[實用新型]一種橫梁式極坐標3D打印機

有效

• 申請號: 201620245967.0
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN206140958U
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 郭龍;胡飛;陳雙;金力;萬立浩;范冬林
• 申請（專利權）人: 蕪湖哈特機器人產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B33Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及三維增材制造技術領域，具體的說是一種橫梁式極坐標3D打印機。

背景技術

通常情況下，直角坐標3D打印機在一個平面內的運動基本都依靠x和y軸電機的轉動來完成，當運動一條直線時，平面坐標能很好的滿足需求，但是需要運動一條圓弧形軌跡時，直角坐標系基本都是通過差值法來完成，即將一段圓弧分成很多段直線來模擬曲線，一般通過控制電機的x與y方向來完成，這樣執行圓弧段效率很低，速度很慢。但如果使用極坐標的運動機構，可以固定極徑ρ，控制θ旋轉角即可得到平滑的圓弧形軌跡，速度快，效率高。

目前，國內外市場研發的3D打印機，基本都是直角坐標系下三維快速成型，其原理軍事根據cad模型逐層完成試題圓形的制造技術，具體來說快速原型技術是把在cad系統上建立的三維實體模型離散化，把實體模型的高度分成若干個薄層，用這些不同高度的層面信息來控制成型設備進行層面加工，將這些薄層堆積起來，便得到加工所需的三維造型。

在實際應用中，使用極坐標系，機械部件的運動量較少，相對而言運動加速度更小，速度更快。越接近構建平臺的中心其部件的運動幅度越小，相應地其運動分辨率更高。

中國專利公開號為CN104441666A的專利公開了一種極坐標式3D打印機，包括底座和框架，底座上設有升降驅動機構，所述框架的頂部設有打印噴頭，升降板上設有托盤，底座上設有與打印噴頭機構、升降板驅動機構、托盤旋轉機構連接的控制模塊；該發明也是以極坐標形式進行加工，不但有利于打印普通零件，更有利于高效打印旋轉體、回轉類模型。但是其結構復雜，不方便組裝，而且其運動是相對運動，給編制驅動程序時，不方便編程人員理解，編程量大。

中國專利公開號為CN105291439A的專利公開了一種懸掛式極坐標式3D打印機，包括底板，設置于底板上的可按照極坐標在平面內移動的工作臺以及間距可調的打印頭。該發明也是以極坐標形式進行加工，有利于打印回轉型零件，但是其Z軸通過直線連桿來控制形成，無法保證Z軸精度，難于確定耗材走向，且其運動初始時無法校準，而且其運動亦是相對運動，編程控制難度增加。

發明內容

針對上述技術的缺陷，本實用新型提出一種橫梁式極坐標3D打印機。

一種橫梁式極坐標3D打印機，包括底座，所述底座的左、右兩側各固定有一根豎軸，底座的左、右兩側還各固定有一臺旁側電機，所述旁側電機的軸分別通過聯軸器安裝有一根螺栓桿，所述螺栓桿分別與對應側的豎軸平行，所述豎軸的上部與螺栓桿的上部共同安裝有一根橫梁，所述橫梁左側設有方形通孔，橫梁中側設有中心孔，所述方形通孔內安裝有折彎件，所述折彎件上安裝有一號電機，所述一號電機的軸上連接有角度主動輪。所述中心孔內安裝有旋轉軸，所述旋轉軸的下部通過鍵連接的方式安裝有角度從動輪，所述角度主動輪與角度從動輪之間連接有一號傳動帶。

所述旋轉軸的下端固定有電機座，所述電機座內固定有二號電機，所述二號電機的軸上連接有位置主動輪，所述電機座左端面上安裝有平行導軌，所述平行導軌上套有導軌滑塊，所述平行導軌的另一端安裝有末端塊，所述末端塊的下端面上安裝有可相對于末端塊轉動的位置從動輪，所述位置主動輪與位置從動輪之間設有二號傳動帶。

所述導軌滑塊中間通過螺紋連接的方式連接有連桿，所述連桿的下端連接有3D打印頭，所述底座中央設有十字形對焦點。

所述豎軸、橫梁都采用方形柱。所述橫梁與豎軸采用方形銷連接。

所述折彎件的彎折角為90°，折彎件的一端開有兩個平行的U形槽。

所述電機座的下端面中間安裝有一個限位開關槽。

所述角度從動輪和角度主動輪的輪徑比為1：n，其中n為正整數，位置主動輪和位置從動輪的輪徑比為1:1。

所述連桿為雙頭螺栓，連桿的中部截面呈方形，連桿中部的側面上設有兩 個肋，連桿的方形部分的寬度小于位置主動輪與位置從動輪的直徑。

所述底座的左、右兩側各固定安裝有一面三角形側板，所述三角形側板的上端分別與對應側的豎軸和螺栓桿固定，三角形側板具有穩定性，能有效保證豎軸與螺栓桿的穩定，從而保證三維打印精度。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型采用傳動帶帶動可旋轉和可擺動的機構轉動，實現復雜的曲線弧的繪制，具有打印速度快，打印出曲面尺寸精度高以及表面質量好等優點，自動化程度高，能大大提高生產效率。本實用新型的編程量小，開發人員容易編輯控制程序，由于編輯的程序量較少，控制中心反應快，打印速度快。

附圖說明