一种用于3D打印机的缸体底盘驱动结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于3D打印机的缸体底盘驱动结构，底板、侧板相连，丝杠轴、光杆贯穿底板连接底盘和光杆底部固定板，光杆上设置含有双轴直线轴承的直线轴承固定座，直线轴承固定座位于底板上。丝杠轴上丝杠螺母所连接的同步机构连接件通过第一同步机构与Z1伺服电机轴侧的第二同步机构保持同步传动，在同步机构连接件上设置的止推球轴承固定于止推球轴承固定座上。本设计的驱动结构采用螺母转动、丝杠轴平移的方式，精简了零部件，提高了空间利用率，具备高精度控制、低摩擦损耗和高平稳性的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于3D打印机的缸体底盘驱动结构
本技术涉及一种3D打印机配件，特别是一种用于3D打印机的缸体底盘驱动结构。
技术介绍
3D打印机对于结构型产品而言，具有成型快、精度高、原材料成本较低的特点。其运用粉末状原材料，通过逐层打印的方式来实现对产品的制造。根据材料的种类及其使用，现已衍生出熔融沉积造型术、激光立体印刷术和选择型激光烧结术等细分类型的打印机。其中，选择型激光烧结术较为常见。常见的类型包括SLS选择性激光烧结术和SLM选择性激光熔化术，两者均属于使用激光作为能量介质的3D打印技术。相较于SLS选择性激光烧结术而言，SLM在增材制造的过程中用激光使粉体完全熔化，不需要黏结剂，成型的精度和力学性能都比SLS要好，因此，较前者在某些领域的应用前景要好，例如在医疗、汽车、航天等领域都有极大应用前景。以牙科领域为例，现阶段主要的SLM型3D打印机激光频率主要在200w到500w之间，根据工作时实际激光光斑能量和对应粉层的熔融温度，粉末的工艺层厚多在0.02mm到0.05mm之间。对于SLM型3D打印机而言，其通常包括供料装置、成型装置、铺粉装置、激光装置和粉料回收装置。其中，供料装置和成型装置的底盘需要使用到驱动装置来驱动。常见的驱动装置结构采用丝杠传动方式，其中，丝杠转动，传动丝杠螺母平移，再配合导轨和滑块，实现竖轴上对底盘的驱动。例如CN110722790A公开的一种3D增材运动系统及其方法中所采用的结构。该种驱动结构的丝杠轴的位置是固定的，即在设计和安装时，需要为丝杠轴及其相连的设备预留较大的空间，结构松散，空间利用率不高。同时，该种传动方式只能通过与丝杠轴并排的侧边对底盘进行传动，而非轴向，因此，要求丝杠轴贯穿底盘的整个活动空间，并配置相匹配的滑块和导轨来实现传动和方向的固定，结构复杂，摩擦力大。此外，丝杠轴转动进行传动的精度不高，对铺粉层厚有极大影响，难以满足高精度打印的要求。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于3D打印机的缸体底盘驱动结构，以提高整机的空间利用率和运行稳定性，提高运行精度，降低驱动时的摩擦损耗。本技术采用的技术方案如下：一种用于3D打印机的缸体底盘驱动结构，所述3D打印机的底盘位于缸体内，可沿缸体轴线方向活动，缸体底端设计有缸体端盖。缸体底盘驱动机构包括侧板、底板、Z1伺服电机、电机安装座、光杆、丝杠轴、丝杠螺母、直线轴承固定座、光杆底部固定板、第一同步机构和第二同步机构；其中：底板固定于侧板的一端，底板上开有供光杆、丝杠轴通过的过孔，所述侧板的另一端用于安装到缸体端盖上。Z1伺服电机通过电极安装座与侧板保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z1伺服电机轴端。丝杠轴垂直贯穿底板中部；直线轴承固定座至少为一个，围绕所述丝杠轴均匀分布，且均平行于丝杠轴，各直线轴承固定座的一端分别设置于底板靠缸体端盖一侧，另一端用于连接到缸体端盖上，至少一直线轴承固定座内部设有双衬型直线轴承，至少一双衬型直线轴承内贯穿设置光杆；光杆、丝杠轴顶部均用于连接到底盘，光杆、丝杠轴底部均与光杆底部固定板连接。丝杠螺母设置于丝杠轴上，丝杠螺母与第一同步机构连接并保持相对静止关系，Z1伺服电机轴侧的第二同步机构通过第一同步机构与丝杠螺母保持同步传动关系。