基于熔融堆积原理快速成型设备控制系统研究
发布时间：2021-01-30 19:37
快速成型技术又称3D打印技术或增材制造技术,是这几年来广泛推广并得到飞速发展并充分应用的一种生产技术,控制系统是快速成型机的核心部分,控制系统水平高低对制造速度、精度、表面质量以及设备寿命等指标有着决定性的影响,是快速成型的核心技术之一。本文介绍的控制系统以步进电机驱动的熔融堆积（FDM）原理快速成型机为应用对象,兼容串联与并联机械结构。内容以运动控制技术为主线,对控制系统的硬件设计、关键算法和实现优化方法进行了完整的介绍。主要包括控制系统结构与功能总体介绍,控制系统电路基本原理及主要模块的参数选择、校核方法与注意事项,数控指令解析与Delta并联机构直线插补原理与实现优化方法,基于线性规划的,具备前瞻能力的微小直线段高效平滑速度衔接算法,适应步进电机特点的分段线性加减速规划算法。本文介绍的算法几何与物理意义直观,逻辑清晰,便于实现,对算法的实现与优化技巧进行了充分说明,有很强的实用性。本文的主要内容已哈尔滨雅智科技公司出品的SS-2A和SS-Cell两个系列的快速成型机上投入应用,与同档次产品相比,成型速度提高50%-100%,成品尺寸精度和表面质量均有很大提高。
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
控制系统应用目标绪论，即本章，通过对快速成型相关概念、应用背景、相关技术、研究
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文速成型设备机械结构设计据市场需求，本系统的目标设备包括两种结构，分别是 H 形结并联结构。H 形结构如图 2-2a 所示，用同步带将 X、Y 轴并联，动实 现直线运动。本驱动体系中，H 形机架构造采用两个 57 号动。工作平面沿 Z 方向的运动与 X、Y 轴相隔离，由两个 42 步进动丝杆传动。
工作平面沿 Z 方向的运动与 X、Y 轴相隔离，由两个 42 步进滑动丝杆传动。图 2-2 a) H 形并联结构简图 b) Delta 并联结构简图Delta 并联结构[43，44]由动平台、静平台、曲柄和连杆组成（如图 2-2，曲柄与联接杆、动平台与曲柄间用球福（虎克铰）联接，静平台用转动副联接。当设备的运动机构运行时，静平台上电机驱动曲带动动平台运行。在设计中，三个曲柄均使用 42 步进电机驱动，最流 1.7A。
【参考文献】：
期刊论文
[1]并联结构的3D打印系统设计与分析[J]. 吴懋亮,蔡杰,何涛,谢飞. 机械设计与制造. 2016(07)
[2]基于RecurDyn的3D打印并联机器人机构的运动学分析与仿真[J]. 毕长飞. 机械设计与制造. 2016(03)
[3]基于挤出固化的建筑3D打印装置设计及验证[J]. 覃亚伟,骆汉宾,车海潮,徐捷. 土木工程与管理学报. 2016(01)
[4]五自由度FDM型三维打印装置设计[J]. 曹晟,邵帅. 橡塑技术与装备. 2015(23)
[5]关节空间和工作空间的混合轨迹规划算法研究[J]. 宁学涛,黄伟,郑天江,杨亚威. 制造业自动化. 2015(14)
[6]多输出3D打印冗余并联机器人的设计与分析[J]. 常定勇,方跃法. 中国机械工程. 2015(12)
[7]5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床完整刚度模型及其刚度特性[J]. 周鑫,许允斗,姚建涛,郑魁敬,赵永生. 光学精密工程. 2015(04)
[8]基于Lamé曲线的Delta并联机器人拾放操作轨迹的优化与试验验证[J]. 解则晓,商大伟,任凭. 机械工程学报. 2015(01)
[9]两种坐标空间中Delta机器人轨迹规划仿真[J]. 郭超,辛世界,李玉胜. 制造业自动化. 2014(04)
[10]3D打印技术与产业的发展及前景分析[J]. 王雪莹. 中国高新技术企业. 2012(26)
博士论文
[1]数控系统运动平滑处理、伺服控制及轮廓控制技术研究[D]. 赵国勇.大连理工大学 2006
[2]混联结构并联机床的研究[D]. 范守文.四川大学 2002
硕士论文
[1]多轴数控系统的运动控制算法研究与开发[D]. 许东伟.广东工业大学 2015
[2]实现多轴数控高性能加工的控制方法研究[D]. 章晶.广东工业大学 2013
