一種直流電機與步進電機混合驅動的3d打印的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流電機與步進電機混合驅動的3D打印機，X軸固定導軌內包含有直流電機，所述X軸移動導軌內側包含有步進電機。X軸固定導軌與X軸平臺接觸部分包含有線性CCD陣列。所述Y軸移動導軌內側包含有直流電機，所述Y軸移動支撐架內側包含有步進電機，所述Y軸線性CCD陣列支撐架包含有線性CCD陣列。根據(jù)X軸平臺、Y軸移動支撐架上細小光源照射線性CCD陣列測量出X軸、Y軸精確位置。計算機確定下個X、Y坐標位置后，根據(jù)進給長度選擇驅動直流電機和步進電機，根據(jù)線性CCD的位置反饋可以精準、快速控制X、Y軸坐標移動，大大提高3D打印的效率。
【專利說明】一種直流電機與步進電機混合驅動的3D打印機

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及3D打印領域，具體涉及一種直流電機與步進電機混合驅動的3D打印機。

【背景技術】
[0002]3D打印機是今年來興起的一種快速成型技術，其基本原理是先使用計算機進行3維建模，再通過計算機將3維模型平切為若干二維平面，3D打印從最底層平面開始，根據(jù)二維平面模型，鋪上一層該3維物品的材料(如金屬粉末、塑料、陶瓷等)進行高溫燒結或冷卻等進行固化，如此循環(huán)逐層打印，最終打印出完整實物。
[0003]目前，對3D打印機坐標軸的移動一般使用步進電機完成進行，因步進電機可以精確控制單步位移從而可以精準控制3D打印機三個軸向的移動。但是，在X、Y軸平面上打印時，單個平面上的可能出現(xiàn)多個不連通的打印區(qū)域，且兩個須打印的區(qū)域位置間距較大，當打印完當前區(qū)域需要打印下一個區(qū)域時步進電機需要做較大的位移，但由于步進電機速度和響應都比較慢，大位移將耗費大量時間，打印效率將大大降低。直流電機具有高動態(tài)響應、速度快等特點但單獨使用直流電機控制打印位移則位移精度無法保證，且因直流電機在控制位移時速度難以保持一致，打印噴頭在噴涂時會產(chǎn)生原料堆積不均勻等問題。
[0004]因此，開發(fā)一種具有高精度、高速度、快響應的3D打印機是目前急需解決的問題。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種直流電機與步進電機混合驅動的3D打印機。
[0006]本發(fā)明的技術方案在于:
一種直流電機與步進電機混合驅動的3D打印機，其特征在于包括:X軸固定導軌(1)、X軸移動導軌⑵、X軸平臺⑶、Y軸固定導軌⑷、Y軸移動導軌(5)、Y軸移動支撐架(6)、Y軸線性CCD陣列支撐架(7)、Z軸移動支撐架(8)、噴頭(9)、固定支撐架(10);所述X軸固定導軌⑴內包含有直流電機與電機齒輪，所述X軸移動導軌⑵外側包含由電機齒輪驅動的齒紋，所述X軸固定導軌(I)與X軸平臺(3)緊密接觸的部位上設有線性CCD陣列
(11);所述X軸移動導軌(2)內側包含有步進電機及電機齒輪；所述X軸平臺(3)左右兩側包含由X軸移動導軌內的電機齒輪驅動的齒紋，所述X軸平臺(3)與X軸固定導軌(I)緊密接觸的部位上設有對應線性CCD陣列(11)的發(fā)光源(31)。
[0007]其中，所述Y軸移動導軌(5)外側包含有齒紋，內側包含有直流電機與電機齒輪，電機齒輪與Y軸固定導軌(4)的齒紋擬合；所述Y軸移動支撐架(6)內側包含有步進電機與電機齒輪，所述Y軸移動支撐架(6)的電機齒輪與Y軸移動導軌(5)的外側齒紋哨合,所述Y軸線性CCD陣列支撐架(7)與Y軸移動支撐架(6)緊密接觸的部位上設有對應線性CCD陣列(11)的發(fā)光源(31)，所述Y軸移動支撐架(6)與Y軸線性CCD陣列支撐架(7)緊密接觸的部位上設有對應線性CCD陣列(11)的發(fā)光源(31)。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
本發(fā)明提供的設備和方法可以更加精確、快速地進行3D打印，大大提高3D打印的打印效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明所述CXD陣列與發(fā)光源。
[0011]圖中:1—X軸固定導軌，2—X軸移動導軌，3—X軸平臺，4一Y軸固定導軌，5—Y軸移動導軌，6—Y軸移動支撐架，7—Y軸線性CCD陣列支撐架，8—電Z軸移動支撐架，9一噴頭，10—固定支撐架，11—線性CXD陣列，31—發(fā)光源，32—發(fā)光二極管。

