桌上型3d打印机运动控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种桌上型3D打印机运动控制系统，桌上型3D打印机上设置有用于带动打印机头进行X方向运动的X方向电机、用于带动打印机头进行Y方向运动的Y方向电机和带动打印机头进行Z方向运动的Z方向电机，桌上型3D打印机运动控制系统包括PLC模块和电源模块，以及与PLC模块相接的触摸式液晶显示屏和通信模块，PLC模块的输出端接有X方向变频器、Y方向变频器和Z方向变频器，X方向电机上设置有X方向编码器，Y方向电机上设置有Y方向编码器，Z方向电机上设置有Z方向编码器，X方向编码器、Y方向编码器和Z方向编码器均与PLC模块相接。本实用新型结构简单，使用操作方便，控制精度高，能够实现精确的3D打印。
【专利说明】桌上型3D打印机运动控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及3D打印机【技术领域】，尤其是涉及一种桌上型3D打印机运动控制系统。
【背景技术】
[0002]3D打印已经成为一种潮流，并开始广泛应用在设计领域，尤其是工业设计，数码产品开模等，可以在数小时内完成一个磨具的打印，节约了很多产品到市场的开发时间，可以用各种原料打印三维模型，使用辅助设计软件，工程师设计出一个模型或原型之后，无论设计的是一所房子还是人工心脏瓣膜，打印的原料可以是有机或者无机的材料，例如橡胶、塑料、甚至是人体器官，不同的打印机厂商所提供的打印材质不同。3D打印是添加剂制造技术的一种形式，在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备，功能上与激光成型技术一样，采用分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为“打印机”是参照了其技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。随着这项技术的不断进步，我们已经能够生产出与原型的外观、感觉和功能极为接近的3D模型。要想实现3D打印机的功能，首先是要设计出3D打印机的机体结构，但是在设计出机体结构后，如果没有结构简单、控制精度高、工作可靠性高的控制系统，也不能很好地实现3D打印功倉泛。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种桌上型3D打印机运动控制系统，其结构简单，设计合理，实现方便，使用操作方便，控制精度高，能够实现精确的3D打印，工作可靠性和稳定性高，故障率低，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种桌上型3D打印机运动控制系统，所述桌上型3D打印机上设置有用于带动打印机头进行X轴方向运动的X方向电机、用于带动打印机头进行Y轴方向运动的Y方向电机和带动打印机头进行Z轴方向运动的Z方向电机，其特征在于:所述桌上型3D打印机运动控制系统包括PLC模块和为系统中各用电模块供电的电源模块，以及与所述PLC模块相接的触摸式液晶显示屏和用于与监控计算机进行通信的通信模块，所述PLC模块的输出端接有用于对X方向电机进行变频控制的X方向变频器、用于对Y方向电机进行变频控制的Y方向变频器和用于对Z方向电机进行变频控制的Z方向变频器，所述X方向电机与X方向变频器相接，所述Y方向电机与Y方向变频器相接，所述Z方向电机与Z方向变频器相接，所述X方向电机上设置有用于对X方向电机的转速和转动位置进行实时检测的X方向编码器，所述Y方向电机上设置有用于对Y方向电机的转速和转动位置进行实时检测的Y方向编码器，所述Z方向电机上设置有用于对X方向电机的转速和转动位置进行实时检测的Z方向编码器，所述X方向编码器的信号输出端、Y方向编码器的信号输出端和Z方向编码器的信号输出端均与所述PLC模块的信号输入端相接。
[0005]上述的桌上型3D打印机运动控制系统，其特征在于:所述PLC模块为西门子S-300系列PLC模块。
[0006]上述的桌上型3D打印机运动控制系统，其特征在于:所述通信模块为RS-485通信模块。
[0007]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0008]1、本实用新型采用了集成化、模块化的设计，结构简单，设计合理，实现方便。
[0009]2、本实用新型使用时，只需操作触摸式液晶显示屏即可，使用操作方便，人性化程度高。
[0010]3、本实用新型通过X方向变频器对X方向电机进行变频控制，通过Y方向变频器对Y方向电机进行变频控制，并通过Z方向变频器对Z方向电机进行变频控制，且通过设置X方向编码器、Y方向编码器和Z方向编码器实现了对X方向电机、Y方向电机和Z方向电机转动速度和位置的变频控制，控制精度高，能够实现精确的3D打印。
[0011]4、本实用新型的工作可靠性和稳定性高，故障率低。
[0012]5、本实用新型的实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0013]综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，使用操作方便，控制精度高，能够实现精确的3D打印，工作可靠性和稳定性高，故障率低，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0014]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0016]附图标记说明:
[0017]I—X方向电机； 2—Y方向电机；3—Z方向电机；
[0018]4一PLC模块； 5—触摸式液晶显不屏；6—监控计算机；
[0019]7—通信模块； 8—X方向变频器；9—Y方向变频器；
[0020]10一Z方向变频器；11 一X方向编码器；12 —Y方向编码器；
[0021]13 —Z方向编码器；14一电源模块。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，本实用新型所述的桌上型3D打印机运动控制系统，所述桌上型3D打印机上设置有用于带动打印机头进行X轴方向运动的X方向电机1、用于带动打印机头进行Y轴方向运动的Y方向电机2和带动打印机头进行Z轴方向运动的Z方向电机3，所述桌上型3D打印机运动控制系统包括PLC模块4和为系统中各用电模块供电的电源模块14，以及与所述PLC模块4相接的触摸式液晶显示屏5和用于与监控计算机6进行通信的通信模块7，所述PLC模块4的输出端接有用于对X方向电机I进行变频控制的X方向变频器8、用于对Y方向电机2进行变频控制的Y方向变频器9和用于对Z方向电机3进行变频控制的Z方向变频器10，所述X方向电机I与X方向变频器8相接，所述Y方向电机2与Y方向变频器9相接，所述Z方向电机3与Z方向变频器10相接，所述X方向电机I上设置有用于对X方向电机I的转速和转动位置进行实时检测的X方向编码器11，所述Y方向电机2上设置有用于对Y方向电机2的转速和转动位置进行实时检测的Y方向编码器12，所述Z方向电机3上设置有用于对X方向电机I的转速和转动位置进行实时检测的Z方向编码器13，所述X方向编码器11的信号输出端、Y方向编码器12的信号输出端和Z方向编码器13的信号输出端均与所述PLC模块4的信号输入端相接。
[0023]本实施例中，所述PLC模块4为西门子S-300系列PLC模块。所述通信模块7为RS-485通信模块。
[0024]本实用新型的工作原理及工作过程是:用户通过操作触摸式液晶显示屏5启动该控制系统后，PLC模块4通过X方向变频器8对X方向电机I进行变频控制，X方向电机I带动打印机头在X轴方向上运动，X方向编码器11对X方向电机I的转速和转动位置进行实时检测并将检测到的信号实时输出给PLC模块4，实现了对X方向电机I的转速和转动位置的闭环控制；PLC模块4通过Y方向变频器9对Y方向电机2进行变频控制，Y方向电机2带动打印机头在Y轴方向上运动，Y方向编码器12对Y方向电机2的转速和转动位置进行实时检测并将检测到的信号实时输出给PLC模块4，实现了对Y方向电机2的转速和转动位置的闭环控制；PLC模块4通过Z方向变频器10对Z方向电机3进行变频控制，Z方向电机3带动打印机头在Z轴方向上运动，Z方向编码器13对Z方向电机3的转速和转动位置进行实时检测并将检测到的信号实时输出给PLC模块4，实现了对Z方向电机3的转速和转动位置的闭环控制。以上工作过程中，X方向电机I的转速、Y方向电机2的转速和Z方向电机3的转速能够实时显示在触摸式液晶显示屏5上，供用户查看，并能够通过通信模块7传输给监控计算机6,供记录和存储。
[0025]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种桌上型3D打印机运动控制系统，所述桌上型3D打印机上设置有用于带动打印机头进行X轴方向运动的X方向电机(I)、用于带动打印机头进行Y轴方向运动的Y方向电机(2)和带动打印机头进行Z轴方向运动的Z方向电机(3)，其特征在于:所述桌上型3D打印机运动控制系统包括PLC模块(4)和为系统中各用电模块供电的电源模块(14)，以及与所述PLC模块(4)相接的触摸式液晶显示屏(5)和用于与监控计算机(6)进行通信的通信模块(7)，所述PLC模块(4)的输出端接有用于对X方向电机(I)进行变频控制的X方向变频器(8 )、用于对Y方向电机(2 )进行变频控制的Y方向变频器(9 )和用于对Z方向电机(3 )进行变频控制的Z方向变频器(10 )，所述X方向电机(I)与X方向变频器(8 )相接，所述Y方向电机(2)与Y方向变频器(9)相接，所述Z方向电机(3)与Z方向变频器(10)相接，所述X方向电机(I)上设置有用于对X方向电机(I)的转速和转动位置进行实时检测的X方向编码器(11)，所述Y方向电机(2)上设置有用于对Y方向电机(2)的转速和转动位置进行实时检测的Y方向编码器(12)，所述Z方向电机(3)上设置有用于对X方向电机(I)的转速和转动位置进行实时检测的Z方向编码器(13)，所述X方向编码器(11)的信号输出端、Y方向编码器(12)的信号输出端和Z方向编码器(13)的信号输出端均与所述PLC模块(4)的信号输入端相接。
2.按照权利要求1所述的桌上型3D打印机运动控制系统，其特征在于:所述PLC模块(4)为西门子S-300系列PLC模块。
3.按照权利要求1所述的桌上型3D打印机运动控制系统，其特征在于:所述通信模块(7)为RS-485通信模块。
【文档编号】B41J29/38GK203623173SQ201320774590
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】梁保华 申请人:西安中科麦特电子技术设备有限公司