电机驱动第二同步机构转动，从而同步传动第一同步机构转动，第一同步机构固定于同步机构连接件上，从而同步机构连接件同步转动，进而带动其连接的丝杠螺母转动，丝杠螺母在转动的同时，即可驱动丝杠轴进行平移，进而实现对底盘的驱动。本设计的结构采用螺母转动、丝杠轴平移的方式，相较于丝杠轴转动、螺母平移的方式，本设计可以将零部件沿丝杠轴的轴向方向集成布置，进而提高空间的利用率，提高了装置的紧凑性。另外，本设计摒弃了导轨+滑块的导向结构，采用光杆和双衬型直线轴承相结合的方式，一方面，利用了直线轴承摩擦力小、便于高精度控制的特点，降低了驱动过程中的摩擦损耗，提高了驱动精度，另一方面，实现对底盘沿轴向的面状驱动（丝杆轴+光杆，具备高同步性），相较于传统从底盘两端进行驱动的方式，驱动同步性更高，驱动更加平稳。进一步的，驱动机构还包括同步机构连接件、止推球轴承固定座、直线轴承固定座、止推球轴承和轴承挡盘；同步机构连接件套设于丝杠轴上，与丝杠螺母固定连接，止推球轴承安装于同步机构连接件上，止推球轴承固定于止推球轴承固定座上，止推球轴承固定座与缸体端盖保持相对静止关系；在止推球轴承固定座上设置有轴承挡盘，轴承挡盘与止推球轴承相邻设置，轴承挡盘限制止推球轴承相对于止推球轴承固定座运动；第一同步机构固定于同步机构连接件上，第二同步机构与第一同步机构保持同步传动关系。上述实现第一同步机构和丝杠螺母保持同步传动关系的结构，可以有效防止在丝杠轴平移的过程中，第一同步机构与第二同步机构之间的位置发生偏移，即确保驱动部分结构的稳定性。进一步的，电机安装座包括Z1电机安装座横板和Z1电机安装座竖板，两者端部相连，构成L型。Z1伺服电机安装于Z1电机安装座横板上；Z1电机安装座竖板安装于底板上，或者，Z1电机安装座竖板用于安装到缸体端盖上。采用L型安装座可以使安装座的固定位置和电机的安装位置相互独立，进而在确保电机安装到最适宜位置的情况下，安装座也能具备最佳的固定位置（包括安装的便捷性、稳定性等因素考虑）。进一步的，电机安装座还包括至少一杆状支座，杆状支座的一端连接于Z1电机安装座横板远离Z1电机安装座竖板的一端，杆状支座的另一端用于连接到缸体端盖或底板上。杆状支座可以进一步将Z1电机安装座横板进行固定，同时不会影响到两个同步机构间的传动关系。进一步的，第一同步机构和第二同步机构均为同步带轮组，同步带轮组间通过同步带保持同步传动关系。采用同步带轮和同步带的传动关系，无需两个同步机构相邻，使得结构设计更具灵活性，便于其余部件的集成。进一步的，第一同步机构和第二同步机构均至少包括两个同步带轮。进一步的，丝杠轴的两端分别设置有第一轴承支座、第一轴衬、第二轴承支座和第二轴衬；第一轴衬设置于第一轴承支座的内圈，第一轴衬内圈连接丝杠轴的一端；第二轴衬设置于第二轴承支座的内圈，第二轴衬内圈连接丝杠轴的另一端。采用轴衬的方式连接丝杠轴，可以先将支座部分固定到底盘上，再安装丝杠轴。而常规的采用螺栓安装丝杠轴的方式，需要直接将丝杠轴安装到底盘，操作不便。相较于此，本设计具有方便、快捷安装丝杠轴的特点。进一步的，光杆的一端连接有热熔螺母，另一端通过插销结构连接有一光杆支座。在安装时，光杆顶端需要安装到底盘，采用插销结构，可以先将光杆支座安装到底盘，然后连接光杆。相较于通过螺栓连接的方式，具有便于操作、安装快捷的特点。进一步的，止推球轴承固定座安装于侧板内侧，以与侧板保持相对静止关系。将推球轴承固定座设计于侧板上，一方面，可以尽可能减小部件间的交错，降低装置结构的复杂性，另一方面，可以尽量减少部件间的串联关系（如将推球轴承固定座固定于其他与侧板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于3D打印机的缸体底盘驱动结构，所述3D打印机的底盘（103）位于缸体（101）内，可沿缸体（101）轴线方向活动，缸体（101）底端设计有缸体端盖（102）；其特征在于，所述缸体底盘驱动机构包括侧板（104）、底板（107）、Z1伺服电机（111）、电机安装座、光杆（108）、丝杠轴（110）、丝杠螺母（120）、直线轴承固定座（106）、光杆底部固定板（109）、第一同步机构和第二同步机构；其中/n所述底板（107）固定于侧板（104）的一端，底板（107