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SCARA机械臂3D打印机的结构设计

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:下面我们来看几款SCARA结构的3D打印机。Reprap Morgan是由QuentinHarley设计与制作的同心双臂SCARAFDM 3D打印机,如图8-6所示。图8-6 Reprap Morgan 3D打印机2.MK3SCARA机械臂3D打印机英国工程师Clanzer用了1年多的时间设计MK3SCARA机械臂3D打印机原型。图8-7 MK3SCARA机械臂3D打印机3.FLX.ARM.S16.Z8美国缅因州的机器人和自动化技术公司Flux Integration,开发出了第一款可3D打印的低成本精密SCARA机器手臂——FLX.ARM.S16.Z8。由于配置了模块化的工具头,FLX.ARM.S16.Z8具有放置/拾取、3D打印、轻型铣削、涂胶、探测以及机床辅助等功能。

SCARA机械臂3D打印机的结构设计

下面我们来看几款SCARA结构的3D打印机。

1.Reprap Morgan

在第2章介绍了开源项目Reprap一直处于不断的修改中,随着用途、环境和必要性的不同而被不断研发。因此,每个版本的Reprap都会以生物学家的名字命名,如达尔文赫胥黎华莱士孟德尔。不同版本的Reprap,有些设计实现了组装的便利性,有些致力于坚固和功能性,还有的考虑零件的更换问题。根据需求研发模型,新型号的Reprap Morgan应运而生,以托马斯·摩尔根命名。Reprap Morgan是由QuentinHarley设计与制作的同心双臂SCARAFDM 3D打印机,如图8-6所示。Reprap Morgan的解决方案是,重新调整X和Y方向的运动力学。X、Y方向的移动不再采用固定的线性杠杆,采用SCARA机器人的原理。与采用笛卡儿格式的大多数Reprap相比,这种设计占用空间更少,需要的零件也更少。它的主要部件,如“手臂”、传动齿轮、管道适配器等都是使用3D打印机制作的。这台打印机组装非常简单和容易,打印使用的材料也非常廉价,目前这个项目的所有材料已经开源,大家可以到www.github.com找到这些材料。

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图8-6 Reprap Morgan 3D打印机

2.MK3SCARA机械臂3D打印机

英国工程师Clanzer用了1年多的时间设计MK3SCARA机械臂3D打印机原型。MK1原型用的是50:1的行星齿轮箱,MK2原型用了带同步带的机械臂和滑轮来控制打印比例,但始终未能解决齿隙游移问题。于是,他决定在MK3原型中使用谐波齿轮传动,采用现成的30:1谐波齿轮传动,结合微步进和0.9°电动机,能达到0.013mm的精度。图8-7为MK3SCARA机械臂3D打印机。(www.xing528.com)

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图8-7 MK3SCARA机械臂3D打印机

3.FLX.ARM.S16.Z8

美国缅因州的机器人和自动化技术公司Flux Integration,开发出了第一款可3D打印的低成本精密SCARA机器手臂——FLX.ARM.S16.Z8。FLX.ARM.S16.Z8拥有一个大型可配置的工作区:在XY平面内臂长可达406.4mm,Z轴高度可达203.2mm。它是由6061-T6铝坯精密加工而成,通过限制XY平面上机器手臂的移动,保持了Z轴的刚性,无须接头就可以克服重力。由于配置了模块化的工具头,FLX.ARM.S16.Z8具有放置/拾取、3D打印、轻型铣削、涂胶、探测以及机床辅助等功能。其中,3D打印的工具头则集成了全金属的E3D热端与Bowden挤出机喷嘴直径为0.4mm。可支持PLA、ABS、HIPS、弹性PLA、尼龙和聚碳酸酯等3D打印材料。图8-8为FLX.ARM.S16.Z83D打印机。

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图8-8 FLX.ARM.S16.Z8 3D打印机

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