快速成型机设计
摘 要自20 世纪 80 年代中期以来，快速成型技术的发展与应用越来越广 泛和深入，光固化成型机的需求也越来越大。由此，本论文针对 cps250 型激光 快速成型机的机械结构进行了设计，包括：1、X-Y 扫描机构；2、Z 轴升降机构； 3、刮刀机构，并且对其中的部分结构进行了改进。X-Y 方向的平面扫描运动和 刮刀的水平运动由原来的精密同步带传动改成精密滚珠丝杠传动，使其在行程 较长时不出现抖动，有利于保证扫描精度，运动稳定。采用直线步进电机直接 连接滚珠丝杠，响应更加快速准确，同时因无中间部件，使机械结构简单化， 精度较高。 通过对立体激光快速成型机机械结构的设计，使得其运动和传动更加合理 和平稳，进而使其在生产过程中能够更好的进行生产。 关键词：快速成型机；扫描机构；快速成型；传动；结构设计ABSTRACTThis article specifically for three-dimensional modeling of light-cured structural design of mechanical systems. X-Y scanning normally used to screw drive. Through the motor rotation, with another even reached the screw shaft, through to the X and Y to the two motors of rotation to achieve XY to scan; Z to the table, also by the screw and a rail. Z to the table by the extension units, columns, screw composition, its transmission is through the same motor rotation axis is to pass even reached the screw by screw to achieve the rotation of the table move up or down. Through the three-dimensional modeling of light-cured in the design and mechanical systems, making their campaigns and drive more reasonable and stable, then in the production process so that it can better carry out production.Key word: SLA；Scanning agencies；Rapid Prototyping；Transmission；Structure designII目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪 论11.1快速原型技术简介11.1.1 RPM 的基本构思11.1.2 几种典型的快速成型技术21.1.3各种成型方法简介及对比31.2快速成型精度概述31.3快速成型机SLA技术原理51.4 快速成型机SLA国内外现有技术水平61.5快速成型机SLA应用领域61.6 本次设计的主要工作71.6.1 主要设计工作71.6.2 设计参数71.6.3 设计思路及主要问题7第2章 XY方向设计计算92.1设计任务92.1.1 设计参数92.1.2 方案的分析、比较、论证92.2 脉冲当量和传动比的确定102.2.1 脉冲当量的确定102.2.2 传动比的确定102.2.3 确定步进电机步距角102.3 丝杠的选型及计算112.3.1 计算丝杠受力112.3.2 滚珠丝杠螺母副的选型和校核112.4 导轨的选型及计算152.4.1 初选导轨型号152.4.2 计算滚动导轨副的距离额定寿命162.5 步进电机的选择162.5.1 传动系统等效转动惯量计算172.5.2 所需转动力矩计算182.6 本章小结21第3章 Z方向设计计算223.1 Z方向工作台设计223.1.1设计任务223.1.2 设计参数223.1.3 方案的分析、比较、论证223.2 脉冲当量和传动比的确定233.2.1 脉冲当量的确定233.2.2 传动比的确定233.2.3 确定步进电机步距角233.3 丝杠的选型及计算243.3.1 计算丝杠受力243.3.2 滚珠丝杠螺母副的选型和校核243.4 步进电机的选择283.4.1 传动系统等效转动惯量计算283.4.2 所需转动力矩计算293.5本章小结31第4章 刮刀系统设计324.1 刮板的选择324.2 刮板的材料和移动速度对涂层质量的影响334.3 本章小结34第5章 PLC控制系统355.1步进电机的简介355.2步进电机的工作原理及特性355.3 PLC简单介绍355.3.1为大量实际应用而开发的特殊功能355.3.2网络和数据通信355.3.3其它功能365.4 控制原则365.5控制方法365.5.1 行程控制365.5.2 进给速度控制375.5.3 进给方向控制375.6 本章小结37结 论38参考文献39致 谢41摘 要自20 世纪 80 年代中期以来，快速成型技术的发展与应用越来越广 泛和深入，光固化成型机的需求也越来越大。由此，本论文针对 cps250 型激光 快速成型机的机械结构进行了设计，包括：1、X-Y 扫描机构；2、Z 轴升降机构； 3、刮刀机构，并且对其中的部分结构进行了改进。X-Y 方向的平面扫描运动和 刮刀的水平运动由原来的精密同步带传动改成精密滚珠丝杠传动，使其在行程 较长时不出现抖动，有利于保证扫描精度，运动稳定。采用直线步进电机直接 连接滚珠丝杠，响应更加快速准确，同时因无中间部件，使机械结构简单化， 精度较高。 通过对立体激光快速成型机机械结构的设计，使得其运动和传动更加合理 和平稳，进而使其在生产过程中能够更好的进行生产。 关键词：快速成型机；扫描机构；快速成型；传动；结构设计ABSTRACTThis article specifically for three-dimensional modeling of light-cured structural design of mechanical systems. X-Y scanning normally used to screw drive. Through the motor rotation, with another even reached the screw shaft, through to the X and Y to the two motors of rotation to achieve XY to scan; Z to the table, also by the screw and a rail. Z to the table by the extension units, columns, screw composition, its transmission is through the same motor rotation axis is to pass even reached the screw by screw to achieve the rotation of the table move up or down. Through the three-dimensional modeling of light-cured in the design and mechanical systems, making their campaigns and drive more reasonable and stable, then in the production process so that it can better carry out production.Key word: SLA；Scanning agencies；Rapid Prototyping；Transmission；Structure design目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪 论11.1快速原型技术简介11.1.1 RPM 的基本构思11.1.2 几种典型的快速成型技术21.1.3各种成型方法简介及对比31.2快速成型精度概述31.3快速成型机SLA技术原理51.4 快速成型机SLA国内外现有技术水平61.5快速成型机SLA应用领域61.6 本次设计的主要工作71.6.1 主要设计工作71.6.2 设计参数71.6.3 设计思路及主要问题7第2章 XY方向设计计算92.1设计任务92.1.1 设计参数92.1.2 方案的分析、比较、论证92.2 脉冲当量和传动比的确定102.2.1 脉冲当量的确定102.2.2 传动比的确定102.2.3 确定步进电机步距角102.3 丝杠的选型及计算112.3.1 计算丝杠受力112.3.2 滚珠丝杠螺母副的选型和校核112.4 导轨的选型及计算152.4.1 初选导轨型号152.4.2 计算滚动导轨副的距离额定寿命162.5 步进电机的选择162.5.1 传动系统等效转动惯量计算172.5.2 所需转动力矩计算182.6 本章小结21第3章 Z方向设计计算223.1 Z方向工作台设计223.1.1设计任务223.1.2 设计参数223.1.3 方案的分析、比较、论证223.2 脉冲当量和传动比的确定233.2.1 脉冲当量的确定233.2.2 传动比的确定233.2.3 确定步进电机步距角233.3 丝杠的选型及计算243.3.1 计算丝杠受力243.3.2 滚珠丝杠螺母副的选型和校核243.4 步进电机的选择283.4.1 传动系统等效转动惯量计算283.4.2 所需转动力矩计算293.5本章小结31第4章 刮刀系统设计324.1 刮板的选择324.2 刮板的材料和移动速度对涂层质量的影响334.3 本章小结34第5章 PLC控制系统355.1步进电机的简介355.2步进电机的工作原理及特性355.3 PLC简单介绍355.3.1为大量实际应用而开发的特殊功能355.3.2网络和数据通信355.3.3其它功能365.4 控制原则365.5控制方法365.5.1 行程控制36
