一种精确度高的3D打印机的制作方法

本发明涉及打印机领域，特别涉及一种精确度高的3D打印机。

背景技术：

3D打印机即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。运用三维打印机打印模型，无需传统的切削加工机床和工模具，在计算机的控制下根据工件的三维模型可直接成形三维实体，喷头是3D打印机中用于输出耗材的部件，在打印过程中要求喷头能够在空间内任意移动以应对不同的外部轮廓面的工件。现有的3D打印机的喷头传动机构大多是运用了传统的三轴联动机床的传动机构，即分别沿X、Y、Z三个方向的轴，每一个轴向上均设置有一个驱动单元，打印时随三个轴向上的传动机构在随意移动。这种三轴联动的传动机构结构较为复杂，占用的空间较大，并且在打印过程中，由于在不同位置之间移动时，需要三个驱动单元依序的带动喷头移动，因此打印的效率较低。

申请号为201310246765.9的专利申请，提供了一种“三个以上且分布于平台周缘的传动组件，每一个传动组件均包括沿高度方向延伸的导向杆、滑动的安装在导向杆上的滑动座、用于带动滑动座沿着导向杆上下活动的驱动电机、以及连杆，连杆的两端分别以万向铰接的方式连接安装座和滑动座”的传动方式，其缺点在于：其采用的滑动座采用传统的皮带传动的方式，不能保证精确的传动比，在喷头在移动时会发生偏斜，非常不容易操控。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种精确度高的3D打印机。

本发明解决问题所采用的技术方案是：一种精确度高的3D打印机，包括壳体、支柱、滑块、转动组件、连杆、PLC和平衡组件；

所述壳体的截面为三角形，所述支柱有三个，三个支柱的截面分别位移壳体截面的三个角上，所述支柱竖直设置，所述滑块有三个，三个滑块分别套设在三根支柱上，所述转动组件有三个，三个转动组件分别固定设置在三个滑块上，所述连杆有三根，所述连杆的一端与转动组件铰接，所述连杆的另一端与平衡组件铰接；

所述滑块内还设有第一电机和第一圆齿轮，所述支柱的一侧设有条齿轮，所述条齿轮竖直设置，所述第一电机驱动第一圆齿轮旋转，所述第一圆齿轮与条齿轮啮合，所述支柱和条齿轮均穿过滑块；

所述转动组件包括第二圆齿轮、轴承、支杆、第二电机和第三圆齿轮，所述轴承与第二圆齿轮同轴设置，所述轴承的内圈与滑块固定连接，所述轴承的外圈与第二圆齿轮固定连接，所述支杆的一端固定连接在第二圆齿轮上，所述所述支杆的另一端与连杆铰接，所述第二电机驱动第三圆齿轮旋转，所述第三圆齿轮与第二圆齿轮啮合；

所述平衡组件包括第三电机、固定块、丝杆、调节块、喷头和平衡单元，所述第三电机有四个，四个第三电机均设置在固定块的下方，四个第三电机呈矩阵排列，所述丝杆有四根，所述丝杆的一端分别连接在四个第三电机的输出轴上，所述丝杆的另一端均穿入调节块，所述调节块上设有与丝杆匹配的内螺纹，所述调节块位于固定块的下方，所述平衡单元位于调节块内，所述喷头位于调节块的正下方；

所述平衡单元包括拉绳、球体、限位块、弹簧、触块和触片，所述拉绳的一端连接调节块上，所述拉绳的另一端与球体连接，所述拉绳竖直设置，所述弹簧有四个，所述弹簧的一端连接在限位块上，所述触片有四个，所述弹簧的另一端分别连接在触片上，所述弹簧竖直设置，四个触片周向均匀分布在球体的外周，所述触片与球体之间设有间隙，所述触块有四个，四个触块周向均匀分布在触片的外周，所述触块位于触片的一侧，所述触块与触片之间设有空隙,所述触块与PLC电连接。

