本發(fā)明涉及3D打印機領(lǐng)域，特別涉及一種精確走位的3D打印機。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)已應(yīng)用于珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、汽車等多個領(lǐng)域中,3D打印機即快速成形技術(shù)的一種機器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。

現(xiàn)有的3D打印機拋開成本、原材料等額外因素意外，最大的瓶頸是因為打印精度的不足，而使3D打印不能規(guī)?；渲杏绊懢鹊脑蛴性S多，而機械傳動上的精度影響是不可忽視的一部分。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種精確走位的3D打印機。

本發(fā)明解決問題所采用的技術(shù)方案是：一種精確走位的3D打印機，包括底座、支板、打印平臺、打印頭、X軸運動機構(gòu)、Y軸運動機構(gòu)和Z軸運動機構(gòu)；

所述X軸運動機構(gòu)設(shè)置在底座上，所述打印平臺設(shè)置在X軸上，所述Z軸運動機構(gòu)豎向設(shè)置在底座上，所述Z軸運動機構(gòu)有兩個，兩個Z軸運動機構(gòu)關(guān)于X軸運動機構(gòu)對稱設(shè)置，兩Z軸運動機構(gòu)通過支板連接，所述Y軸運動機構(gòu)設(shè)置在支板上，所述打印頭設(shè)置在Y軸運動機構(gòu)上；

所述X軸運動機構(gòu)包括第一電機、第一底板、第一擋板、第一絲杠、第一限位桿和第一滑塊，所述第一底板水平設(shè)置在底座上，所述第一擋板豎向設(shè)置在第一底板上，所述第一擋板有兩個，兩個第一擋板對稱設(shè)置，所述第一絲杠和第一限位桿均水平設(shè)置在兩個第一擋板之間，所述第一限位桿有兩個，兩個限位桿關(guān)于第一絲杠對稱，所述第一滑塊上設(shè)有第一限位孔和第二限位孔，所述第一限位孔和第二限位孔為水平貫穿孔，所述第一限位孔設(shè)有內(nèi)螺紋，所述第一絲杠與第一限位孔匹配，所述第二限位孔有兩個，兩個第二限位孔關(guān)于第一限位孔對稱，所述第一絲杠位于第一限位孔內(nèi)，所述第一限位桿位于第二限位孔內(nèi)，所述打印平臺設(shè)置在第一滑塊上，所述第一電機設(shè)置在其中一個第一擋板上，所述第一電機與第一絲杠同軸設(shè)置；

所述Z軸運動機構(gòu)包括第二電機、第二底板、第二擋板、第二絲杠、第二限位桿和第二滑塊組件，所述第二底板豎向設(shè)置在底座上，所述第二擋板水平設(shè)置在第二底板上，所述第二絲杠和第二限位桿均豎向設(shè)置在第二擋板和底座之間，所述第二限位桿有兩個，兩個第二限位桿關(guān)于第二絲杠對稱，所述第二電機設(shè)置在第二擋板上，所述第二電機和第二絲杠同軸設(shè)置；

所述第二滑塊組件包括第二滑塊、矯正單元和控制單元，所述第二滑塊上設(shè)有第三限位孔和第四限位孔，所述第三限位孔和第四限位孔均為豎直貫穿孔，所述第三限位孔設(shè)有內(nèi)螺紋，所述第二絲杠與第三限位孔匹配，所述第二絲杠位于第三限位孔內(nèi)，所述第四限位孔有兩個，兩個第四限位孔關(guān)于第三限位孔對稱，所述矯正單元有兩個，兩個矯正單元對稱設(shè)置，所述矯正單元位于第四限位孔內(nèi)；

所述矯正單元包括第一限位片和第二限位片，所述第一限位片和第二限位片的橫截面均為圓弧形，所述第一限位片和第二限位片均位于第四限位孔內(nèi)，所述第一限位片和第二限位片相對設(shè)置，所述第一限位片固定設(shè)置在第四限位孔的內(nèi)壁上，所述第二限位片與控制單元連接，所述第一限位片和第二限位片均與第二限位桿匹配，所述第一限位片和第二限位片的內(nèi)壁上均設(shè)有水平設(shè)置的凹槽，所述凹槽內(nèi)均與設(shè)有若干滾珠，所述滾珠的一端位于凹槽內(nèi)，所述滾珠的另一端位于凹槽外，所述第二限位桿位于第四限位孔內(nèi)，所示第一限位片和第二限位片分別位于第二限位桿的兩側(cè)，所述第二限位桿與滾珠滾動連接；

