的3D打印機(jī)故障聲發(fā)射監(jiān)控方法[J]. 吳海曦,余忠華,張浩,楊振生,WANG Yan.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2016(01)
[5]3D打印產(chǎn)業(yè)的實(shí)際態(tài)勢、困境擺脫與可能走向[J]. 王忠宏,李揚(yáng)帆.  改革. 2013(08)
[6]3D打印技術(shù)與社會制造[J]. 郭振華,王清君,郭應(yīng)煥.  寶雞文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[7]通用3D模型文件格式和算法的研究及其OpenGL實(shí)現(xiàn)[J]. 周莉,蘇鴻根.  計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2009(02)
[8]Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間解析及尺度綜合[J]. 高秀蘭,魯開講,王娟平.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2008(05)
[9]三自由度Delta并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析及工作空間求解[J]. 梁香寧,牛志剛.  太原理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[10]STL格式實(shí)體的快速拓?fù)渲亟╗J]. 劉金義,侯寶明.  工程圖學(xué)學(xué)報(bào). 2003(04)

博士論文
[1]熔絲沉積成形若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 黃小毛.華中科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]3D打印精度及運(yùn)動控制技術(shù)研究[D]. 季晨雪.貴州師范大學(xué) 2017
[2]3D打印機(jī)電機(jī)驅(qū)動電路及溫控技術(shù)研究[D]. 姚琪.蘇州大學(xué) 2016
[3]FDM 3D打印機(jī)仿真平臺的優(yōu)化與研究[D]. 牛旭苗.青島大學(xué) 2016
[4]基于模糊PID的3D打印機(jī)精度控制的研究[D]. 李道龍.安徽理工大學(xué) 2016
[5]3D打印控制方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 李秋實(shí).湖北工業(yè)大學(xué) 2016
[6]基于FDM技術(shù)3D打印機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張自強(qiáng).長春工業(yè)大學(xué) 2015
[7]3D打印噴頭的溫度分析及控制策略研究[D]. 王柏通.湖南師范大學(xué) 2014
[8]3D打印驅(qū)動電路設(shè)計(jì)及文件切片算法研究[D]. 楊猛.北京印刷學(xué)院 2014
[9]3D打印技術(shù)背景下社會化設(shè)計(jì)研究[D]. 汪文娟.華東理工大學(xué) 2014
[10]基于快速成型的三維模型數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究[D]. 張培.河南科技大學(xué) 2013



本文編號：3111919