解決方案

Solution

一體化步進電機3D打印機應用
發布日期 : 2021-01-26 16:05:52
前面我們簡單介紹了3D打印機、應用及其分類,那么如何來擁有一臺較高精度的3D打印機呢?(文末有福利哦~)

以某客戶的3D打印機系統升級方案為例,給大家介紹該應用案例。
 
客戶要做的是光固化陶瓷3D打印,其成型速度更快,并且擺脫了模具的束縛,不依賴于零件的復雜程度。
 
傳統陶瓷只能制作結構簡單的產品,而且具有成本高、制作周期長等缺點,而陶瓷3D打印恰恰能解決傳統陶瓷的缺點。
 
我們為其原有打印機控制系統進行改造升級,以提高設備的實時性和穩定性。
 
打印機的結構和工作原理
 
首先我們簡單了解一下打印機的結構和工作原理。
 
 
打印機的系統結構圖如上圖所示,可分為六個機構:
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IPC:人機交互界面,解析要打印的物體的三維模型,通過切片軟件獲取每層的圖形信息。
 
PLC:控制各個機構的運行。
 
刮刀:架設于打印料池兩側的導軌上,由一個步進電機驅動做前后運動,用于鋪平漿料。
 
成型臺:設置于打印料池的上方,由一個伺服電機驅動做上下運動,用作打印成型的基座。
 
光機:紫外線發生裝置,設置于打印料池下方,給漿料曝光使之固化成型。
 
自動門:開關打印倉,接有光柵傳感器和霍爾傳感器,防止門關閉受阻。
 
 
3D打印機工作原理:


 
DLP光固化陶瓷3D打印機設備中包含一個可以容納樹脂的料槽——用于盛放可被特定波長的紫外光照射后固化的樹脂。
 
光機置于液槽下方,其成像面正好位于料槽底部,通過能量及圖形控制,每次可固化一定厚度及形狀的薄層樹脂(該層樹脂與前面切分所得的截面外形完全相同)。
 
料槽上方設置一個成型臺,每次截面曝光完成后向上提拉一定高度(該高度與分層厚度一致),使得當前固化完成的固態樹脂與料槽底面分離并粘接在提拉板或上一次成型的樹脂層上。
 
這樣,通過逐層曝光并提升來生成三維實體。
 
 
 
系統升級方案
 
 
 
根據客戶需求,最終確定了如下圖所示方案。
 
 
 
 
 
 
支持Modbus、CANopen、EtherCAT等現場總線,標配Ethernet、CAN、RS485、RS232、2*USB和6*DI/2*DO的標準分布式I/O接口功能強大性價比高。
 
 
 
一體化步進電機將步進電機與驅動器二合一,體積小巧,節省安裝空間,支持CANopen協議,通訊更方便。
 
 
 
 
PLC:采用NiMotion NIMC2000一體化控制器代替了傳統的PLC。
 

 
一體化控制器將工業控制面板HMI與CODESYS V3控制平臺、PLC功能、運動控制功能整合在同一硬件設備中。
 
 
 
支持Modbus、CANopen、EtherCAT等現場總線,標配Ethernet、CAN、RS485、RS232、2*USB和6*DI/2*DO的標準分布式I/O接口功能強大性價比高。
 
 
 
刮刀與自動門電機:采用NiMotion一體化步進電機。

 
一體化步進電機將步進電機與驅動器二合一,體積小巧,節省安裝空間,支持CANopen協議,通訊更方便。
 
 
 
 
通訊方案:IPC與控制器間通過OPC-UA進行通訊。
 
一體化控制器通過CANopen總線控制兩臺一體化步進電機和伺服電機;
 
通過RS-232接口使用自由協議控制光機曝光;
 
通過RS-485總線Modbus協議讀取光功率計讀數;
 
通過自帶的I/O接口連接限位開關和光柵,省去了額外安裝I/O從站;
 
 
這樣一臺高精度的3D打印機就升級完成了!

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