所述控制單元包括蝸桿、固定塊、手輪、第一套筒、第二套筒、第一連桿和第二連桿，所述固定塊設(shè)置在第二滑塊的一側(cè)，所述蝸桿穿過固定塊，所述蝸桿和固定塊滑動連接，所述第一套筒和第二套筒均套設(shè)在蝸桿上，所述第一套筒和第二套筒均設(shè)有內(nèi)螺紋，所述第一套筒的內(nèi)螺紋和第二套筒的內(nèi)螺紋均與蝸桿匹配，所述蝸桿水平設(shè)置，所述蝸桿的兩端設(shè)有相反的螺紋，所述手輪與蝸桿同軸設(shè)置，所述第一連桿和第二連桿均為L形曲桿，所述第一套筒通過第一連桿與其中一個矯正單元的第二限位片連接，所述第二套筒通過第二連桿與另一個矯正單元的第二限位片連接，兩個所述Z軸運動單元的滑塊通過支板連接，所述支板水平設(shè)置；

所述Y軸運動機構(gòu)包括第三電機、第三底板、第三擋板、第三絲杠、第三限位桿、第三滑塊和調(diào)整組件，所述調(diào)整組件包括第四電機、支撐盤、水平儀和PLC，所述第四電機設(shè)置在支板上，所述第四電機的輸出軸水平設(shè)置，所述第四電機和支撐盤同軸設(shè)置，所述第三底板水平設(shè)置，所述支撐盤通過螺絲與第三底板連接，所述第三擋板與第三底板垂直連接，所述第三擋板有兩個，兩個第三擋板相對設(shè)置，所述擋板和支撐盤分別位于底板的兩側(cè)，所述第三絲杠和第三限位桿均水平設(shè)置在兩個第三擋板之間，所述第三限位桿有兩個，兩個第三限位桿關(guān)于第三絲杠對稱，所述第三滑塊上設(shè)有第五限位孔和第六限位孔，所述第五限位孔和第六限位孔均為水平貫穿孔，所述第五限位孔設(shè)有內(nèi)螺紋，所述第三絲杠與第五限位孔匹配，所述第六限位孔有兩個，兩個第六限位孔關(guān)于第五限位孔對稱，所述第三絲杠位于第五限位孔內(nèi)，所述第三限位桿位于第六限位孔內(nèi)，所述打印頭設(shè)置在第三滑塊上，所述水平儀設(shè)置在第三底板上，所述第三電機設(shè)置在第三擋板上，所述第三電機與第三絲杠同軸設(shè)置，所述第四電機和水平儀均與PLC電連接。

作為優(yōu)選，為了給打印頭降溫以提高打印頭的工作壽命，所述第三滑塊上設(shè)有風(fēng)扇，所述風(fēng)扇的風(fēng)口正對打印頭。

作為優(yōu)選，為了使第一套筒和第二套筒具有最大的位移量，從而能更好地控制矯正單元，所述固定塊與蝸桿軸向固定，所述固定塊位于蝸桿的中部，所述蝸桿兩端的螺紋關(guān)于固定塊對稱。

作為優(yōu)選，為了防止振動引起的打印偏差，以及對部件造成損壞，所述底座的下端面設(shè)有若干個避震腳。

作為優(yōu)選，為了Y軸運動機構(gòu)不水平時能作出警示，所述支板上設(shè)有報警燈。

作為優(yōu)選，為了確保Y軸運動機構(gòu)水平工作，所述第三底板的下方設(shè)有第一測距儀和第二測距儀，所述第一測距儀和第二測距儀均與PLC電連接。當(dāng)?shù)谝粶y距儀和第二測距儀之間的距離確定時，通過測量第一測距儀和第二測距儀與底座之間的距離可以測算出水平偏移的角度，從而由調(diào)整組件進行校準(zhǔn)。

