3D打印机平面运动精度测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种3D打印机平面运动精度测量装置,它包括底座、X向导轨、Y向导轨、X向滑板、Y向滑块、Y向光栅读数头、Y向光栅尺、X向光栅尺、数据处理系统和X向光栅读数头。本发明专利技术结构简单、使用方便、制作成本低廉，使用时对测试环境要求不高，可以在生产现场用于测量。实际测量时由数据处理系统实时采集来自X向光栅读数头和Y向光栅读数头的位置数，CPU及时对采集到的数据进行处理，并向相关数据通讯接口输出包含X向和Y向位置的实际运动坐标数据，此阶段CPU将实际运动坐标数据拟合成动态运动轨迹图，并通过显示屏直观展示，便于使用者或用户了解实测结果。

Measuring device for plane motion precision of 3D printer

The invention discloses a 3D printer plane motion accuracy measurement device, which comprises a base, a X guide rail, a Y direction rail, a X direction slide plate, a Y slide block, a Y direction grating reading head, a Y direction grating ruler, a X to grating ruler, a data processing system and a X to grating reading head. The invention has the advantages of simple structure, convenient use, low production cost and low requirement on the test environment in use, and can be used for measurement at the production site. Measured by the data processing real time acquisition system from X to Y and the number of grating reading head position to the grating reading head, CPU to process the collected data, and includes the X and Y direction of the actual motion coordinate data position related to the data communication interface output, this stage will CPU the actual motion coordinate data fitting the synthesis of dynamic motion trajectories, and through the display of visual display, convenient for users or users to understand the experimental results.