）上开有供光杆（108）、丝杠轴（110）通过的过孔，所述侧板（104）的另一端用于安装到缸体端盖（102）上；/n所述Z1伺服电机（111）通过电极安装座与侧板（104）保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z1伺服电机（111）轴端；/n所述丝杠轴（110）垂直贯穿底板（107）中部；所述直线轴承固定座（106）至少为一个，围绕所述丝杠轴（110）均匀分布，且均平行于丝杠轴（110），各直线轴承固定座（106）的一端分别设置于底板（107）靠缸体端盖（102）一侧，另一端用于连接到缸体端盖（102）上，至少一直线轴承固定座（106）内部设有双衬型直线轴承（128），至少一双衬型直线轴承（128）内贯穿设置光杆（108）；光杆（108）、丝杠轴（110）顶部均用于连接到底盘（103），光杆（108）、丝杠轴（110）底部均与光杆底部固定板（109）连接；/n丝杠螺母（120）设置于丝杠轴（110）上，丝杠螺母（120）与第一同步机构连接并保持相对静止关系，Z1伺服电机（111）轴侧的第二同步机构通过第一同步机构与丝杠螺母（120）保持同步传动关系。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于3D打印机的缸体底盘驱动结构，所述3D打印机的底盘（103）位于缸体（101）内，可沿缸体（101）轴线方向活动，缸体（101）底端设计有缸体端盖（102）；其特征在于，所述缸体底盘驱动机构包括侧板（104）、底板（107）、Z1伺服电机（111）、电机安装座、光杆（108）、丝杠轴（110）、丝杠螺母（120）、直线轴承固定座（106）、光杆底部固定板（109）、第一同步机构和第二同步机构；其中
所述底板（107）固定于侧板（104）的一端，底板（107）上开有供光杆（108）、丝杠轴（110）通过的过孔，所述侧板（104）的另一端用于安装到缸体端盖（102）上；
所述Z1伺服电机（111）通过电极安装座与侧板（104）保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z1伺服电机（111）轴端；
所述丝杠轴（110）垂直贯穿底板（107）中部；所述直线轴承固定座（106）至少为一个，围绕所述丝杠轴（110）均匀分布，且均平行于丝杠轴（110），各直线轴承固定座（106）的一端分别设置于底板（107）靠缸体端盖（102）一侧，另一端用于连接到缸体端盖（102）上，至少一直线轴承固定座（106）内部设有双衬型直线轴承（128），至少一双衬型直线轴承（128）内贯穿设置光杆（108）；光杆（108）、丝杠轴（110）顶部均用于连接到底盘（103），光杆（108）、丝杠轴（110）底部均与光杆底部固定板（109）连接；
丝杠螺母（120）设置于丝杠轴（110）上，丝杠螺母（120）与第一同步机构连接并保持相对静止关系，Z1伺服电机（111）轴侧的第二同步机构通过第一同步机构与丝杠螺母（120）保持同步传动关系。


2.如权利要求1所述的用于3D打印机的缸体底盘驱动结构，其特征在于，所述驱动机构还包括同步机构连接件（119）、止推球轴承固定座（105）、直线轴承固定座（106）、止推球轴承（127）和轴承挡盘（118）；所述同步机构连接件（119）套设于丝杠轴（110）上，与丝杠螺母（120）固定连接，止推球轴承（127）安装于同步机构连接件（119）上，止推球轴承（127）固定于止推球轴承固定座（105）上，止推球轴承固定座（105）与缸体端盖（102）保持相对静止关系；在止推球轴承固定座（105）上设置有轴承挡盘（118），轴承挡盘（118）与止推球轴承（127）相邻设置，轴承挡盘（118）限制止推球轴承（127）相对于止推球轴承固定座（105）...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍兰田，杨加兴，
申请(专利权)人：四川天府珞埔三维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51