一种抗晃振的3d打印系统

文档序号:655 发布日期:2021-09-17 浏览:34次 >En<

阅读说明:本技术 一种抗晃振的3d打印系统 (Anti-shaking 3D printing system ) 是由 肖锦华 吕雅琼 杨磊 于 2021-07-20 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种抗晃振的3D打印系统,包括测量装置、控制器、第一角度调节装置、第二角度调节装置以及3D打印机,控制器与测量装置、第一角度调节装置以及第二角度调节装置电连接,第一角度调节装置以及第二角度调节装置均连接3D打印机,测量装置安装于3D打印机上,用于实时测量3D打印机的倾角后,并将实时测量的倾角发送至控制器;控制器用于将实时测量的倾角与预设倾角进行比较,并根据比较后产生的偏差角产生第一驱动信号或第二驱动信号;第一角度调节装置用于根据所述第一驱动信号,调节所述3D打印机的倾角;所述第二角度调节装置用于根据所述第二驱动信号,调节所述3D打印机的倾角。本发明解决了海洋环境下3D打印平台不稳定的问题。(The invention discloses a shake-proof 3D printing system which comprises a measuring device, a controller, a first angle adjusting device, a second angle adjusting device and a 3D printer, wherein the controller is electrically connected with the measuring device, the first angle adjusting device and the second angle adjusting device are both connected with the 3D printer, and the measuring device is arranged on the 3D printer and used for measuring the inclination angle of the 3D printer in real time and then sending the inclination angle measured in real time to the controller; the controller is used for comparing the inclination angle measured in real time with a preset inclination angle and generating a first driving signal or a second driving signal according to a deviation angle generated after comparison; the first angle adjusting device is used for adjusting the inclination angle of the 3D printer according to the first driving signal; and the second angle adjusting device is used for adjusting the inclination angle of the 3D printer according to the second driving signal. The invention solves the problem of instability of the 3D printing platform in the marine environment.)

一种抗晃振的3D打印系统

技术领域

本发明涉及3D打印

技术领域

,具体涉及一种抗晃振的3D打印系统。

背景技术

3D打印机作为一种随舰保障装备,已经越来越多地安装在大型舰船上作为损坏零件的修复及制造。但是,海洋环境存在特有的低频晃动,在这一过程中往往容易受到外界的影响,导致打印平台不稳定的倾斜,当打印平台倾斜时,会导致3D打印的精度不高,影响损坏零件的修复和制造。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足,提供一种抗晃振的3D打印系统,解决现有技术中海洋环境下3D打印平台不稳定的技术问题。

为达到上述技术目的,本发明采取了以下技术方案:

本发明提供一种抗晃振的3D打印系统,包括测量装置、控制器、第一角度调节装置、第二角度调节装置以及3D打印机,所述控制器与所述测量装置、第一角度调节装置以及第二角度调节装置电连接,所述第一角度调节装置以及第二角度调节装置均连接所述3D打印机,其中,

所述测量装置安装于所述3D打印机上,用于实时测量所述3D打印机的倾角后,并将实时测量的倾角发送至所述控制器;

所述控制器用于将实时测量的倾角与预设倾角进行比较,并根据比较后产生的偏差角产生第一驱动信号或第二驱动信号;

所述第一角度调节装置用于根据所述第一驱动信号,调节所述3D打印机的倾角;

所述第二角度调节装置用于根据所述第二驱动信号,调节所述3D打印机的倾角。

优选的,所述的抗晃振的3D打印系统中,所述测量装置包括加速度计、陀螺仪传感器、转换电路以及积分电路,所述加速度计以及所述陀螺仪传感器均安装于所述3D打印机上,所述加速度计与所述转换电路电连接,所述转换电路以及所述陀螺仪传感器均与所述积分电路电连接,其中,

所述加速度计用于测量晃动方向上的加速度;

所述转换电路用于将所述加速度转换为倾角值;

所述陀螺仪传感器用于测量晃动方向上的角动量;

所述积分电路用于根据所述角动量以及倾角值输出实时测量的倾角。

优选的,所述的抗晃振的3D打印系统中,所述加速度计以及所述陀螺仪传感器的数量均为3个。

优选的,所述的抗晃振的3D打印系统中,所述第一角度调节装置为伺服电机。

优选的,所述的抗晃振的3D打印系统中,所述第二角度调节装置为液压调控装置。

优选的,所述的抗晃振的3D打印系统中,所述控制器具体用于:

将实时测量的倾角与预设倾角进行比较,并在比较后产生偏差角,当所述偏差角大于第二角度调节装置的约束角时,产生第一驱动信号;

当所述偏差角大于第二角度调节装置的最小调节倾角、且不大于第二角度调节装置的约束角时,产生第二驱动信号。

优选的,所述的抗晃振的3D打印系统中,所述第一角度调节装置以及第二角度调节装置的角度调节速度与所述偏差角成正比。

优选的,所述的抗晃振的3D打印系统中,所述3D打印机包括可调节平台、3D打印平台以及打印装置,所述打印装置以及3D打印平台固定设置于所述可调节平台上,所述打印装置用于在所述3D打印平台上进行3D打印,所述测量装置安装于所述可调节平台上,所述第一角度调节装置以及第二角度调节装置均连接所述可调节平台。

优选的,所述的抗晃振的3D打印系统中,所述控制器为一单片机。

优选的,所述的抗晃振的3D打印系统中,所述陀螺仪传感器为MEMS陀螺仪传感器。

与现有技术相比,本发明提供的抗晃振的3D打印系统,在海洋等晃动较明显的环境下,通过对3D打印机的倾角进行实时测量,然后利用控制器进行分析后,通过第一角度调节装置和第二角度调节装置协作进行3D打印机倾角的调节,可将3D打印机的晃动量纠正回3D打印机稳定工作状况中来,为海洋环境下3D打印成形提供稳定工作环境,避免受到晃动的影响,达到更高精度的控制,实现平台的稳定运行。

附图说明

图1是本发明提供的抗晃振的3D打印系统的一较佳实施例的结构框图;

图2是本发明提供的抗晃振的3D打印系统中,所述测量装置的一较佳实施例的结构框图;

图3是本发明提供的抗晃振的3D打印系统中角度调节的一较佳实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

请参阅图1,本发明实施例提供的抗晃振的3D打印系统,包括测量装置1、控制器2、第一角度调节装置3、第二角度调节装置4以及3D打印机5,所述控制器2与所述测量装置1、第一角度调节装置3以及第二角度调节装置4电连接,所述第一角度调节装置3以及第二角度调节装置4均连接所述3D打印机5。

本实施例中,所述测量装置1安装于所述3D打印机5上,用于实时测量所述3D打印机5的倾角后,并将实时测量的倾角发送至所述控制器2,通过测量装置1测量3D打印机5的实时倾角后,可对应进行调整,进而保证3D打印系统的稳定性,避免受到晃振的影响。

所述控制器2用于将实时测量的倾角与预设倾角进行比较,并根据比较后产生的偏差角产生第一驱动信号或第二驱动信号;

所述第一角度调节装置3用于根据所述第一驱动信号,调节所述3D打印机5的倾角;

所述第二角度调节装置4用于根据所述第二驱动信号,调节所述3D打印机5的倾角。

具体的,本发明实施例在测得倾角后,可根据实际倾角与预设倾角的差值来对应进行调整,其中,所述第一角度调节装置3用于实现粗调节,当实际倾角与预设倾角的偏差较大时,来调整所述3D打印机的倾角,从而实现3D打印机的稳定运行;所述第二角度调节装置4用于实现精调节,当实际倾角与预设倾角的偏差较小时,来调整所述3D打印机的倾角,时限D打印机5的稳定运行。

在海洋等晃动较明显的环境下,本发明实施例通过对3D打印机5的倾角进行实时测量,然后利用控制器2进行分析后,通过第一角度调节装置3和第二角度调节装置4协作进行3D打印机5倾角的调节,可将3D打印机的晃动量纠正回3D打印机5稳定工作状况中来,为海洋环境下3D打印成形提供稳定工作环境,避免受到晃动的影响,达到更高精度的控制,实现平台的稳定运行。

在一个优选的实施例中,请参阅图2,所述测量装置1包括加速度计11、陀螺仪传感器12、转换电路13以及积分电路14,所述加速度计11以及所述陀螺仪传感器12均安装于所述3D打印机5上,所述加速度计11与所述转换电路13电连接,所述转换电路13以及所述陀螺仪传感器12均与所述积分电路14电连接。

具体的,所述加速度计11用于测量晃动方向上的加速度;