作為優(yōu)選，為了使打印更加精確，所述第一電機、第二電機、第三電機和第四電機均為伺服電機。伺服電機的閉環(huán)機制更可靠地確保了打印的精確性。

本發(fā)明的有益效果是，該精確走位的3D打印機設(shè)計巧妙，可行性高，主要增強了Y軸和Z軸的走位精度，從而顯著提高了整個3D打印設(shè)備的打印精確性，其中Y軸移動機構(gòu)中增加了調(diào)整組件，可以提高Y軸的水平精度，Z軸移動機構(gòu)中增加了控制單元和矯正單元，使基于Z軸的豎直方向位移更加穩(wěn)定和精確。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的一種精確走位的3D打印機的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的一種精確走位的3D打印機的俯視圖。

圖3是本發(fā)明的一種精確走位的3D打印機的Y軸運動機構(gòu)與支板的連接示意圖。

圖4是本發(fā)明的一種精確走位的3D打印機的第二滑塊組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的一種精確走位的3D打印機的第一限位片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明的一種精確走位的3D打印機的第一滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明的一種精確走位的3D打印機的第三滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.底座，2.支板，3.打印平臺，4.打印頭，5.第一電機，6.第一底板，7.第一擋板，8.第一絲杠，9.第一限位桿，10.第一滑塊，11.第一限位孔，12.第二限位孔，13.第二電機，14.第二底板，15.第二擋板，16.第二絲杠，17.第二限位桿，18.第二滑塊，19.第三限位孔，20.第四限位孔，21.第一限位片，22.第二限位片，23.凹槽，24.滾珠，25.蝸桿，26.固定塊，27.手輪，28.第一套筒，29.第二套筒，30.第一連桿，31.第二連桿，32.第三電機，33.第三底板，34.第三擋板，35.第三絲杠，36.第三限位桿，37.第三滑塊，38.第四電機，39.支撐盤，40.水平儀，41.第五限位孔，42.第六限位孔，43.風(fēng)扇，44.避震腳，45.報警燈，46.第一測距儀，47.第二測距儀。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1-7所示，一種精確走位的3D打印機，包括底座1、支板2、打印平臺3、打印頭4、X軸運動機構(gòu)、Y軸運動機構(gòu)和Z軸運動機構(gòu)；

所述X軸運動機構(gòu)設(shè)置在底座1上，所述打印平臺3設(shè)置在X軸上，所述Z軸運動機構(gòu)豎向設(shè)置在底座1上，所述Z軸運動機構(gòu)有兩個，兩個Z軸運動機構(gòu)關(guān)于X軸運動機構(gòu)對稱設(shè)置，兩Z軸運動機構(gòu)通過支板2連接，所述Y軸運動機構(gòu)設(shè)置在支板2上，所述打印頭4設(shè)置在Y軸運動機構(gòu)上；

所述X軸運動機構(gòu)包括第一電機5、第一底板6、第一擋板7、第一絲杠8、第一限位桿9和第一滑塊10，所述第一底板6水平設(shè)置在底座1上，所述第一擋板7豎向設(shè)置在第一底板6上，所述第一擋板7有兩個，兩個第一擋板7對稱設(shè)置，所述第一絲杠8和第一限位桿9均水平設(shè)置在兩個第一擋板7之間，所述第一限位桿9有兩個，兩個限位桿關(guān)于第一絲杠8對稱，所述第一滑塊10上設(shè)有第一限位孔11和第二限位孔12，所述第一限位孔11和第二限位孔12為水平貫穿孔，所述第一限位孔11設(shè)有內(nèi)螺紋，所述第一絲杠8與第一限位孔11匹配，所述第二限位孔12有兩個，兩個第二限位孔12關(guān)于第一限位孔11對稱，所述第一絲杠8位于第一限位孔11內(nèi)，所述第一限位桿9位于第二限位孔12內(nèi)，所述打印平臺3設(shè)置在第一滑塊10上，所述第一電機5設(shè)置在其中一個第一擋板7上，所述第一電機5與第一絲杠8同軸設(shè)置；