【技术实现步骤摘要】
3D打印机平面运动精度测量装置
本专利技术涉及一种测量装置，具体地讲，本专利技术涉及一种运动精度测量装置，特别是一种3D打印机平面运动精度测量装置。
技术介绍
熔融沉积式3D打印机是一种采用增材技术的快速成型装置，在XY平面内按运动轨迹移动挤出喷头并挤出熔融成型材料，当一层完成后改变挤出喷头在Z方向的相对位置，再进行另一层的成型作业，通过逐层成型的方式最终形成所需的三维模型或产品。上述XY运动轨迹精度决定了成型精度，因此对XY运动轨迹精度测量，有利于提高3D打印机的成型精度。对XY运动轨迹精度测量有两种状态，一种是静态定位测量，另一种是动态测量，不管在何种状态测量，测量的实质是检查实际运动轨迹与设计轨迹之间的误差。现有技术条件下，本行业普遍使用激光干涉仪和激光跟踪仪作为XY平面运动轨迹精度的测量装置。市售的激光干涉仪是一种测量精度很高装置，可用于3D打印机的运动轨迹测量，但是该装置只能在静态下定位测量，即在静态下先测量被测运动部件的初始位置，待运动至终点处再作被测运动部件测量。尽管激光干涉仪静态定位测量精度高，但不能作动态运动轨道迹测量，再加上激光干涉仪属于精贵类仪器，操作步骤繁琐，使用不便，以及对操作者及检测环境要求高，特别对温度、湿度超标十分敏感，所以激光干涉仪仅适合标准实验室使用，不适合生产现场使用。激光跟踪仪也属于一种精贵仪器，它与激光干涉仪的性能相反，仅适合动态测量，由于功能不全面，以及对检测环境要求高等原因，至今仍然不能用于生产现场测量，只能作实验室的型式测量设备。
技术实现思路
本专利技术主要针对市售激光干涉仪和激光跟踪仪功能单一，不满足3D打印机平面运动精度测量的问题，提出一种结构简单、操作便捷、测量准确、造价低廉、适合在生产现场作动、静态的3D打印机平面运动精度测量装置。本专利技术通过下述技术方案实现技术目标。3D打印机平面运动精度测量装置，它包括底座、X向导轨、Y向导轨、X向滑板、Y向滑块、Y向光栅读数头、Y向光栅尺7、X向光栅尺、数据处理系统和X向光栅读数头。所述底座为平置的矩形框，两长边上平面分别安置一根相互平行的X向导轨。其改进之处在于：所述X向导轨顶面居中设有矩形凹槽嵌装X向光栅尺。所述X向滑板横跨在两根X向导轨上自由滑动，X向滑板一侧边固定连接X向光栅读数头，X向光栅读数头和X向光栅尺组成X向光栅测量系统。所述Y向导轨安置在X向滑板朝上的一面，Y向滑块沿Y向导轨自由滑动，Y向滑块一侧面固定连接Y向光栅读数头，在Y向导轨朝上的一面居中设有矩形凹槽嵌装Y向光栅尺，Y向光栅尺和Y向光栅读数头组成Y向光栅测量系统。所述数据处理系统是一种由CPU及其外围电路组成具有显示屏的微计算机系统，安置在底座一端的数据处理系统通过线缆分别外连接X向光栅测量系统和Y向光栅测量系统，由此构成在动、静状态下都可以实施平面运动精度测量的架构。作为进一步改进方案，所述数据处理系统中的CPU是单片机，或ARM，也可以是X86类型的微处理器。作为进一步改进方案，所述数据处理系统中的外围电路包括X向光栅读数头和Y向光栅读数头的线缆接口，以及相关的数据通讯接口。本专利技术与现有市售的激光干涉仪、激光跟踪仪相比，具有以下积极效果：1、在XY方向中分别配置光栅系统，结构简单、使用方便、制作成本低廉；2、装置中配有数据处理系统，既可以静态定位精度测量，又可以作动态运动轨迹精度测量，而且测量精度高；3、本专利技术实际使用时，对检测环境要求不高，便于生产现场用于测量。附图说明图1是本专利技术实施例立体示意图。图2是展示图1中一边X向滑板与X向导轨配合的结构放大示意图。图3是图2中A-A剖面示意图。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所示的3D打印机平面运动精度测量装置，它包括底座1、X向导轨2、Y向导轨3、X向滑板4、Y向滑块5、Y向光栅读数头6、Y向光栅尺7、X向光栅尺8、数据处理系统9和X向光栅读数头10。所述底座1是基础构件，它为平置的矩形框，两长边上平面分别安置一根相互平行的X向导轨2，在X向导轨2顶面居中设有矩形凹槽嵌装X向光栅尺8。所述X向滑板4横跨在两根X向导轨2上自由滑动，为了便于测量，在X向滑板4一侧边固定连接X向光栅读数头10。此处的X向光栅读数头10和X向导轨2上安置的X向光栅尺8组成X向光栅测量系统。所述Y向导轨3安置在X向滑板4朝上的一面，Y向滑块5沿Y向导轨3自由滑动。Y向滑块5是一块载体，上平面用于安装被测运动部件，为了便于测量，在Y向滑块5一侧面固定连接Y向光栅读数头6，Y向导轨3朝上的一面居中设有矩形凹槽嵌装Y向光栅尺7，Y向光栅尺7和Y向光栅读数头6组成Y向光栅测量系统。所述数据处理系统9是一种由CPU及其外围电路组成具有显示屏的微计算机系统。本实施例中应用的CPU是一种单片机，当然也可以选用APM或X86类型的微处理器。外围电路包括X向光栅读数头10和Y向光栅读数头6的线缆接口，以及相关的数据通讯接口。本实施例将数据处理系统9安置在底座1一端，数据处理系统9通过线缆分别外连接X向光栅测量系统和Y向光栅测量系统，由此构成动、静状态下都可以实施平面运动精度测量的架构。本专利技术实际使用时，对测试环境要求不高，可以在生产现场用于测量。测量数据处理系统9实时采集来自于X向光栅读数头10和Y向光栅读数头6的位置数，CPU及时对采集到的数据进行处理，并向相平面数据通讯接口输出包含X向和Y向位置的实际运动坐标数据，此阶段CPU将实际运动坐标数据拟合成动态运动轨迹图，并通过显示屏直观展示，便于使用者或用户直观了解实测结果。本专利技术中的测量数据处理系统9，还可以通过数据通讯接口接收来自用户的输入数据，该数据包含对被测运动系统的指令位置数据，通过CPU对此指令位置数据和实际运动坐标数据计算并分析，得到两者运动轨迹的误差。该误差可以通过表格或图形格式在显示屏中展示出来。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印机平面运动精度测量装置，它包括底座（1）、X向导轨（2）、Y向导轨（3）、X向滑板（4）、Y向滑块（5）、Y向光栅读数头（6）、Y向光栅尺7、X向光栅尺（8）、数据处理系统（9）和X向光栅读数头（10）；所述底座（1）为平置的矩形框，两长边上平面分别安置一根相互平行的X向导轨（2）；其特征在于：所述X向导轨（2）顶面居中设有矩形凹槽嵌装X向光栅尺（8）；所述X向滑板（4）横跨在两根X向导轨（2）上自由滑动，X向滑板（4）一侧边固定连接X向光栅读数头（10），X向光栅读数头（10）和X向光栅尺（8）组成X向光栅测量系统；所述Y向导轨（3）安置在X向滑板（4）朝上的一面，Y向滑块（5）沿Y向导轨（3）自由滑动，Y向滑块（5）一侧面固定连接Y向光栅读数头（6），在Y向导轨（3）朝上的一面居中设有矩形凹槽嵌装Y向光栅尺（7），Y向光栅尺（7）和Y向光栅读数头（6）组成Y向光栅测量系统；所述数据处理系统（9）是一种由CPU及其外围电路组成具有显示屏的微计算机系统，安置在底座（1）一端的数据处理系统（9）通过线缆分别外连接X向光栅测量系统和Y向光栅测量系统，由此构成在动、静状态下都可以实施平面运动精度测量的架构。...

【技术特征摘要】
1.一种3D打印机平面运动精度测量装置，它包括底座（1）、X向导轨（2）、Y向导轨（3）、X向滑板（4）、Y向滑块（5）、Y向光栅读数头（6）、Y向光栅尺7、X向光栅尺（8）、数据处理系统（9）和X向光栅读数头（10）；所述底座（1）为平置的矩形框，两长边上平面分别安置一根相互平行的X向导轨（2）；其特征在于：所述X向导轨（2）顶面居中设有矩形凹槽嵌装X向光栅尺（8）；所述X向滑板（4）横跨在两根X向导轨（2）上自由滑动，X向滑板（4）一侧边固定连接X向光栅读数头（10），X向光栅读数头（10）和X向光栅尺（8）组成X向光栅测量系统；所述Y向导轨（3）安置在X向滑板（4）朝上的一面，Y向滑块（5）沿Y向导轨（3）自由滑动，Y向滑块（5）一侧面固定连接Y向光栅读数头（6），在Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶国强，黄华，李获鼎，熊威，董志根，王登元，黄骏，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