一种3D打印机的Y轴装置及3D打印机的制作方法

一种3d打印机的y轴装置及3d打印机
技术领域
1.本实用新型属于3d打印机的技术领域，具体涉及一种3d打印机的y轴装置。


背景技术：

2.在计算机数字技术智能化的推动下3d打印技术应用的领域越来越广，特别是fdm热熔技术，越来越受到diy爱好者的青睐；目前市面上的3d打印机的打印平台有上下升降的和前后运动的两种，目前市场上采用的前后运动方案就要求y轴驱动电机扭矩大，负载高，相应的成本也高，并且运动时，因惯性大运动速度快时容易丢步而无法快速打印。
3.对于大尺寸3d打印机来说，由于平台面比较大，有打印平台重，惯性大等特点，当打印平台采用上下升降的形式时，打印完成一层后，通过控制z轴电机来实现平台升降，实现层层叠加的三维立体打印，这时y轴驱动电机就用于控制x轴组件沿y向移动，大尺寸3d打印机中x轴组件的尺寸也相应的会比较大和比较重；而当打印平台采用前后运动的形式时，打印完成一层后，通过控制z轴电机来实现x轴和打印喷头的升降，实现层层叠加的三维立体打印；但不管y轴驱动电机是用于驱动打印平台还是驱动x轴，目前市面上采用的y轴驱动均为单皮带单驱动，或一根皮带驱动一侧，另一侧运动滑块被动运动，造成y轴运动平稳性差，打印中左右晃动，驱动不协调不同步等问题，甚至y轴运动出现卡顿现象，影响正常打印和打印精度，严重时无法正常打印。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于为克服现有的技术缺陷，提供一种3d打印机的y轴装置，利用双y轴皮带进行同步驱动，提高y轴运动的顺畅平稳性，避免打印过程中出现晃动和卡顿的问题，提高打印精度。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种3d打印机的y轴装置，所述3d打印机包括底部框架、设于底部框架上方的顶部框架以及设于底部框架上用于支撑顶部框架的立柱，所述y轴装置包括：
6.两个对称设置并沿y向延伸的y轴皮带，两个所述y轴皮带均转动设于所述顶部框架或底部框架上；
7.驱动机构，所述驱动机构安装于所述顶部框架或底部框架上，所述驱动机构与两个所述y轴皮带同步传动连接。
8.进一步的，所述驱动机构为双轴伸电机，所述双轴伸电机的两个输出轴分别与两个所述y轴皮带传动连接。
9.进一步的，所述y轴装置还包括两个光轴，两个所述光轴的第一端通过联轴器分别与所述双轴伸电机的两个输出轴传动连接，两个所述光轴的第二端分别与两个所述y轴皮带传动连接。
10.进一步的，所述光轴的第二端通过轴承与所述顶部框架转动连接。
11.进一步的，所述y轴装置还包括转动设于所述顶部框架上的第一同步轮和第二同
步轮，所述y轴皮带绕设于所述第一同步轮和第二同步轮上，且所述第二同步轮套设于所述光轴上。
12.进一步的，所述y轴装置还包括分设于所述顶部框架两端的前固定座和后固定座，所述光轴的第二端通过轴承转动设于所述后固定座上，所述第一同步轮通过转轴和轴承转动设于所述前固定座上。
13.本实用新型还提供了一种3d打印机，包括底部框架、设于底部框架上方的顶部框架以及设于底部框架上用于支撑顶部框架的立柱，还包括设于所述底部框架内的打印平台、用于驱动所述打印平台沿z向移动的z轴驱动组件、设于打印平台上方的打印喷头、用于驱动所述打印喷头沿x向移动的x轴驱动组件以及如上述任一项所述的y轴装置，所述x轴驱动组件滑动设于所述顶部框架上并与两个所述y轴皮带固定连接。
14.进一步的，所述x轴驱动组件包括两端滑动设于所述顶部框架上的x轴、转动设于所述x轴上的x轴皮带以及设于所述x轴上并与所述x轴皮带传动连接的第一电机，所述打印喷头滑动设于所述x轴上，所述x轴的两端分别与两个所述y轴皮带固定连接。
15.进一步的，所述x轴上设有用于止挡所述打印喷头的x轴限位块，所述顶部框架上设有用于止挡所述x轴的y轴限位块。
16.进一步的，所述z轴驱动组件有两组，分别与所述打印平台的两端传动连接。
