由直线电机驱动的3D打印机XY轴传动机构制造技术

本发明专利技术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轴导轨道、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。本发明专利技术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。

XY axis drive mechanism of 3D printer driven by linear motor

The invention discloses a 3D printer XY shaft transmission mechanism driven by a linear motor, which is a X shaft transmission mechanism and a Y shaft transmission mechanism assembly which can be combined independently and can be linked together. The Y shaft transmission mechanism at the bottom includes fixed base, Y axle guide track, Y axis linear motor stator and Y axis linear motor rotor. The X shaft transmission mechanism in the upper layer includes X axis guide rail, X axis linear motor stator, printing platform, X axis linear motor rotor and moving base. The drive mechanism of the invention is driven by linear motor, which has compact structure and small occupation space, and is especially suitable for the matching of 3D printer. The most important thing is that the linear motor drive fast acceleration, small noise, good displacement adjustability, easy to control accurately. In addition, the linear motor belongs to an electrical appliance, with a lot of information feedback channels, easy to control or eliminate the cumulative error in the transmission process, is conducive to improving the accuracy of 3D printing.

【技术实现步骤摘要】
由直线电机驱动的3D打印机XY轴传动机构
本专利技术涉及一种机械直行传动机构，具体地讲，本专利技术涉及一种用于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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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，滑块与y轴导轨道滑动配合，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轴直线电机转子而动的，并沿y轴导轨往复直行机构。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，滑块与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轴直线电机转子而动的并沿X轴导轨往复直行机构。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。本专利技术与现有技术相比，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是本专利技术结构立体示意图。具体实施方式下面根据附图并结合实施例，对本专利技术作进一步说明。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而动的并沿Y轴导轨2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7.1，滑块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而动的并沿X轴导轨5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。本专利技术中，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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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（9.1），滑块（9.1）与y轴导轨道（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）而动的，并沿y轴导轨（2）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（7.1），滑块（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）而动的并沿X轴导轨（5）往复直行机构。...

【技术特征摘要】
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（9.1），滑块（9.1）与y轴导轨道（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）而动的，并沿y轴导轨（2）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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王登元，陶国强，黄华，李获鼎，董志根，黄骏，熊威，闫志刚，梁泉，
申请(专利权)人：泰州鑫聚自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32