【具體實施方式】
[0012]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，結合附圖作詳細說明如下。
[0013]以下將通過具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0014]本發(fā)明涉及一種直流電機與步進電機混合驅動的3D打印機，其特征在于包括:X軸固定導軌1、X軸移動導軌2、X軸平臺3、Y軸固定導軌4、Y軸移動導軌5、Y軸移動支撐架6、Y軸線性CCD陣列支撐架7、Z軸移動支撐架8、噴頭9、固定支撐架10 ;所述X軸固定導軌I內包含有直流電機與電機齒輪，所述X軸移動導軌2外側包含由電機齒輪驅動的齒紋，所述X軸固定導軌I與X軸平臺3緊密接觸的部位上設有線性CCD陣列11 ;所述X軸移動導軌2內側包含有步進電機及電機齒輪；所述X軸平臺3左右兩側包含由X軸移動導軌內的電機齒輪驅動的齒紋，所述X軸平臺3與X軸固定導軌I緊密接觸的部位上設有對應線性CCD陣列11的發(fā)光源(31)。
[0015]上述Y軸移動導軌5外側包含有齒紋，內側包含有直流電機與電機齒輪，電機齒輪與Y軸固定導軌4的齒紋擬合；所述Y軸移動支撐架6內側包含有步進電機與電機齒輪，所述Y軸移動支撐架6的電機齒輪與Y軸移動導軌5的外側齒紋嚙合，所述Y軸線性CCD陣列支撐架7與Y軸移動支撐架6緊密接觸的部位上設有對應線性CCD陣列11的發(fā)光源31，所述Y軸移動支撐架6與Y軸線性CCD陣列支撐架7緊密接觸的部位上設有對應線性CCD陣列11的發(fā)光源31。
[0016]制備三維制品時包括如下步驟:
1)建立三維物體的計算機模型，對其進行切片分層，得到每一層的成型數(shù)據(jù)；
2)將得到的成型數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱蛴≡O備控制器中；
3)打印設備控制器進行初始化校準，通過CXD陣列獲得X、Y、Z軸坐標，設置X、Y、Z至零坐標位置；
4)控制器將每一層的成型數(shù)據(jù)劃分為X軸向的一列一列，控制噴頭進行噴涂。當一列中兩次噴涂間距小于長度L時卿X2-X1〈L)，控制器驅動X軸移動導軌中步進電機控制X軸位移；當一列中兩次噴涂中有較大間隔長度大于L時(即X2-XDL)，則控制器控制驅動X軸固定導軌中的高響應直流電機，通過CCD陣列實時檢測坐標移動，當檢測到X軸平臺坐標到達目標坐標時進行剎車，若剎車后坐標有偏移，則通過CCD位置反饋后利用X軸移動導軌中步進電機進行校正。到達目標X坐標后再次進行噴涂。
[0017]5)控制器控制進行一列一列噴涂，當需要噴涂的兩列間隔長度小于L時(SPY2-Y1〈L)，控制器驅動Y軸移動支撐架中步進電機控制Y軸位移；當出現(xiàn)需要噴涂的兩列間隔長度大于L時(S卩Y2-YDL)，則控制器控制驅動Y軸移動導軌中的高響應直流電機，通過CCD陣列實時檢測坐標移動，當檢測到Y軸移動支撐架坐標到達目標坐標時進行剎車，若剎車后坐標有偏移，則通過CCD位置反饋后利用Y軸移動支撐架中步進電機進行校正。到達目標Y坐標后再次進行當前列的噴涂。
[0018]6)完成當前層后，控制器控制確定第二層初始坐標進行下一層噴涂。如此循環(huán)，完成3D制品的打印。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.一種直流電機與步進電機混合驅動的3D打印機，其特征在于包括:X軸固定導軌(I)、X軸移動導軌(2)、X軸平臺(3)、Y軸固定導軌(4)、Y軸移動導軌(5)、Y軸移動支撐架(6)、Y軸線性CCD陣列支撐架(7)、Z軸移動支撐架⑶、噴頭(9)、固定支撐架(10);所述X軸固定導軌⑴內包含有直流電機與電機齒輪，所述X軸移動導軌⑵外側包含由電機齒輪驅動的齒紋，所述X軸固定導軌(I)與X軸平臺(3)緊密接觸的部位上設有線性CCD陣列(11);所述X軸移動導軌⑵內側包含有步進電機及電機齒輪；所述X軸平臺⑶左右兩側包含由X軸移動導軌內的電機齒輪驅動的齒紋，所述X軸平臺(3)與X軸固定導軌(I)緊密接觸的部位上設有對應線性CCD陣列(11)的發(fā)光源(31)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種直流電機與步進電機混合驅動的3D打印機，其特征在于:所述Y軸移動導軌(5)外側包含有齒紋，內側包含有直流電機與電機齒輪，電機齒輪與Y軸固定導軌(4)的齒紋擬合；所述Y軸移動支撐架￠)內側包含有步進電機與電機齒輪，所述Y軸移動支撐架￠)的電機齒輪與Y軸移動導軌(5)的外側齒紋嚙合，所述Y軸線性CCD陣列支撐架(7)與Y軸移動支撐架(6)緊密接觸的部位上設有對應線性CCD陣列(11)的發(fā)光源(31)，所述Y軸移動支撐架(6)與Y軸線性CCD陣列支撐架(7)緊密接觸的部位上設有對應線性CCD陣列(11)的發(fā)光源(31)。
【文檔編號】B29C67/00GK104399977SQ201410237584
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年5月31日 優(yōu)先權日:2014年5月31日
【發(fā)明者】郭太良, 葉蕓, 林志賢, 林金堂, 姚劍敏, 林新泉 申請人:福州大學