17.本实用新型具有以下有益效果：该y轴装置通过双y轴皮带并利用统一驱动机构进行同步驱动，从而可利用双y轴皮带同步驱动与其固定的部件进行移动，提高y轴运动的顺畅平稳性，避免采用单y轴皮带驱动因部件重量大在打印过程中出现晃动和卡顿的问题，提高打印精度；另外该y轴装置可设于顶部框架上用于驱动x轴组件，这样3d打印机中的打印平台则采用上下升降的方式，避免y轴皮带用来驱动重量和惯性均较大的打印平台，而是使双y轴皮带驱动重量和惯性均较小的x轴组件，使得移动速度正常，同步性及一致性好，可有效实现x轴组件在y轴方向上的顺畅平稳运动；该y轴装置还可设于底部框架上用于驱动打印平台，这样3d打印机中的x轴组件则采用上下升降的方式，从而利用双y轴皮带来驱动打印平台，使得移动速度正常，同步性及一致性好，可有效实现打印平台在y轴方向上的顺畅平稳运动，解决了单y轴驱动大惯性的打印平台容易丢步、电机负载大和单边驱动打印平台会倾斜不平的问题。
18.本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
20.图1为实施例中大尺寸3d打印机的示意图；
21.图2为实施例中大尺寸3d打印机的分解示意图。
22.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
23.1、底部框架，2、顶部框架，3、立柱，4、打印平台，5、打印喷头，6、y轴皮带，7、双轴伸电机，8、光轴，9、前固定座，10、后固定座，11、轴承，12、第一同步轮，13、第二同步轮，14、x轴，15、x轴皮带，16、第一电机，17、左滑动块，18、右滑动块，19、滑轮，20、x轴限位块，21、y轴
限位块，22、联轴器，23、丝杠，24、导杆，25、支架板，26、直线轴承，27、固定横梁，28、第二电机。
具体实施方式
24.为了更充分的理解本实用新型的技术内容，下面将结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步介绍和说明；需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系未给予附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本使用信心和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的部件等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.实施例
27.如图1和图2所示，本实施例所示的一种大尺寸3d打印机，包括底部框架1、设于底部框架1上方的顶部框架2以及四根设于底部框架1的四角上并用于支撑顶部框架2的立柱3，底部框架1、顶部框架2和立柱3三者通过螺丝固定，底部框架1和顶部框架2的形状为相同的方形，还包括设于底部框架1内的打印平台4、用于驱动打印平台4沿z向移动的z轴驱动组件、设于打印平台4上方的打印喷头5、用于驱动打印喷头5沿x向移动的x轴驱动组件以及用于驱动打印喷头5和x轴驱动组件沿y向移动的y轴装置。
28.如图1和图2所示，y轴装置包括两个对称设置并沿y向延伸的y轴皮带6，两个y轴皮带6分别转动设于顶部框架2中左右两侧沿y向延伸的左框架和右框架上，还包括驱动机构，本实施例中，该驱动机构为双轴伸电机7，双轴伸电机7通过螺钉固定安装在顶部框架2中前后两侧的前框架或后框架的中间，安装稳固，双轴伸电机7的左右两个输出轴分别与两个y轴皮带6传动连接，利用双轴伸电机7驱动两个输出轴进行同步转动，从而使两个y轴皮带进行同步传动实现同时驱动固定于两y轴皮带上的部件沿y向进行前后运动。
29.如图1和图2所示，该y轴装置还包括两个光轴8，两个光轴8的第一端通过联轴器22分别与双轴伸电机7的两个输出轴传动连接，两个光轴的第二端分别与两个y轴皮带6传动连接，因双轴伸电机7固定在前框架或后框架的中间，从而其与两个y轴皮带之间的距离相同，这样其两端的输出轴利用同样规格的光轴8与y轴皮带6传动连接，使两边传动距离相同，进一步提高两y轴皮带运转的同步性。
