[发明专利]一种熔融沉积型3D打印机自适应调平系统及其调平方法

权利要求书

1.一种熔融沉积型3D打印机自适应调平系统，包括打印平台（1）、平台托架（2），其特征在于，平台托架（2）上固定第一步进电机（3）、第二步进电机（4）、第三步进电机（5）、第四步进电机（6），第一步进电机（3）、第二步进电机（4）、第三步进电机（5）、第四步进电机（6）分别通过第一螺纹轴套调平机构（7）、第二螺纹轴套调平机构（8）、第三螺纹轴套调平机构（9）、第四螺纹轴套调平机构（10）连接第一球铰支座（11）、第二球铰支座（12）、第三球铰支座（13）、第四球铰支座（14），第一球铰支座（11）、第二球铰支座（12）、第三球铰支座（13）、第四球铰支座（14）连接打印平台（1），打印平台（1）与平台托架（2）之间还通过MEMS陀螺仪（15）与控制装置（16）相互连接，控制装置（16）还设有处理器模块（17）及电源模块（18）。

2.根据权利要求1所述的一种熔融沉积型3D打印机自适应调平系统，其特征在于，所述的第一步进电机（3）、第二步进电机（4）、第三步进电机（5）、第四步进电机（6）分别通过第一电源线（19）、第二电源线（20）、第三电源线（21）、第四电源线（22）连接电源模块（18），通过第一控制信号线（23）、第二控制信号线（24）、第三控制信号线（25）、第四控制信号线（26）连接处理器模块（17）。

3.根据权利要求1所述的一种熔融沉积型3D打印机自适应调平系统，其特征在于，所述的MEMS陀螺仪（15）安装在打印平台（1）的底侧，通过第五电源线（27）和信号传输线（28）连接安装在平台托架（2）上控制装置（16）的电源模块（18）及处理器模块（17）。

4.根据权利要求1所述的一种熔融沉积型3D打印机自适应调平系统，其特征在于，所述的第一螺纹轴套调平机构（7）包括第一螺纹轴和第一螺纹轴套；第二螺纹轴套调平机构（8）包括第二螺纹轴和第二螺纹轴套；第三螺纹轴套调平机构（9）包括第三螺纹轴和第三螺纹轴套；第四螺纹轴套调平机构（10）包括第四螺纹轴和第四螺纹轴套。

5.根据权利要求1所述的一种熔融沉积型3D打印机自适应调平系统，其特征在于，第一步进电机（3）的输出轴与第一螺纹轴套调平机构（7）的第一螺纹轴通过键连接，其第一螺纹轴套通过第一球铰支座与打印平台（1）相连接；所述的第二步进电机（4）的输出轴与第二螺纹轴套调平机构（8）的第二螺纹轴通过键连接在一起，其第二螺纹轴套通过第二球铰支座与打印平台（1）相连接；所述的第三步进电机（5）的输出轴与第三螺纹轴套调平机构（9）的第三螺纹轴通过键连接，其第三螺纹轴套通过第三球铰支座与打印平台（1）相连接；所述的第四步进电机（6）的输出轴与第四螺纹轴套调平机构（10）的第四螺纹轴通过键连接，其第四螺纹轴套通过第四球铰支座与打印平台（1）相连接。

6.一种熔融沉积型3D打印机自动调平方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）启动熔融沉积型3D打印机；

2）启动熔融沉积型3D打印机的控制装置；

3）控制装置所属的电源模块通过第一电源线给第一步进电机供电，通过第二电源线给第二步进电机供电，通过第三电源线给第三步进电机供电，通过第四电源线给第四步进电机供电，通过第五电源线给MEMS陀螺仪供电；

4）控制装置通过信号传输线启动MEMS陀螺仪开始工作；

5）MEMS陀螺仪实时采集打印平台的水平状态信息，并通过信号传输线将获取的信息传递给控制装置的处理器模块；

6）处理器模块分析打印平台的水平状态信息，若判定打印平台处于水平状态，则跳转执行步骤12，若判定打印平台尚未处于水平状态，则顺序执行步骤7；

7）处理器模块依据获取的信息，结合步进电机的脉冲细分，计算出打印平台调平时第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机和第四步进电机所需脉冲信号数量，并分别通过第一控制信号线、第二控制信号线、第三控制信号线和第四控制信号线传递给对应的步进电机；

8）第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机和第四步进电机的驱动器依据各自接收的脉冲信号数量，驱动对应的电机输出轴旋转一定的角度；

9）第一螺纹轴套调平机构所属的第一螺纹轴、第二螺纹轴套调平机构所属的第二螺纹轴、第三螺纹轴套调平机构所属的第三螺纹轴、第四螺纹轴套调平机构所属的第四螺纹轴，通过键同各自对应的步进电机的输出轴连接在一起，并随输出轴同步旋转一定的角度；

10）第一螺纹轴套调平机构所属的第一螺纹轴套、第二螺纹轴套调平机构所属的第二螺纹轴套、第三螺纹轴套调平机构所属的第三螺纹轴套、第四螺纹轴套调平机构所属的第四螺纹轴套，在各自对应的螺纹轴旋转的驱动下，沿着轴向上升一定的高度，调整打印平台使其处于水平状态；

11）打印平台调平后，开展3D打印机的后续工作；

12）在线打印时的自适应调平：在3D打印机工作过程中，MEMS陀螺仪连续实时采集打印平台的水平状态信息，并通过信号传输线将获取的信息传递给控制装置的处理器模块；处理器模块分析打印平台的水平状态信息，若判定打印平台尚未处于水平状态，则跳转顺序执行步骤7至步骤11的内容；

13）步骤12的工作持续进行，直至3D打印任务完成。