文档介绍：----
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3D打印机总体方案及构造
设计
题目：3D打印机设计
专业班级机械电子工程1班
届次2021届
学生XX揭硕
学号
指导教师
二O一六年十月十二日
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一、总体框架的设计
系统概述,不会出现滑动运动那样的爬行现象,
能保证实现准确的微进给。
4)无侧隙、刚性高
滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙到达负值,进而得到较高的刚性(滚珠
丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增
强)。
5)高速进给可能
滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。
转动惯量的计算
滚珠丝杠根据国家标准/T9893－1999选用长度L=，公称直径D=12mm,公称导
程mmPh40
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对本系统而言，丝杠传动折算到马达轴上的总惯量为：
Jt=Z1+1/i2[Z2+JS+JW]()++=
其中i为两齿轮的传动比，此处取i=Z1/Z2=1
其他符号说明如下：
Z1——齿轮l及其轴的转动惯量；J1=
Z2——齿轮2的转动惯量，取J2=×=；
Js——丝杠转动惯量，×；
Jw----为工作台折算到丝杠上的动惯量；
W——工作台重量，工作台轻，取6kg；
S——丝杠螺距，4mm；
g——重力加速度，；
圆柱体的转动惯量：J=1/8MD2
M----圆柱体质量；D----圆柱体直径；
而且选用丝杠的密度〔类于铁〕=r；
滚珠丝杠的转动惯量为：
JS=1/4πD2pl*1/8D2=***7800/32=*10-5()
Jw=6*/(*4π2)=-7*1()
从而Jt=3*10-3()-。
可见，Jt很小——主要由两个齿轮的转动惯量来决定，从而对电机的功率输出要求不苛
刻，在功率不高情况下，可以实现高转速。
这是一个小惯量的系统，该系统启动，加速，制动的性能好，反响快，比拟理想。
此类电机最高转速一般是3000r/min上下，取3000为参考研究
按360dpi的分辨率来考虑，，每两个色点的距离为
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=,又打印喷头为双排的，所以，打印喷头周期移动距离d=*2=，
喷墨一次，喷粘剂一次，两个喷头喷出同步；
设定机械精度：，对应的脉冲当量:
由i=1，求得丝杆转一圈，喷头前进4mm。那么机械精度对应
丝杆转一周，上位机应该发出的指令脉冲为4mm/=800〔个〕
那么对应转速约为3000，上位机脉冲能力至少800*3000/60=40000r/s；对应6000转的转
速，那么上位机脉冲能力80000r/s，电子齿轮比不变.
CMX：电子齿轮比的分子是电机编码器反响脉冲。
CDV：电子齿轮比的分母是上位机的给定脉冲〔指令脉冲〕。
电子齿轮比=CMX/CDV=〔131072×100〕/80000=6553600/200000=。
在此计算电子齿轮比的目的——电子齿轮比把上位机的给定脉冲要换算成与电机编码
器反响脉冲同等意义的信号，便于控制中心按给定指令要求控制伺服转动定位。此外，通过
上位机的脉冲能力的估算，比照实现的可能性，得知我们方案的合理性。
喷头的选择
选用Konica512L型号，实现宽度尽可能满足，分辨率满足，控制X轴方向运动，Y轴
方向由另一电机控制，控制方式类似，,精度控制一样。双排式排列方式，
使得走完一个幅面的时间相对于单排式减半，利于打印速度的提高。
三、电机的选择
伺服电机和步进电机的比照
控制电机的比拟与选取：电机控制系统按照运动过程的需要分为驱动伺服和驱动步进两
大类。伺服有速度控制和位置控制模式。
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交流直流伺服电机比照
在20世纪60年代，最早是直流电机作为主要执行部件，在70年代以后，交流伺服电
机的性价比不断提高，逐渐取代直流电机成为伺服系统的主导执行电机。控制器的功能是完
成伺服系统的闭环控制，包括力矩、速度和位置等。我们通常说的伺服驱动器已经包括了控
制器的根本功能和功率放大局部。虽然采用功率步进电机直接驱动的开环伺服系统曾经在
90年代的所谓经济型数控领域获得广泛使用，但是迅速被交流伺服所取代。
伺服电机可以考虑直流和交流两种：但直流电动机都存在一些固有