專利名稱：極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種快速成形設(shè)備，特別涉及一種極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)。
背景技術(shù)：
快速成形機(jī)(三維立體打印)能夠以CAD (計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))數(shù)據(jù)驅(qū)動，不需要傳統(tǒng)的刀具、模具以材料累加的方式成形實(shí)物模型。它不但可以自動、快速、直接和精確地將計(jì)算機(jī)中的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為模型，甚至直接制造零件或模具，從而有效的縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量并縮減生產(chǎn)成本。當(dāng)前桌面型快速成形機(jī)采用直角坐標(biāo)系(迪卡爾)坐標(biāo)掃描，即:工作臺作水平的X向和垂直的z向運(yùn)動，而噴頭作垂直水平X向的y向運(yùn)動。此種直角坐標(biāo)系掃描運(yùn)動之X方向所占用的空間為X方向掃描行程的2倍。造成快速成形機(jī)占用空間大。工作臺的平移式運(yùn)動之平穩(wěn)性差，慣性沖擊大，影響了成形速度和精度。

實(shí)用新型內(nèi)容為了彌補(bǔ)以上不足，本實(shí)用新型提供了一種極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)，該極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)成型精度和成型效率高，成型產(chǎn)品表面光順性好。本實(shí)用新型為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)，包括機(jī)座、轉(zhuǎn)盤(即工作臺)、懸臂梁、噴頭、第一、二、三驅(qū)動裝置和控制器，所述轉(zhuǎn)盤能夠作水平轉(zhuǎn)動定位于機(jī)座上，懸臂梁能夠沿縱向直線運(yùn)動定位于機(jī)座上，且懸臂梁恰位于轉(zhuǎn)盤正上方，噴頭(可以為單噴頭也可以為雙噴頭)能夠沿轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)面的徑向直線運(yùn)動定位于懸臂梁上，所述第一、二、三驅(qū)動裝置分別驅(qū)動轉(zhuǎn)盤、懸臂梁和噴頭運(yùn)動，控制器分別控制第一、二、三驅(qū)動 裝 置動作和噴頭噴射。作為實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，機(jī)座上設(shè)有立柱，所述立柱垂直于轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)水平面，立柱上設(shè)置有直線導(dǎo)軌，所述懸臂梁能夠沿立柱的直線導(dǎo)軌作縱向往復(fù)運(yùn)動。作為實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二驅(qū)動裝置驅(qū)動懸臂梁縱向運(yùn)動的結(jié)構(gòu)為:設(shè)有同步齒形帶和同步齒形帶輪，第二驅(qū)動裝置驅(qū)動同步齒形帶輪旋轉(zhuǎn)，同步齒形帶套設(shè)于同步齒形帶輪上且與之嚙合傳動，懸臂梁與同步齒形帶止動連接。作為實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述噴頭的數(shù)量為一個、兩個或多個。作為實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一、二、三驅(qū)動裝置均為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。作為實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述轉(zhuǎn)盤表面均勻分布有若干徑向延伸的凹槽。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:本實(shí)用新型通過轉(zhuǎn)盤(工作臺)旋轉(zhuǎn)、懸臂梁作垂直工作臺的縱向(上、下)運(yùn)動和噴頭在懸臂梁上沿轉(zhuǎn)盤徑向運(yùn)動，如此實(shí)現(xiàn)了噴頭相對成形產(chǎn)品的相互垂直的三個方向的運(yùn)動，通過運(yùn)動過程中，材料的堆積完成三維實(shí)體模型的成形，其噴頭只需在轉(zhuǎn)盤半徑范圍內(nèi)運(yùn)動且其轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動平穩(wěn)，慣性沖擊小，與用于桌面型之底盤運(yùn)動掃描方式相比，本實(shí)用新型大大縮減了快速成形機(jī)占用的空間，提高了成形效率和精度。特別是轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的極坐標(biāo)掃描方式保證了圓形和類圓形產(chǎn)品表面更好的光順性、成形精度和成形效率。

圖1為本實(shí)用新型的主視圖； 圖2為本實(shí)用新型的俯視圖；圖3為本實(shí)用新型的左視圖；圖4為本實(shí)用新型的立體圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例:一種極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)，包括機(jī)座1、轉(zhuǎn)盤2 (即工作臺)、懸臂梁