作为优选，为了防止晃动，调节灵敏度，所述限位块上还设有推块与螺栓，所述推块水平设置，所述推块与限位块滑动连接，所述推块上设有螺栓，所述螺栓穿过推块与限位块抵靠。

球体来回摆动，容易使两边的触片均挤压到触块上，有了限位块就使小范围的晃动不能是球体接触到触片，不会使第三电机开启，而调整推块与拉伸之间的距离可以调节晃动的精度。

作为优选，为了提高导电效果，所述触片上还设有弹片，所述触片通过弹片与触块抵靠。

作为优选，为了绝缘，所述球体为橡胶球。

作为优选，为了提高旋转精度，所述第三圆齿轮的直径小于第二圆齿轮的直径。

作为优选，为了固定住固定块与调节块，所述固定块与调节块之间还设有限位杆，所述限位杆的两端分别于固定块和调节块铰接。

作为优选，为了增加拉绳的牢固度，所述拉绳的制作材料为钢丝。

作为优选，为了方便控制，所述第一电机、第二电机、第三电机均为伺服电机。

作为优选，为了防止拉绳磨损，所述推块靠近拉绳的一端设有橡胶块。

作为优选，为了提高连杆的牢固度，所述连杆的制作材料为不锈钢。

本发明的有益效果是，该精确度高的3D打印机设计巧妙，可行性高，通过滑块的滑动能调节喷头的高度，通过转动组件可以提高喷头的打印范围且精确度高，通过平衡组件能使喷头始终保持竖直状态，从而确保了打印精度，提高了打印质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种精确度高的3D打印机的结构示意图。

图2是本发明的一种精确度高的3D打印机的滑块与支柱的连接结构示意图。

图3是本发明的一种精确度高的3D打印机的转动组件的结构示意图。

图4是本发明的一种精确度高的3D打印机的平衡组件的结构示意图。

图5是本发明的一种精确度高的3D打印机的平衡单元的结构示意图。

图6是本发明的一种精确度高的3D打印机的限位块的结构示意图。

图中：1.壳体，2.滑块，3.转动组件，4.连杆，5.平衡组件，6.支柱，7.条齿轮，8.第一圆齿轮，9.第一电机，10.第二圆齿轮，11.轴承，12.支杆，13.第二电机，14.第三圆齿轮，15.固定块，16.第三电机，17.丝杆，18.平衡单元，19.调节块，20.喷头，21.钢丝，22.球体，23.限位块，24.弹簧，25.触块，26.触片，27.螺栓，28.推块。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-6所示，一种精确度高的3D打印机，包括壳体1、支柱6、滑块2、转动组件3、连杆4、PLC和平衡组件5；

所述壳体1的截面为三角形，所述支柱6有三个，三个支柱6的截面分别位移壳体1截面的三个角上，所述支柱6竖直设置，所述滑块2有三个，三个滑块2分别套设在三根支柱6上，所述转动组件3有三个，三个转动组件3分别固定设置在三个滑块2上，所述连杆4有三根，所述连杆4的一端与转动组件3铰接，所述连杆4的另一端与平衡组件5铰接；

所述滑块2内还设有第一电机9和第一圆齿轮8，所述支柱6的一侧设有条齿轮7，所述条齿轮7竖直设置，所述第一电机9驱动第一圆齿轮8旋转，所述第一圆齿轮8与条齿轮7啮合，所述支柱6和条齿轮7均穿过滑块2；

所述转动组件3包括第二圆齿轮10、轴承11、支杆12、第二电机13和第三圆齿轮14，所述轴承11与第二圆齿轮10同轴设置，所述轴承11的内圈与滑块2固定连接，所述轴承11的外圈与第二圆齿轮10固定连接，所述支杆12的一端固定连接在第二圆齿轮10上，所述所述支杆12的另一端与连杆4铰接，所述第二电机13驱动第三圆齿轮14旋转，所述第三圆齿轮14与第二圆齿轮10啮合；

所述平衡组件5包括第三电机16、固定块15、丝杆17、调节块19、喷头20和平衡单元18，所述第三电机16有四个，四个第三电机16均设置在固定块15的下方，四个第三电机16呈矩阵排列，所述丝杆17有四根，所述丝杆17的一端分别连接在四个第三电机16的输出轴上，所述丝杆17的另一端均穿入调节块19，所述调节块19上设有与丝杆17匹配的内螺纹，所述调节块19位于固定块15的下方，所述平衡单元18位于调节块19内，所述喷头20位于调节块19的正下方；

