[发明专利]FDM-3D打印机的挤出机分频寻址方法及组件

摘要

FDM‑3D打印机的挤出机分频寻址方法及组件，属于机械技术领域；采用挤出机总成或挤出头通过2套独立运动的2维或3维的寻址机构的位移叠加来完成寻址：即分频空间寻址的方法来克服大型机的挤出机总成驱动机构的惯量过大所带的震动巨大及驱动响应速度慢的缺陷：具体的讲：驱动系统2驱动承载着挤出机总成的组件平台完成大尺度的2或3维空间位移；而驱动系统1被安装在组件平台上且随着其一起运动，驱动系统1直接驱动挤出机总成完成小尺度的2维或3维空间运动，所以挤出机总成的空间位置是由2套运动系统的叠加而合成的；即：组件平台的空间位移+驱动系统2的位移；驱动系统1将承受小位移的高频分量运动，驱动系统2承受运动分解的低频部分的分量运动，将能极大的减少系统的震动及重量。

主权项

1.FDM‑3D打印机的挤出机分频寻址方法；构成该FDM‑3D打印机主要构造包括：送料机构、运载挤出机总成的2维或3维运动的机械装置、载物平台、保持上述运动构建的结构壳体及支持机械系统运动的电子控制系统；而运载挤出机总成的2维或3维运动的机械装置包括：驱动系统2、驱动系统1及承载着驱动系统1的组件平台；主要工作过程如下：在电子控制系统的控制下，根据预先存储好的产品零件的切层截面信息，在驱动系统2及驱动系统1的共同驱动下，挤出机总成按切层截面信息单纯作X‑Y平面运动或在完成1层切层的铺设后作升高1层高度的Z轴方向的位移；通过供料挤压的作用，热熔喷头喷口在载物平台上逐层铺设熔融物料，快速冷却后形成一层0.1—28mm厚的薄片；一层又一层，循环往复直至成品的完成；挤出机总成是通过2套独立运动的2维或3维的寻址机构的位移叠加来完成空间寻址的：即分频空间寻址；该2套独立运动的2维或3维的寻址机构指的是：驱动系统1及驱动系统2由来共同叠加驱动挤出机总成；具体细节为：驱动系统2驱动承载着挤出机总成的组件平台完成大尺度的2或3维空间位移；而驱动系统1被安装在组件平台上，且随着组件平台一起运动，驱动系统1直接驱动挤出机总成完成小尺度的2维或3维空间运动，所以挤出机总成的空间位置是由2套运动系统的叠加而合成的；由机械尺寸及惯量小的驱动系统1使得挤出机总成能作小范围2维平面或3维空间移动，可以做到快速响应，将承受运动分解的高频部分的分量运动，也就是加速度较大的分运动，适用于局部变方向变化较为频繁的弯折路径的运动分量的完成；而由机械尺寸大惯量也大的驱动系统2来完成大尺度的空间移动，将承受运动分解的低频部分的分量运动，仅仅适合于较小加速度分量运动，不适用于方向变化较为频繁的运动分量，仅仅完成铺设路径的大致方向的光滑轨迹分量；无论是驱动系统1还是驱动系统2，都是已知的常规机械2维或3维的位移寻址系统：他们是：机械臂3维位移系统、皮带或丝杠驱动的X、Y轴2维机械传动+Z轴升降载物平台系统、垂直3丝杠驱动的使用连杆联接挤出机平台的位移驱动系统；其特征就在于：在FDM‑3D打印机挤出机运行中采用了的分频寻址方法，即：组件平台作为联接驱动系统1与驱动系统2的中间媒介组件；驱动系统2是以整机的整体结构框架为依托，安装在整机的固定结构之上，驱动完成大尺度下的2维或3维的空间寻址动作；是相对于整机的固定框架为参照系来空间寻址的；而驱动系统1是以运动的组件平台为依托，安装在组件平台这一相对运动结构之上，驱动完成小尺度之下的2维或3维的空间寻址动作；在任意时刻下：挤出机喷口的运动速度及位置的算法为：挤出机的热熔喷头喷口空间位置＝组件平台相对于机器固定结构参照系的空间位置坐标+挤出机的热熔喷头喷口相对于组件平台的运动参照系的空间位置坐标；挤出机的热熔喷头喷口的运动速度＝组件平台相对于机器固定结构参照系的运动速度+挤出机的热熔喷头喷口相对于组件平台的运动参照系的相对运动速度；另一种表述为：使用驱动系统1与驱动系统2的科学表述为：挤出机的热熔喷头喷口空间位置＝驱动系统2相对于静止坐标系驱动组件平台的空间位移数值+驱动系统1相对于组件平台这一运动坐标系驱动挤出机的热熔喷头喷口的空间位移数值；即：2个空间位移的矢量和；挤出机的热熔喷头喷口的运动速度＝驱动系统2相对于静止坐标系驱动组件平台的速度矢量数值+驱动系统1相对于组件平台这一运动坐标系驱动挤出机的热熔喷头喷口的速度矢量数值；即：2个速度矢量的矢量和；将挤出机的复杂运动分解为低频分量及高频分量，驱动系统1将承受小位移的运动分解的高频分量运动，驱动系统2承受大位移的运动分解的低频分量运动。