[发明专利]基于光栅尺全闭环实时控制提高铺粉工件成形精度的装置及方法

权利要求书

1.一种基于光栅尺全闭环实时控制提高铺粉工件成形精度的装置，其特征在于，包括：

成型缸(1)，内部设有能上下移动且用于承载粉末的基板(11)，所述基板(11)的下方通过导杆(13)固定连接有与所述基板(11)平行分布的底板(14)；

电机(2)，被设置通过丝杆传动机构驱动所述基板(11)上下移动；

光栅尺位移传感器(30)，包括与所述基板(11)的移动方向平行设置的光栅尺(31)以及活动安装在所述光栅尺(31)上的光栅尺读头(32)，所述光栅尺读头(32)固定安装在所述底板(14)上，使所述光栅尺读头(32)与所述基板(11)同步产生相同的位移，令所述光栅尺位移传感器(30)能获取所述基板(11)的移动距离；

驱动器(5)，被设置用于驱动所述电机(2)；

控制器(6)，被设置与所述光栅尺位移传感器(30)、驱动器(5)电连接；

其中，所述电机(2)、光栅尺位移传感器(30)、驱动器(5)和控制器(6)形成闭环反馈系统，所述控制器(6)被配置为实时获取所述光栅尺读头(32)在所述光栅尺(31)上的位置信息，并控制所述驱动器(5)的驱动状态，使所述电机(2)在所述光栅尺读头(32)移动至设定位置时停止转动。

2.根据权利要求1所述的基于光栅尺全闭环实时控制提高铺粉工件成形精度的装置，其特征在于，定义所述基板(11)一个运动周期内移动的高度为H，所述基板(11)移动的初始位置为H_始，终点位置为H_终，所述基板(11)移动过程中的位置高度为H_i，其中，H_始≤H_i≤H_终；

在一个运动周期内，所述基板(11)由H_始移动至H_终，所述光栅尺读头(31)用于实时获取H_i的位置信息，所述光栅尺位移传感器(30)将H_i的位置信息实时传递给所述控制器(6)，所述控制器(6)被配置为：

当H_始H_iH_终时，所述控制器(6)向驱动器(5)发出驱动信号，所述驱动器(5)控制电机(2)转动；

当H_i＝H_终时，所述控制器(6)向驱动器(5)发出停止信号，所述驱动器(5)控制电机(2)停止，此时，光栅尺读头(31)停止在H_终位置。

3.根据权利要求1所述的基于光栅尺全闭环实时控制提高铺粉工件成形精度的装置，其特征在于，还包括编码器(4)，所述编码器(4)与电机(2)、控制器(6)电连接，并将获取的电机(2)转速信息传递到所述控制器(6)。

4.根据权利要求3所述的基于光栅尺全闭环实时控制提高铺粉工件成形精度的装置，其特征在于，所述控制器(6)包括可编程控制器，所述控制器(6)被设置为能根据所述编码器(4)反馈的电机(2)的转速判断所述基板(11)的移动速度。

5.根据权利要求1所述的基于光栅尺全闭环实时控制提高铺粉工件成形精度的装置，其特征在于，所述电机(2)包括伺服电机，所述光栅尺位移传感器(30)包括差分脉冲光栅尺，采集频率范围在0～50KHz。

6.根据权利要求1-5中的任意一项所述的基于光栅尺全闭环实时控制提高铺粉工件成形精度的装置，其特征在于，所述丝杆传动机构包括垂直固定设置于所述基板(11)和底板(14)之间的丝杆(23)以及套设在所述丝杆(23)外侧的滑套(22)，所述滑套(22)转动安装在安装平台(12)上，所述电机(2)的输出端通过传动带(21)驱动所述滑套(22)转动，使所述滑套(22)、丝杆(23)相互传动，带动所述基板(11)上下移动。