CN207758164U - 由直线电机驱动的3d打印机xy轴传动机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种由直线电机驱动的3D打印机XY轴传动机构，它是层叠在一起既可各自独立运动又可联动的x轴传动机构和y轴传动机构组合体。位于底层的y轴传动机构包括定基座、y轴导轨、y轴直线电机定子和y轴直线电机转子，位于上层的x轴传动机构包括x轴导轨、x轴直线电机定子、打印平台、x轴直线电机转子和移动基座。本实用新型中各传动机构均采用直线电机驱动，其结构紧凑、占用空间小，特别适合3D打印机配套。最重要的是直线电机驱动加速度快，运行噪音小，位移可调性好，便于精确控制。另外，直线电机属于一种电器，具有很多的信息反馈通道，便于控制或消除传动过程中的累积误差，有利于提高3D打印精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机械直行传动机构，具体地讲，本实用新型涉及一种用于3D打印机的XY轴传动机构，特别是一种由直线电机驱动的3D打印机XY轴传动机构。
背景技术
3D打印技术是一种以计算机三维设计模型为蓝本，通过专用软件分层离散和数控成形系统实现既定运动，并利用激光束、热熔喷嘴等载体将金属粉末、或陶瓷粉末、或塑料等材料送至目标位置处，经逐层堆积黏结，最终叠加成实体产品或模型。机械直行传动机构是3D打印机的传动机构，通常采用丝杆传动方式或同步带传动方式，也有由丝杆和同步带配套的混合传动方式。这些传统的机械直行传动机构结构简单，而且技术成熟，运行可靠，完全能够满足常规机械的传动需求，3D打印机属于一种精密机械设备，应用现有技术的丝杆或同步带虽然能够达到预期目的，但实际使用也存在一些不足。例如，丝杆传动存在背隙，承载能力低等问题。同步带传动存在过载跳齿，受力易变形等问题。尽管丝杆传动和同步带传动配套使用能够部分补偿不足，可是这种结构配套的传动件偏多，使用中一方面增加故障率，另一方面因中间环节多带来的累积误差大的新问题。另外，现有技术的丝杆和同步带为纯机械产品，自身没有信息反馈能力，不能做到及时修正或消除定位误差。
发明内容
本实用新型主要针对现有技术的丝杆或同步带在3D打印机中使用存在的问题，提出一种由直线电机驱动的3D打印机XY轴传动机构，该机构体积小、结构简单、加速度快、运动平衡性好、定位误差小和传动精度高。
本实用新型通过下述技术方案实现技术目标。
由直线电机驱动的3D打印机XY轴传动机构，它是层叠在一起既可各自独立运动又可联动的x轴传动机构和y轴传动机构组合体，位于底层的y轴传动机构包括定基座、y轴导轨、y轴直线电机定子和y轴直线电机转子。位于上层的x轴传动机构包括x轴导轨、x轴直线电机定子、打印平台、x轴直线电机转子和移动基座。其改进之处在于：所述定基座为矩形板块，朝上的板面两边分别固定安装一根y轴导轨，居中安装的y轴直线电机定子与两侧的y轴导轨相平行。所述移动基座底面四角处分别设有等高的滑块一，滑块一与y轴导轨滑动配合，移动基座底面居中位置固定连接y轴直线电机转子，y轴直线电机转子与y轴直线电机定子配合，由此构成移动基座随y轴直线电机转子沿y轴导轨的往复直行机构。移动基座朝上板面两边分别安装相互平行的x轴导轨，在两根x轴导轨之间居中平行安装x轴直线电机定子。所述打印平台位于移动基座之上，其底面四角处分别固定连接等高的滑块二，滑块二与x轴导轨滑动配合，打印平台底面居中位置固定连接x轴直线电机转子，位于x轴直线电机定子之上的x轴直线电机转子连接打印平台，由此构成打印平台随x轴直线电机转子沿x轴导轨的往复直行机构。
作为进一步改进方案，所述定基座朝上板面居中沿y轴向设有一道矩形凹槽，该凹槽用于嵌装y轴直线电机定子。
作为进一步改进方案，所述移动基座朝上板面居中沿x轴向设有一道矩形凹槽，该凹槽用于嵌装x轴直线电机定子。
作为进一步改进方案，所述定基座上平面与移动基座、打印平台的上平面相互平行，允许平行误差0.03～0.06mm。
本实用新型与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、直线电机驱动结构简单、紧凑，安装容易；
2、直线电机驱动加速度快、运行噪音小、位移响应快，可调性好且准确；
3、直线电机具有良好的信息反馈通道，便于消除累积误差，显著提高3D打印精度。
附图说明
图1是本实用新型结构立体示意图。
具体实施方式
下面根据附图并结合实施例，对本实用新型作进一步说明。
