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开发工业机器人3D打印成型系统

更新时间: 2020-01-14 13:33:52  查看次数: 316    

在先进的数字化设计与制造领域,工业机器人三维打印技术具有与传统加工工艺明显的优越性,例如能够在空间中自由灵活地摆动喷头的运动方向、可以控制打印物体的尺寸和形状、提高模型成型速度、增大物体打印尺寸和难度等。


本研究开发了一套工业机器人3D打印成型系统,探索工业机器人应用于3D打印成型工艺的可行性,解决大尺寸物件常规三维打印中的难题。具体内容如下:
  1. 对工业机器人3D打印成型工艺进行了整体分析,设计各个主要组成单元,包括主控单元、运动控制单元、喷头控制单元以及数据通信单元。其中,主控单元是对整机系统的控制;运动控制单元由机器人电控柜和示教器完成;喷头控制单元包括对加热系统、温控模块、电机吐丝的控制;数据通讯单元完成了机器人与喷头的实时通讯
  2. 设计了喷头部分的机械结构、硬件电路、软件控制程序。实现了对喷头加热棒温度的稳定控制,并实现了电机挤丝速度的均匀控制。设计了打印底板结构,并使底板温度能够达到均匀恒定
  3. 通过机器人对应的电控柜与控制喷头的Arduino控制器实现工业机器人与喷头之间的硬件连接,电控柜通过其启、停按钮控制Arduino控制器,而Arduino控制器则将喷头的温度控制反馈给电控柜,从而实现3D打印喷头与工业机器人的通讯结合,使机器人在动静不同时刻能够实时控制电机的启停
  4. 对工业机器人三维打印成型工艺进行了实验研究与工艺测试,就实验过程中出现的问题进行探究并对工艺参数进行优化,并对成型件质量的影响因素进行了探究,实现了工艺参数的优化,最终打印出宽幅面3D成型制件



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