所述Z軸運動機構(gòu)包括第二電機13、第二底板14、第二擋板15、第二絲杠16、第二限位桿17和第二滑塊18組件，所述第二底板14豎向設(shè)置在底座1上，所述第二擋板15水平設(shè)置在第二底板14上，所述第二絲杠16和第二限位桿17均豎向設(shè)置在第二擋板15和底座1之間，所述第二限位桿17有兩個，兩個第二限位桿17關(guān)于第二絲杠16對稱，所述第二電機13設(shè)置在第二擋板15上，所述第二電機13和第二絲杠16同軸設(shè)置；

所述第二滑塊18組件包括第二滑塊18、矯正單元和控制單元，所述第二滑塊18上設(shè)有第三限位孔19和第四限位孔20，所述第三限位孔19和第四限位孔20均為豎直貫穿孔，所述第三限位孔19設(shè)有內(nèi)螺紋，所述第二絲杠16與第三限位孔19匹配，所述第二絲杠16位于第三限位孔19內(nèi)，所述第四限位孔20有兩個，兩個第四限位孔20關(guān)于第三限位孔19對稱，所述矯正單元有兩個，兩個矯正單元對稱設(shè)置，所述矯正單元位于第四限位孔20內(nèi)；

所述矯正單元包括第一限位片21和第二限位片22，所述第一限位片21和第二限位片22的橫截面均為圓弧形，所述第一限位片21和第二限位片22均位于第四限位孔20內(nèi)，所述第一限位片21和第二限位片22相對設(shè)置，所述第一限位片21固定設(shè)置在第四限位孔20的內(nèi)壁上，所述第二限位片22與控制單元連接，所述第一限位片21和第二限位片22均與第二限位桿17匹配，所述第一限位片21和第二限位片22的內(nèi)壁上均設(shè)有水平設(shè)置的凹槽23，所述凹槽23內(nèi)均與設(shè)有若干滾珠24，所述滾珠24的一端位于凹槽23內(nèi)，所述滾珠24的另一端位于凹槽23外，所述第二限位桿17位于第四限位孔20內(nèi)，所示第一限位片21和第二限位片22分別位于第二限位桿17的兩側(cè)，所述第二限位桿17與滾珠24滾動連接；

所述控制單元包括蝸桿25、固定塊26、手輪27、第一套筒28、第二套筒29、第一連桿30和第二連桿31，所述固定塊26設(shè)置在第二滑塊18的一側(cè)，所述蝸桿25穿過固定塊26，所述蝸桿25和固定塊26滑動連接，所述第一套筒28和第二套筒29均套設(shè)在蝸桿25上，所述第一套筒28和第二套筒29均設(shè)有內(nèi)螺紋，所述第一套筒28的內(nèi)螺紋和第二套筒29的內(nèi)螺紋均與蝸桿25匹配，所述蝸桿25水平設(shè)置，所述蝸桿25的兩端設(shè)有相反的螺紋，所述手輪27與蝸桿25同軸設(shè)置，所述第一連桿30和第二連桿31均為L形曲桿，所述第一套筒28通過第一連桿30與其中一個矯正單元的第二限位片22連接，所述第二套筒29通過第二連桿31與另一個矯正單元的第二限位片22連接，兩個所述Z軸運動單元的滑塊通過支板2連接，所述支板2水平設(shè)置；

所述Y軸運動機構(gòu)包括第三電機32、第三底板33、第三擋板34、第三絲杠35、第三限位桿36、第三滑塊37和調(diào)整組件，所述調(diào)整組件包括第四電機38、支撐盤39、水平儀40和PLC，所述第四電機38設(shè)置在支板2上，所述第四電機38的輸出軸水平設(shè)置，所述第四電機38和支撐盤39同軸設(shè)置，所述第三底板33水平設(shè)置，所述支撐盤39通過螺絲與第三底板33連接，所述第三擋板34與第三底板33垂直連接，所述第三擋板34有兩個，兩個第三擋板34相對設(shè)置，所述擋板和支撐盤39分別位于底板的兩側(cè)，所述第三絲杠35和第三限位桿36均水平設(shè)置在兩個第三擋板34之間，所述第三限位桿36有兩個，兩個第三限位桿36關(guān)于第三絲杠35對稱，所述第三滑塊37上設(shè)有第五限位孔41和第六限位孔42，所述第五限位孔41和第六限位孔42均為水平貫穿孔，所述第五限位孔41設(shè)有內(nèi)螺紋，所述第三絲杠35與第五限位孔41匹配，所述第六限位孔42有兩個，兩個第六限位孔42關(guān)于第五限位孔41對稱，所述第三絲杠35位于第五限位孔41內(nèi)，所述第三限位桿36位于第六限位孔42內(nèi)，所述打印頭4設(shè)置在第三滑塊37上，所述水平儀40設(shè)置在第三底板33上，所述第三電機32設(shè)置在第三擋板34上，所述第三電機32與第三絲杠35同軸設(shè)置，所述第四電機38和水平儀40均與PLC電連接。

