设计的多向3D打印并联机器人M3DPR与现有的3D打印机器人不同的特点在于;M3DPR打印头姿态可以根据打印条件进行调整,实现任意倾斜平面上打印头的运动轨迹规划。倾斜平面为例,给定打印头运动轨迹是半径为50mm的圆,设定打印机喷头直径为5mm,倾斜平面与水平面夹角为a=45°。用ADAMS软件对M3DP民模型进行仿真,反求得各个驱动关节的位移、速度和加速度随时间变化的曲线,从观察可得各个驱动关节位移,速度和加速度变化曲线平稳,说明有利于驱动关节的控制。为实现M3DP民的运动,必须对驱动关节进行协调控制,仿真分析结果为机器人输入电机的控制提供了理论依据。
首先对多向3D打印并联机器人M3DPR进行了结构设计,在SolidWorks中建立了 M3DPR的零部件与虚拟样机模型,并对简化的样机模型和部分零部件进行了静应力仿真分析,说明结构设计的合理性与可靠性。然后,在仿真软件ADAMS中对虚拟样机进行了 水平面为工作平面的3D打印轨迹仿真分析,得到了驱动关节随时间变化的位移曲线,与理论分析所得位移曲线基本一致,说明了理论计算与虚拟样机仿真所得的各驱动参数的可靠性。然后,在倾斜平面的进行了轨迹规划仿真分析,仿真输出的各个驱动关节变化曲线、速度曲线、加速度曲线变化较为平稳,没有出现突变的情况,为后续硬件设备选型提供了理论依据,证明了所设计的M3DP民可实现多向3D打印的任务。
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