3?P?2［SS］結構FDM?3D打印機精度校準補償算法

呂 寧，趙 欣，羅忠潔，姜金剛

（1.揚州職業大學機械工程學院，江蘇揚州 225009；2.哈爾濱理工大學自動化學院，黑龍江哈爾濱 150080；3.哈爾濱理工大學機械動力工程學院，黑龍江哈爾濱 150080）

1 引言

3D打印作為新興的增材制造技術，融合了機械結構、軟件設計、新型材料、傳感器、自動化控制、人工智能等多個學科的新技術，自二十世紀八十年代以來在機械零部件、醫用材料、航空航天、模型模具等領域應用日趨廣泛［1?2］。熔融沉積成型（FDM?Fused Deposition Modeling）3D成型工藝基于逐層沉積構建原理，具有材料多樣、工藝簡單、成本低等優點，常見的FDM 設備有Delta結構和Cartesian結構，Cartesian型是串聯機構、運動慣性及累計誤差較大，Delta型并行機構使用剛性臂約束動平臺在三維空間內做平移運動，速度較快、動慣性小，具有更大的應用場景和更好的發展前景［3］。目前Delta型并行機構主要有兩種，一種是驅動器直接帶動連桿，運動速度較高，但難以精確定位，通常應用于物料分揀和生產線上的抓取搬移領域；另一種Delta型并行結構采用3?P?2［SS］（P?移動直線副，S?球面副）形式，三組從運動臂以靜平臺為中心呈120°對稱分布，驅動器通過絲杠或柔性齒帶控制滑塊運動連接動平臺，傳動效率高、運動慣性小、穩定性好，易于精確控制［4］。但3?P?2［SS］機構復雜，制造和裝配等環節造成的結構誤差對設備精度影響很大［5?6］，為此在分析打印過程中機構運動機理的基礎上提出打印機參數精度補償校準方法，對提高構件成型精度具有現實意義。

2 3?P?2［SS］結構3D打印機工作原理

3?P?2［SS］結構，如圖1所示。……