CN105835361B - 一种用于3d打印数控设备的五坐标打印平台 - Google Patents
一种用于3d打印数控设备的五坐标打印平台 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于3D打印数控设备的打印平台，特别是一种用于3D打印数控设备的五坐标打印平台，其包括一个平行于X‑Y‑Z三维坐标系中的X轴方向或者Y轴方向，且能够绕着该X轴或者Y轴进行角度旋转的倾斜回转工作台（1），一个通过平行于X‑Y‑Z三维坐标系中Z轴方向的回转中心轴铰接至上述倾斜回转工作台上的回转平台，一个驱动上述倾斜回转工作台绕着X轴或者Y轴进行圆周旋转的第一动力系统以及一个驱动上述回转平台绕着Z轴进行圆周旋转的第二动力系统。其解决了“提升3D打印数控设备完成曲面工件的倾斜增材加工的便捷性”的技术问题，其结合至3D打印数控设备中具体使用后能够提升所述传统3D打印数控设备完成曲面工件的倾斜增材加工的便捷性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于3D打印数控设备的打印平台，特别是一种用于3D打印数控设备的五坐标打印平台。
背景技术
市面通用的3D打印数控设备，具备X-Y-Z三坐标伺服控制功能，基本可以完成曲面工件的增材加工（3D打印）需求，但也存在一个让人尴尬的技术难题：当工件表面或实体倾斜往外增长时，就需要增加辅助的支撑，否则就成了空中楼阁，必然从工件表面或实体上脱落。
因此，申请人认为有必要对3D打印数控设备的现有打印平台做进一步的结构改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种能够有效地完成曲面工件的倾斜增材加工需求的用于3D打印数控设备的五坐标打印平台。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种用于3D打印数控设备的五坐标打印平台，包括一个平行于X-Y-Z三维坐标系中的X轴方向或者Y轴方向，且能够绕着该X轴或者Y轴进行角度旋转的倾斜回转工作台，一个通过平行于X-Y-Z三维坐标系中Z轴方向的回转中心轴铰接至上述倾斜回转工作台上的回转平台，一个驱动上述倾斜回转工作台绕着X轴或者Y轴进行圆周旋转的第一动力系统以及一个驱动上述回转平台绕着Z轴进行圆周旋转的第二动力系统；其中，上述第一动力系统的动力输出端与倾斜回转工作台传动连接，上述第二动力系统的动力输出端与回转中心轴传动连接。
上述3D打印平台中的所述倾斜回转工作台由于可以绕着X轴或者Y轴进行圆周旋转，所述回转平台可以绕着平行于X-Y-Z三维坐标系中Z轴的回转中心轴进行圆周旋转，即上述中的3D打印平台存在一个以X轴或者Y轴为轴心的自由度A或者自由度B以及以Z轴为轴心的自由度C。因此，结合了上述3D打印平台的3D打印数控设备进行3D打印操作，在倾斜回转平台上面直接放置工件，如果工件表面或实体往外倾斜增长时，则可以通过倾斜回转工作台绕着X或者Y轴进行圆周旋转以及回转平台绕着Z轴进行圆周旋转，将上述往外增长的工件表面或实体旋转至具有支撑的上面，例如设定上述3D打印平台中的倾斜回转工作台可以绕着X轴进行圆周旋转，那么当工件表面或实体沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的轴向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°时，上述回转平台预先绕着Z轴旋转一个90°，此时原先沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的轴向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°的工件表面或实体则转变为沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的径向进行延伸，接着原本平行于XY平面的倾斜回转工作台只要绕着X轴进行45°的圆周旋转，就能够确保上述原本沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的径向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°的工件表面或实体在平行于Z轴的方向上进行增材加工，即原本工件表面或实体的倾斜增材加工过程中的倾斜角度便不存在了，这样也就不再需要额外增加辅助的支撑了。
作为进一步的技术优选方案，上述第一动力系统以及第二动力系统均优先选用控制精准度更高且易于控制的伺服控制系统。
作为进一步的结构改进技术方案，在上述回转平台的回转中心轴上套接有平面轴承，所述平面轴承位于倾斜回转工作台与回转平台两者之间，且其一侧的轴承面与倾斜回转工作台相固定，其另一侧的轴承面则与回转平台相固定。
上述进一步的技术改进方案中在倾斜回转工作台与回转平台两者之间增设平面轴承，通过平面轴承能够提升回转工作台的承载强度。