[3]数控加工空间运动平滑路径的规划[D]. 黄建.扬州大学 2013
[4]基于嵌入式的投影光固化快速成形控制系统研究[D]. 林武春.华中科技大学 2009
[5]数控机床中微小线段连续插补算法研究[D]. 赵爽.哈尔滨工业大学 2008
[6]高速雕刻机数控插补技术的研究[D]. 张远.南京航空航天大学 2008
[7]基于嵌入式的雕铣机数控系统的研究与开发[D]. 王轲.北京交通大学 2008
[8]3-TPT型并联机床的误差分析与仿真[D]. 左扣成.东北大学 2005
本文编号：3009471
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
控制系统应用目标绪论，即本章，通过对快速成型相关概念、应用背景、相关技术、研究
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文速成型设备机械结构设计据市场需求，本系统的目标设备包括两种结构，分别是 H 形结并联结构。H 形结构如图 2-2a 所示，用同步带将 X、Y 轴并联，动实 现直线运动。本驱动体系中，H 形机架构造采用两个 57 号动。工作平面沿 Z 方向的运动与 X、Y 轴相隔离，由两个 42 步进动丝杆传动。
工作平面沿 Z 方向的运动与 X、Y 轴相隔离，由两个 42 步进滑动丝杆传动。图 2-2 a) H 形并联结构简图 b) Delta 并联结构简图Delta 并联结构[43，44]由动平台、静平台、曲柄和连杆组成（如图 2-2，曲柄与联接杆、动平台与曲柄间用球福（虎克铰）联接，静平台用转动副联接。当设备的运动机构运行时，静平台上电机驱动曲带动动平台运行。在设计中，三个曲柄均使用 42 步进电机驱动，最流 1.7A。
【参考文献】：
期刊论文
[1]并联结构的3D打印系统设计与分析[J]. 吴懋亮,蔡杰,何涛,谢飞. 机械设计与制造. 2016(07)
[2]基于RecurDyn的3D打印并联机器人机构的运动学分析与仿真[J]. 毕长飞. 机械设计与制造. 2016(03)
[3]基于挤出固化的建筑3D打印装置设计及验证[J]. 覃亚伟,骆汉宾,车海潮,徐捷. 土木工程与管理学报. 2016(01)
[4]五自由度FDM型三维打印装置设计[J]. 曹晟,邵帅. 橡塑技术与装备. 2015(23)
[5]关节空间和工作空间的混合轨迹规划算法研究[J]. 宁学涛,黄伟,郑天江,杨亚威. 制造业自动化. 2015(14)
[6]多输出3D打印冗余并联机器人的设计与分析[J]. 常定勇,方跃法. 中国机械工程. 2015(12)
[7]5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床完整刚度模型及其刚度特性[J]. 周鑫,许允斗,姚建涛,郑魁敬,赵永生. 光学精密工程. 2015(04)
[8]基于Lamé曲线的Delta并联机器人拾放操作轨迹的优化与试验验证[J]. 解则晓,商大伟,任凭. 机械工程学报. 2015(01)
[9]两种坐标空间中Delta机器人轨迹规划仿真[J]. 郭超,辛世界,李玉胜. 制造业自动化. 2014(04)
[10]3D打印技术与产业的发展及前景分析[J]. 王雪莹. 中国高新技术企业. 2012(26)
博士论文
[1]数控系统运动平滑处理、伺服控制及轮廓控制技术研究[D]. 赵国勇.大连理工大学 2006
[2]混联结构并联机床的研究[D]. 范守文.四川大学 2002
硕士论文
[1]多轴数控系统的运动控制算法研究与开发[D]. 许东伟.广东工业大学 2015
[2]实现多轴数控高性能加工的控制方法研究[D]. 章晶.广东工业大学 2013
[3]数控加工空间运动平滑路径的规划[D]. 黄建.扬州大学 2013
[4]基于嵌入式的投影光固化快速成形控制系统研究[D]. 林武春.华中科技大学 2009
[5]数控机床中微小线段连续插补算法研究[D]. 赵爽.哈尔滨工业大学 2008
[6]高速雕刻机数控插补技术的研究[D]. 张远.南京航空航天大学 2008
[7]基于嵌入式的雕铣机数控系统的研究与开发[D]. 王轲.北京交通大学 2008
[8]3-TPT型并联机床的误差分析与仿真[D]. 左扣成.东北大学 2005
本文编号：3009471
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