3、噴頭4、第一、二、三驅(qū)動裝置和控制器，所述轉(zhuǎn)盤2能夠作水平轉(zhuǎn)動定位于機(jī)座I上，懸臂梁3能夠沿縱向直線運(yùn)動定位于機(jī)座I上，且懸臂梁3恰位于轉(zhuǎn)盤2正上方，噴頭4 (可以為單噴頭也可以為雙噴頭)能夠沿轉(zhuǎn)盤2旋轉(zhuǎn)面的徑向直線運(yùn)動定位于懸臂梁3上，所述第一、二、三驅(qū)動裝置分別驅(qū)動轉(zhuǎn)盤2、懸臂梁3和噴頭4運(yùn)動，控制器分別控制第一、二、三驅(qū)動裝置動作和噴頭4噴射，所述噴頭4的徑向和轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)動為差補(bǔ)運(yùn)動，其掃描面積覆蓋整個轉(zhuǎn)盤2面積。機(jī)座I上設(shè)有立柱5，所述立柱5垂直于轉(zhuǎn)盤2的旋轉(zhuǎn)水平面，立柱5上設(shè)置有直線導(dǎo)軌6，所述懸臂梁3能夠沿立柱5的直線導(dǎo)軌6作縱向往復(fù)運(yùn)動，通過轉(zhuǎn)盤2 (工作臺)旋轉(zhuǎn)、懸臂梁3縱向垂直運(yùn)動和噴頭4在懸臂梁3上沿轉(zhuǎn)盤2徑向運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)了噴頭4相對成形產(chǎn)品的相互垂直的三個方向的運(yùn)動，完成了三維實(shí)體模型的成形。其噴頭4只需在轉(zhuǎn)盤2半徑范圍內(nèi)運(yùn)動且其轉(zhuǎn)盤2旋轉(zhuǎn)運(yùn)動平穩(wěn)，慣性沖擊小，與用于桌面型之底盤運(yùn)動的迪卡爾坐標(biāo)掃描方式相比，本實(shí)用新型底盤旋轉(zhuǎn)的極坐標(biāo)掃描方式大大縮減了快速成形機(jī)占用的空間，提高了成形效率和精度。轉(zhuǎn)盤2旋轉(zhuǎn)掃描方式保證了圓形和類圓形產(chǎn)品表面更好的光順性、成形精度和成形效率。所述第二驅(qū)動裝置驅(qū)動懸臂梁3縱向運(yùn)動的結(jié)構(gòu)為:設(shè)有同步齒形帶和同步齒形帶輪，第二驅(qū)動裝置驅(qū)動同步齒形帶輪旋轉(zhuǎn)，同步齒形帶套設(shè)于同步齒形帶輪上且與之嚙合傳動，懸臂梁3與同步齒形帶止動連接，顯然，除了同步齒形帶和同步齒形帶輪傳動機(jī)構(gòu)外，還可以是絲桿-螺母、滾珠絲桿-螺母、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、鏈輪鏈條機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等都能實(shí)現(xiàn)所要求的傳動，為本專利的等同替換結(jié)構(gòu)。所述噴頭4的數(shù)量為一個、兩個或多個。所述第一、二、三驅(qū)動裝置均為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。所述轉(zhuǎn)盤2表面均勻分布有若干徑向延伸的凹槽，便于裝夾固定。本實(shí)用新型的極坐標(biāo)掃描式系統(tǒng)不但可用于桌面型(小型)快速成形設(shè)備的掃描系統(tǒng)，而且還可用于工業(yè)型的快速成形設(shè)備。
權(quán)利要求1.一種極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)，其特征在于:包括機(jī)座(I)、轉(zhuǎn)盤(2)、懸臂梁(3)、噴頭(4)、第一、二、三驅(qū)動裝置和控制器，所述轉(zhuǎn)盤(2)能夠作水平轉(zhuǎn)動定位于機(jī)座(I)上，懸臂梁(3)能夠沿縱向直線運(yùn)動定位于機(jī)座(I)上，且懸臂梁(3)恰位于轉(zhuǎn)盤(2)正上方，噴頭(4)能夠沿轉(zhuǎn)盤(2)旋轉(zhuǎn)面的徑向直線運(yùn)動定位于懸臂梁(3)上，所述第一、二、三驅(qū)動裝置分別驅(qū)動轉(zhuǎn)盤(2)、懸臂梁(3)和噴頭(4)運(yùn)動，控制器分別控制第一、二、三驅(qū)動裝置動作和噴頭(4)噴射。
2.如權(quán)利要求1所述的極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)，其特征是:機(jī)座(I)上設(shè)有立柱(5)，所述立柱(5)垂直于轉(zhuǎn)盤(2)的旋轉(zhuǎn)水平面，立柱(5)上設(shè)置有直線導(dǎo)軌(6)，所述懸臂梁(3)能夠沿立柱(5)的直線導(dǎo)軌(6)作縱向往復(fù)運(yùn)動。
3.如權(quán)利要求2所述的極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)，其特征是:所述第二驅(qū)動裝置驅(qū)動懸臂梁(3)縱向運(yùn)動的結(jié)構(gòu)為:設(shè)有同步齒形帶和同步齒形帶輪，第二驅(qū)動裝置驅(qū)動同步齒形帶輪旋轉(zhuǎn)，同步齒形帶套設(shè)于同步齒形帶輪上且與之嚙合傳動，懸臂梁(3)與同步齒形帶止動連接。`
4.如權(quán)利要求1所述的極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)，其特征是:所述噴頭(4)的數(shù)量為一個、兩個或多個。
5.如權(quán)利要求1或3所述的極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)，其特征是:所述第一、二、三驅(qū)動裝置均為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。
6.如權(quán)利要求1所述的極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)，其特征是:所述轉(zhuǎn)盤(2)表面均勻分布有若干徑向延伸的凹槽。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種極坐標(biāo)式掃描的快速成形機(jī)，包括機(jī)座、轉(zhuǎn)盤、懸臂梁、噴頭、第一、二、三驅(qū)動裝置和控制器，所述轉(zhuǎn)盤能夠作水平轉(zhuǎn)動定位于機(jī)座上，懸臂梁能夠沿縱向直線運(yùn)動定位于機(jī)座上，且懸臂梁恰位于轉(zhuǎn)盤正上方，噴頭能夠沿轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)面的徑向直線運(yùn)動定位于懸臂梁上，所述第一、二、三驅(qū)動裝置分別驅(qū)動轉(zhuǎn)盤、懸臂梁和噴頭運(yùn)動，控制器分別控制第一、二、三驅(qū)動裝置動作和噴頭噴射，本實(shí)用新型的噴頭只需在轉(zhuǎn)盤半徑范圍內(nèi)運(yùn)動且其轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動平穩(wěn)，慣性沖擊小，大大縮減了快速成形機(jī)占用的空間，提高了成形效率和精度，特別是轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的極坐標(biāo)掃描方式保證了圓形和類圓形產(chǎn)品表面更好的光順性、成形精度和成形效率。
文檔編號B22F3/115GK203091747SQ201320090468
公開日2013年7月31日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者顏旭濤 申請人:江蘇永年激光成形技術(shù)有限公司