图1所示由直线电机驱动的3D打印机XY轴传动机构，它是层叠在一起既可各自独立运动又可联动的x轴传动机构和y轴传动机构组合体。位于底层的y轴传动机构包括定基座1、y轴导轨2、y轴直线电机定子3和y轴直线电机转子4，位于上层的x轴传动机构包括x轴导轨5、x轴直线电机定子6、打印平台7、x轴直线电机转子8和移动基座9。所述定基座1是基础构件，位于最底层，它是矩形板块，朝上的板面两边分别固定安装一根y轴导轨2，在相间的两根y轴导轨2之间居中安装y轴直线电机定子3，y轴直线电机定子3与两侧的y轴导轨2相互平行。为了确保y轴直线电机定子3安装位置可靠，本实施例在定基座1朝上板面居中沿y轴向设有一道矩形凹槽，该凹槽用于嵌装x轴直线电机定子6。所述移动基座9是位于结构中层的板块，它既是y轴移动机构的构件，又属于x轴移动机构的基础构件。移动基座9底面四角处分别设有等高的滑块9.1，滑块9.1支承在y轴导轨2上作滑动配合。移动基座9底面居中位置固定连接y轴直线电机转子4，y轴直线电机转子4与y轴直线电机定子3配合，由此构成移动基座9随y轴直线电机转子4沿y轴导轨2的往复直行机构。移动基座9朝上板面两边分别安装相互平行的x轴导轨5，在两根x轴导轨5之间居中平行安装x轴直线电机定子6，为了进一步强化x轴直线电机定子6的安装位置，本实施例在移动基座9朝上板面居中沿x轴向设有一道矩形凹槽，该凹槽用于嵌装x轴直线电机定子6。所述打印平台7是3D打印机输出装置的载体，它位于移动基座9之上，处于最顶层。打印平台7底面四角处分别固定连接等高的滑块二7.1，滑块二7.1支承在x轴导轨5上作滑动配合。打印平台7底面居中位置固定连接x轴直线电机转子8，位于x轴直线电机定子6之上的x轴直线电机转子8连接打印平台7，由此构成打印平台7随x轴直线电机转子8沿x轴导轨5的往复直行机构。为了提高传动的灵活性和精确性，对结构中的定基座1、移动基座9和打印平台7之间的平行度有精度限制，允许各平面之间平行度误差0.03～0.06mm。
本实用新型中，x轴传动机构和y轴传动机构既是独立的直行机构，又可相互联动形成一种按规划路径行走的XY平面复合运动，以达到预期位移目的。由于各传动机构均采用直线电机驱动，其结构紧凑，占用空间小，特别适合3D打印机配套。最重要的是直线电机驱动加速度快，运行噪音小，位移可调性好，便于精确控制。另外，直线电机属于一种电器，具有很多的信息反馈通道，便于控制或消除传动过程中的累积误差，有利于提高3D打印精度。
Claims (4)
1.一种由直线电机驱动的3D打印机XY轴传动机构，它是层叠在一起既可各自独立运动又可联动的x轴传动机构和y轴传动机构组合体，位于底层的y轴传动机构包括定基座（1）、y轴导轨（2）、y轴直线电机定子（3）和y轴直线电机转子（4）；位于上层的x轴传动机构包括x轴导轨（5）、x轴直线电机定子（6）、打印平台（7）、x轴直线电机转子（8）和移动基座（9）；其特征在于：所述定基座（1）为矩形板块，朝上的板面两边分别固定安装一根y轴导轨（2），居中安装的y轴直线电机定子（3）与两侧的y轴导轨（2）相平行；所述移动基座（9）底面四角处分别设有等高的滑块一（9.1），滑块一（9.1）与y轴导轨（2）滑动配合，移动基座（9）底面居中位置固定连接y轴直线电机转子（4），y轴直线电机转子（4）与y轴直线电机定子（3）配合，由此构成移动基座（9）随y轴直线电机转子（4）沿y轴导轨（2）的往复直行机构；移动基座（9）朝上板面两边分别安装相互平行的x轴导轨（5），在两根x轴导轨（5）之间居中平行安装x轴直线电机定子（6）；所述打印平台（7）位于移动基座（9）之上，其底面四角处分别固定连接等高的滑块二（7.1），滑块二（7.1）与x轴导轨（5）滑动配合，打印平台（7）底面居中位置固定连接x轴直线电机转子（8），位于x轴直线电机定子（6）之上的x轴直线电机转子（8）连接打印平台（7），由此构成打印平台（7）随x轴直线电机转子（8）沿x轴导轨（5）的往复直行机构。
2.根据权利要求1所述的由直线电机驱动的3D打印机XY轴传动机构，其特征在于：所述定基座（1）朝上板面居中沿y轴向设有一道矩形凹槽，该凹槽用于嵌装y轴直线电机定子（3）。
3.根据权利要求1所述的由直线电机驱动的3D打印机XY轴传动机构，其特征在于：所述移动基座（9）朝上板面居中沿x轴向设有一道矩形凹槽，该凹槽用于嵌装x轴直线电机定子（6）。
4.根据权利要求1所述的由直线电机驱动的3D打印机XY轴传动机构，其特征在于：所述定基座（1）上平面与移动基座（9）、打印平台（7）的上平面相互平行，允许平行误差0.03～0.06mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN109663916A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-04-23 | 南通理工学院 | 一种基于3d打印材料特性的高效3d打印装置 |
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