上述平面轴承优选用摩擦系数相对较小的滚柱或者滚子轴承。
本发明得到的一种用于3D打印数控设备的五坐标打印平台，其结合至3D打印数控设备中具体使用后能够提升所述传统3D打印数控设备完成曲面工件的倾斜增材加工的便捷性，同时提升3D打印品质。
附图说明
图1是实施例1所提供的一种用于3D打印数控设备的五坐标打印平台的结构示意图；
图2是实施例2所提供的一种用于3D打印数控设备的五坐标打印平台的结构示意图。
图中：倾斜回转工作台1、回转平台2、第一动力系统3、第二动力系统4、回转中心轴5、倾斜回转中心轴6、平面滚子轴承7。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例中所提供的一种用于3D打印数控设备的五坐标打印平台，包括一个平行于X-Y-Z三维坐标系中的X轴方向，且能够绕着该X轴进行角度旋转的倾斜回转工作台1，一个通过平行于X-Y-Z三维坐标系中Z轴方向的回转中心轴铰接至上述倾斜回转工作台1上的回转平台2，一个驱动上述倾斜回转工作台1绕着X轴进行圆周旋转的第一动力系统3以及一个驱动上述回转平台2绕着Z轴进行圆周旋转的第二动力系统4；
其中，上述倾斜回转工作台1固定在一个倾斜回转中心轴6上，上述第一动力系统3的动力输出端与倾斜回转中心轴6传动连接，上述第二动力系统4的动力输出端与回转中心轴5传动连接。
上述第一动力系统3以及第二动力系统4均选用控制精准度更高且易于控制的伺服控制系统。
上述3D打印平台中的所述倾斜回转工作台1由于可以绕着X轴或者Y轴进行圆周旋转，所述回转平台2可以绕着平行于X-Y-Z三维坐标系中Z轴的回转中心轴进行圆周旋转，即上述中的3D打印平台存在一个以X轴或者Y轴为轴心的自由度A或者自由度B以及以Z轴为轴心的自由度C。因此，结合了上述3D打印平台的3D打印数控设备进行3D打印操作，在倾斜回转平台2上面直接放置工件，如果工件表面或实体往外倾斜增长时，则可以通过倾斜回转工作台1绕着X或者Y轴进行圆周旋转以及回转平台2绕着Z轴进行圆周旋转，将上述往外增长的工件表面或实体旋转至具有支撑的上面，例如设定上述3D打印平台中的倾斜回转工作台1可以绕着X轴进行圆周旋转，那么当工件表面或实体沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的轴向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°时，上述回转平台2预先绕着Z轴旋转一个90°，此时原先沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的轴向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°的工件表面或实体则转变为沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的径向进行延伸，接着原本平行于XY平面的倾斜回转工作台1只要绕着X轴进行45°的圆周旋转，就能够确保上述原本沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的径向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°的工件表面或实体在平行于Z轴的方向上进行增材加工，即原本工件表面或实体的倾斜增材加工过程中的倾斜角度便不存在了，这样也就不再需要额外增加辅助的支撑了。
实施例2：
本实施例中所提供的一种用于3D打印数控设备的五坐标打印平台，其大体结构与实施例1相一致，如图2所示，但是本实施例中在所述回转平台2的回转中心轴5上套接有平面滚子轴承7，所述平面滚子轴承7位于倾斜回转工作台1与回转平台2两者之间，且其一侧的轴承面与倾斜回转工作台1相固定，其另一侧的轴承面则与回转平台2相固定。
上述技术方案中在倾斜回转工作台1与回转平台2两者之间增设平面滚子轴承7，通过平面滚子轴承7能够提升回转工作台的承载强度。
Claims (1)
1.一种用于3D打印数控设备的五坐标打印平台，其特征是包括一个平行于X-Y-Z三维坐标系中的X轴方向或者Y轴方向，且能够绕着该X轴或者Y轴进行角度旋转的倾斜回转工作台（1），一个通过平行于X-Y-Z三维坐标系中Z轴方向的回转中心轴铰接至上述倾斜回转工作台（1）上的回转平台（2），一个驱动上述倾斜回转工作台（1）绕着X轴或者Y轴进行圆周旋转的第一动力系统（3）以及一个驱动上述回转平台（2）绕着Z轴进行圆周旋转的第二动力系统（4）；其中，上述第一动力系统（3）的动力输出端与倾斜回转工作台（1）传动连接，上述第二动力系统（4）的动力输出端与回转中心轴（5）传动连接；在上述回转平台（2）的回转中心轴（5）上套接有平面轴承，所述平面轴承位于倾斜回转工作台（1）与回转平台（2）两者之间，且其一侧的轴承面与倾斜回转工作台（1）相固定，其另一侧的轴承面则与回转平台（2）相固定。
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