[發明專利]閉環控制熔融沉積成型高速3D打印機及閉環控制方法

有效

• 申請號: 201410122566.1
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103878981A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 劉海川;袁振國;林進發;季明;宋建勇
• 申請（專利權）人: 磐紋科技（上海）有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 曾耀先

1.一種閉環控制熔融沉積成型高速3D打印機，其包括：

機框；

打印行走機構，連接于所述的機框；

打印平臺，連接于所述的打印行走機構；

擠出噴頭，連接于所述的打印行走機構；

驅動模塊，連接并驅動所述的打印行走機構；

其特征在于，還包括：

光柵模塊，固定于所述的機框和打印行走機構，用于檢測所述擠出噴頭的實際位移；以及

控制模塊，用于根據設定的打印數據控制所述的驅動模塊，并根據所述的擠出噴頭的實際位移與所述的打印數據之間的誤差進行補償控制。

2.根據權利要求1所述的閉環控制熔融沉積成型高速3D打印機，其特征在于，所述的打印行走機構為具有相互垂直的X軸與Y軸的十字形打印行走機構，所述的擠出噴頭固定于所述的X軸與Y軸相交的位置并可在所述的驅動模塊的控制下沿所述的X軸和Y軸移動。

3.根據權利要求2所述的閉環控制熔融沉積成型高速3D打印機，其特征在于，所述的光柵模塊包括：

X軸光柵尺，固定于所述的機框，并平行于所述的X軸；

Y軸光柵尺，固定于所述的機框，并平行于所述的Y軸；

X軸光柵讀取器，固定于所述的Y軸上靠近所述的X軸光柵尺的一端，并可隨所述Y軸的移動沿所述的X軸光柵尺運動，且該X軸光柵讀取器連接所述的控制模塊，用以配合所述的X軸光柵尺讀取擠出噴頭沿X軸的位移數據；以及

Y軸光柵讀取器，固定于所述的X軸上靠近所述的Y軸光柵尺的一端，并可隨所述X軸的移動沿所述的Y軸光柵尺運動，且該Y軸光柵讀取器連接所述的控制模塊，用以配合所述的Y軸光柵尺讀取擠出噴頭沿Y軸的位移數據。

4.根據權利要求3所述的閉環控制熔融沉積成型高速3D打印機，其特征在于，所述的驅動模塊包括：

X軸電機，連接所述的控制模塊，并在控制模塊的控制下驅動所述的擠出噴頭沿所述的X軸運動；以及

Y軸電機，連接所述的控制模塊，并在控制模塊的控制下驅動所述的擠出噴頭沿所述的Y軸運動。

5.根據權利要求4所述的閉環控制熔融沉積成型高速3D打印機，其特征在于，所述的控制模塊包括補償控制單元，所述的X軸電機和Y軸電機均為步進電機，所述的補償控制單元根據下式確定所述的X軸步進電機和Y軸步進電機補償后的步數N'：

N′=Sp+(M-m)dp,(M>m)]]>或N′=Sp+(m-M)dp,(m>M);]]>

其中，S為擠出噴頭需要移動的距離，p為步進電機每一步驅動擠出噴頭移動的距離；d為所述的光柵模塊的柵距；M為根據打印數據擠出噴頭移動距離S所需走過的柵數，m為擠出噴頭實際所需移動的柵數。