所述平衡单元18包括拉绳、球体22、限位块23、弹簧24、触块25和触片26，所述拉绳的一端连接调节块19上，所述拉绳的另一端与球体22连接，所述拉绳竖直设置，所述弹簧24有四个，所述弹簧24的一端连接在限位块23上，所述触片26有四个，所述弹簧24的另一端分别连接在触片26上，所述弹簧24竖直设置，四个触片26周向均匀分布在球体22的外周，所述触片26与球体22之间设有间隙，所述触块25有四个，四个触块25周向均匀分布在触片26的外周，所述触块25位于触片26的一侧，所述触块25与触片26之间设有空隙,所述触块25与PLC电连接。

作为优选，为了防止晃动，调节灵敏度，所述限位块23上还设有推块28与螺栓27，所述推块28水平设置，所述推块28与限位块23滑动连接，所述推块28上设有螺栓27，所述螺栓27穿过推块28与限位块23抵靠。

球体22来回摆动，容易使两边的触片26均挤压到触块25上，有了限位块23就使小范围的晃动不能是球体22接触到触片26，不会使第三电机16开启，而调整推块28与拉伸之间的距离可以调节晃动的精度。

作为优选，为了提高导电效果，所述触片26上还设有弹片，所述触片26通过弹片与触块25抵靠。

作为优选，为了绝缘，所述球体22为橡胶球。

作为优选，为了提高旋转精度，所述第三圆齿轮14的直径小于第二圆齿轮10的直径。

作为优选，为了固定住固定块15与调节块19，所述固定块15与调节块19之间还设有限位杆，所述限位杆的两端分别于固定块15和调节块19铰接。

作为优选，为了增加拉绳的牢固度，所述拉绳的制作材料为钢丝21。

作为优选，为了方便控制，所述第一电机9、第二电机13、第三电机16均为伺服电机。

作为优选，为了防止拉绳磨损，所述推块28靠近拉绳的一端设有橡胶块。

作为优选，为了提高连杆4的牢固度，所述连杆4的制作材料为不锈钢。

在工作时，该精确度高的3D打印机与外部电源连通，触片26与电源电连接，通过现有技术的输料组件给喷头20输送打印原料进行打印，现有技术中“三个以上且分布于平台周缘的传动组件，每一个传动组件均包括沿高度方向延伸的导向杆、滑动的安装在导向杆上的滑动座、用于带动滑动座沿着导向杆上下活动的驱动电机、以及连杆4，连杆4的两端分别以万向铰接的方式连接安装座和滑动座”这样的方式在打印范围大时，导向杆拉伸过大，会对喷头20位置产生严重偏差，为了解决这个问题，通过转动组件3可以使连接在转动组件3上的喷头20水平移动，三个第三电机16同时驱动第三圆齿轮14旋转，通过第三圆齿轮14与第二圆齿轮10啮合，这样就驱动第二圆齿轮10旋转，从而使支杆12和连接在支杆12上的喷头20产生平移，提高了移动的精确度，通过第一电机9驱动第一圆齿轮8旋转，第一圆齿轮8与条齿轮7啮合，从而使滑块2能上下移动，从而带动喷头20调整位置，而此时也会产生喷头20倾斜的情况，通过平衡组件5能很好的调整喷头20的角度，当调节块19发生倾斜时，触块25也倾斜，球体22与触片26挤压，使触片26与触块25连接，发生电信号给PLC，PLC控制靠近该块触块25的一个第三电机16开启，第三电机16驱动丝杆17旋转，丝杆17旋转使可以使调节块19的一角发生位移，从而使调节块19向水平方向移动，在调节块19保持水平状态时，拉绳与触块25平行，球体22与触片26分开，不再调整调节块19位置，此时喷头20处于竖直状态。

本发明的有益效果是，该精确度高的3D打印机设计巧妙，可行性高，通过滑块2的滑动能调节喷头20的高度，通过转动组件3可以提高喷头20的打印范围且精确度高，通过平衡组件5能使喷头20始终保持竖直状态，从而确保了打印精度，提高了打印质量。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。