作為優(yōu)選，為了給打印頭4降溫以提高打印頭4的工作壽命，所述第三滑塊37上設(shè)有風(fēng)扇43，所述風(fēng)扇43的風(fēng)口正對打印頭4。

作為優(yōu)選，為了使第一套筒28和第二套筒29具有最大的位移量，從而能更好地控制矯正單元，所述固定塊26與蝸桿25軸向固定，所述固定塊26位于蝸桿25的中部，所述蝸桿25兩端的螺紋關(guān)于固定塊26對稱。

作為優(yōu)選，為了防止振動引起的打印偏差，以及對部件造成損壞，所述底座1的下端面設(shè)有若干個避震腳44。

作為優(yōu)選，為了Y軸運動機構(gòu)不水平時能作出警示，所述支板2上設(shè)有報警燈45。

作為優(yōu)選，為了確保Y軸運動機構(gòu)水平工作，所述第三底板33的下方設(shè)有第一測距儀46和第二測距儀47，所述第一測距儀46和第二測距儀47均與PLC電連接。當(dāng)?shù)谝粶y距儀46和第二測距儀47之間的距離確定時，通過測量第一測距儀46和第二測距儀47與底座1之間的距離可以測算出水平偏移的角度，從而由調(diào)整組件進行校準(zhǔn)。

作為優(yōu)選，為了使打印更加精確，所述第一電機5、第二電機13、第三電機32和第四電機38均為伺服電機。伺服電機的閉環(huán)機制更可靠地確保了打印的精確性。

該精確走位的3D打印機中，X軸運動機構(gòu)、Y軸運動機構(gòu)和Z軸運動機構(gòu)都采用了絲杠傳動的方式實現(xiàn)線性位移，由于絲杠傳動的精確性遠高于帶輪傳動，因此整個機構(gòu)的精確性相對較高，而第二滑動組件和調(diào)整組件實現(xiàn)了Z軸和Y軸走位的更高精確性。其中第二滑動組件的工作原理為：第二限位桿17位于第四限位孔20內(nèi)，轉(zhuǎn)動手輪27，蝸桿25轉(zhuǎn)動，使第一套筒28和第二套筒29做相對運動，從而帶動第一連桿30和第二連桿31做運動，第一連桿30和第二連桿31運動，可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)第一限位片21和第二限位片22之間的距離，從而使第一限位片21和第二限位片22與第二限位桿17抵靠，并且第一限位片21和第二限位片22上的凹槽23中的滾珠24與第二限位桿17滾動連接，使Z軸更加穩(wěn)定和順暢。調(diào)整組件的工作原理為：當(dāng)水平儀40檢測到Y(jié)軸運動機構(gòu)不水平時，第四電機38通過旋轉(zhuǎn)一定角度來使第三底板33以及設(shè)置在第三底板33上的第三絲杠35、第三限位桿36保持水平，從而提高打印頭4的Y軸運動精確度。除此之外，設(shè)置在第三底板33上的第一測距儀46和第二測距儀47的探測頭均豎直向下設(shè)置，通過測量與底座1之間的距離，在已知第一測距儀46和第二測距儀47之間距離的情況下，可計算出水平偏移角度，再由第四電機38來校準(zhǔn)角度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該精確走位的3D打印機設(shè)計巧妙，可行性高，該精確走位的3D打印機設(shè)計巧妙，可行性高，主要增強了Y軸和Z軸的走位精度，從而顯著提高了整個3D打印設(shè)備的打印精確性，其中Y軸移動機構(gòu)中增加了調(diào)整組件，可以提高Y軸的水平精度，Z軸移動機構(gòu)中增加了控制單元和矯正單元，使基于Z軸的豎直方向位移更加穩(wěn)定和精確。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。