30.具体的，在左框架和右框架的前后端外侧均分别通过螺丝固定设有前固定座9和后固定座10，两个光轴8的第二端均通过轴承11转动设于相应侧的后固定座10上，在前固定座9的内侧通过转轴和轴承转动设有第一同步轮12，作为辅助运转的从动轮，还在光轴8的第二端通过顶丝固定设有与第一同步轮12前后对应的第二同步轮13，且第二同步轮13位于后固定座10的内侧，作为动力输出的主动轮，而两个y轴皮带6分别绕设于相应侧的第一同步轮12和第二同步轮13上，从而通过双轴伸电机7可控制两个光轴和第一同步轮一起同步转动，再通过第一同步轮带动两个y轴皮带运动。
31.如图1和图2所示，x轴驱动组件包括两端分别滑动设于左框架和右框架上的x轴14、转动设于x轴14上的x轴皮带15以及设于x轴14上并与x轴皮带15传动连接的第一电机16，打印喷头5滑动设于x轴14上，x轴14的两端分别与两个y轴皮带6固定连接，从而利用双y轴皮带的运转同步驱动整个x轴驱动组件和其上的打印喷头5沿y向运动，提高沿y轴运动的顺畅平稳性，避免采用单y轴皮带驱动因部件重量大在打印过程中出现晃动和卡顿的问题，提高打印精度。
32.如图1和图2所示，x轴驱动组件还包括通过螺丝固定设于x轴14两端的左滑动块17和右滑动块18，左滑动块17和右滑动块18通过滑轮19分别滑动设于左框架和右框架上，且第一电机16设于左滑动块17或右滑动块18上，利用左右滑动块，确保x轴驱动组件移动时的顺畅性、平稳性和进行左右限位，避免x轴驱动组件出现偏转导致卡死的问题。
33.如图1和图2所示，x轴14的左端和/或右端上侧设有用于止挡打印喷头5的x轴限位块20，用于限制打印喷头5在x轴14上左右移动的行程，而在后框架和/或前框架的内侧设有用于止挡x轴14的y轴限位块21，用于限制x轴14前后移动的行程。
34.如图1和图2所示，z轴驱动组件有两组，且两组z轴驱动组件左右对称设置并分别与打印平台4的左右两侧配合，该z轴驱动组件包括通过螺丝固定安装于底部框架1上的第二电机28、竖直设置并与第二电机28通过联轴器22传动连接的丝杠23以及两根分设于丝杠23两侧并竖直设置的导杆24，导杆24的上下两端分别通过轴承转动设于顶部框架2和底部框架1上.
35.如图1所示，该z轴驱动组件还包括一水平设置的支架板25，支架板25的中间通过丝杠螺母(图中未示出)与丝杠23传动连接，支架板25的两端分别通过直线轴承26滑动设于两根导杆24上；在打印平台4的底部设有两根平行间隔设置的固定横梁27，固定横梁27的两端分别固定设于两组z轴驱动组件的支架板25上；上述中，利用两组z轴驱动组件的双电机双传动组件来控制打印平台4的上下移动，使打印平台的升降平稳顺畅，可有效解决单传动组件驱动大尺寸的打印平台容易导致打印平台倾斜不平、传动卡顿不顺畅的问题，提高了打印精度，另外利用多根导杆和直线轴承的配合进行导向，进一步提高了上下滑动的顺畅性和平稳性。
36.上述中，通过螺丝固定的方式，发货时可将3d打印机整机拆分成顶部框架、底部框架、立柱及z轴驱动组件等散装组件进行发货，使得包装尺寸小，降低运费成本，用户后期的组装也简单便捷。
37.于其它实施例中，两组z轴驱动组件还可呈前后对称设置。
38.于其它实施例中，还可将y轴装置安装在底部框架中用于驱动打印平台沿y向进行前后移动，相应的前固定座、后固定座和y轴限位块也对应设于底部框架上，而两组z轴驱动组件可固定于顶部框架或底部框架上用于驱动x轴驱动组件沿z向进行上下移动，一样可实现打印机三轴联动打印，同步性及一致性好，可有效实现打印平台在y轴方向上的顺畅平稳运动，解决了单y轴驱动大惯性的打印平台容易丢步、电机负载大和单边驱动打印平台会倾斜不平的问题。
39.以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施
例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。