所述转换电路13用于将所述加速度转换为倾角值;

所述陀螺仪传感器12用于测量晃动方向上的角动量;

所述积分电路14用于根据所述角动量以及倾角值输出实时测量的倾角。

本实施例中,陀螺仪传感器12是运用物体高速旋转时,角动量很大,旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质,而加速度计11本质上是一个振荡系统,安装于3D打印机5的内部,可以用来测量3D打印机5的运动加速度,通过测量由于重力引起的加速度,可以计算出3D打印系统相对于水平面的倾斜角度,通过分析角动量和动态加速度,这样获取平台在低频晃动条件下。

进一步的,所述加速度计11通过输出电压就能测得外界的加速度大小,再通过转换电路13等效平台的倾斜关系,即可确定倾斜的夹角;陀螺仪传感器12测量角动量,直接外加积分电路14测量角度,将两者进行组合,可以完成更精准的角度补偿电路。本发明实施例设置加速度计11,通过对角加速度与重力加速度之间的关系,分析平台倾斜角的关系,同时通过陀螺仪传感器12所测得角速度与积分电路14得到的角度进行补偿比对,得到更加精准的角度补偿关系。

在一个优选的实施例中,所述加速度计11以及所述陀螺仪传感器12的数量均为3个,分别用于测量三个方向上(XYZ轴)的加速度以及角动量,从而实现对3D打印系统3个方向上的晃动量的监测。

优选的,所述陀螺仪传感器12为MEMS陀螺仪传感器,具有较高的灵敏性。

在一个优选的实施例中,所述第一角度调节装置3为伺服电机,伺服电机可以用于对3D打印机5的倾斜角度进行粗调节,将3D打印机快速纠正,避免受到晃动的影响。

在一个优选的实施例中,所述第二角度调节装置4为液压调控装置,液压调控装置用于实现精调节,液压调控装置压力可以很高且响应速度高,因而执行机构尺寸小质量小,从结构上来说便于安装。在运行时,由于液体压缩性小,液压弹簧刚度高,所以液压控制的动态响应比电气控制系统高得多,进而可以实现更精准的调节。

在一个优选的实施例中,所述控制器2具体用于:

将实时测量的倾角与预设倾角进行比较,并在比较后产生偏差角,当所述偏差角大于第二角度调节装置4的约束角时,产生第一驱动信号;

当所述偏差角大于第二角度调节装置4的最小调节倾角、且不大于第二角度调节装置4的约束角时,产生第二驱动信号。

如图3所示,本实施例中,当所述3D打印系统开启后,控制器2会检测是否存在角度的偏差,若不存在,则第一角度调节装置3和第二角度调节装置4不作动作,若存在,当偏差角γ大于液压调节装置调节的约束角γ1时,需要通过伺服电机进行粗调节,当偏差角γ大于液压调节装置调节的最小倾角γmin、不大于液压调节装置的约束角γ1时,采用液压调节装置进行精调节,当偏差角γ小于液压系统调节最小倾角γmin时,则不需要通过第一角度调节装置3或第二角度调节装置4来进行调节。经过上述的分析和调整,可以使3D打印系统处于平衡状态下。

在一个优选的实施例中,所述3D打印机5包括可调节平台、3D打印平台以及打印装置,所述打印装置以及3D打印平台固定设置于所述可调节平台上,所述打印装置用于在所述3D打印平台上进行3D打印,所述测量装置1安装于所述可调节平台上,所述第一角度调节装置3以及第二角度调节装置4均连接所述可调节平台。通过利用第一角度调节装置3以及第二角度调节装置4来对可调节平台进行调节,可以保证平台的稳定性,使平台达到平衡状态。

优选的,所述控制器2为一单片机,可实现角度的分析,具体可采用51单片机来实现其功能,当然,在其它的实施例中,所述控制器2还可选用其它的设备,本发明对此不做限定。

综上所述,本发明提供的抗晃振的3D打印系统,在海洋等晃动较明显的环境下,通过对3D打印机的倾角进行实时测量,然后利用控制器进行分析后,通过第一角度调节装置和第二角度调节装置协作进行3D打印机倾角的调节,可将3D打印机的晃动量纠正回3D打印机稳定工作状况中来,为海洋环境下3D打印成形提供稳定工作环境,避免受到晃动的影响,达到更高精度的控制,实现平台的稳定运行。

以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

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