根据3D打印对充足空间、精确轨迹、恒定速度三方面的要求,设计了一种二自由度五杆机构作为3D打印头的平面传动机构。研究了机构尺寸与运动特性的关系,并定义了最佳打印区。提出一种基于瞬心速度转置法的轨迹控制方法,MATLAB仿真结果显示,该方法能有效控制五杆机构末端执行点在任意轨迹上匀速运动,位置精度和速度波动的综合评价指标优于传统位置环控制方法。 很难保证插补点之间的速度恒定，难以满足3D打印头均匀送料的要求。本文提出一种基于瞬心速度转置法的速度环控制方法，通过MATLAB仿真，验证了该方法能有效控制位置误差和速度波动 本文由公司网站 张家港蔬菜大棚滚圆机网站 转载中国知网整理!    http://www.gunyuanji.org/。该研究有助于改善3D打印机的空间利用率与工艺特性，所用控制方法在工业机器人、高速分拣、激光切割等领域有广阔的应用前景。13D打印机设计建模及运动分析1.1五杆机构简图尺寸与末端可达区域关系3D打印的三维空间运动可分解为平面二维运动和垂直该平面的一维运动3D打印头传动-数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机。本文采用平面五杆机构作为平面二维运动的执行机构。如图1所示，取两连杆的交点C作为打印头的安装点。为研究C点的理论运动范围，假想五杆机构从铰链C断开为左支链LABC和右支链LEDC，C点在左支链的运动范围是以A为圆心，两杆之和RA=L2+L3、两杆之差的绝对值rA=|L3-L2|分别为半径的同心圆环SA。同理，C也在右支链RE=L4+L5和rE=|L5-L4|组成的同心圆环SE内。左右两圆环的交集为C点的理论可达区Sc，如图2所示。图1五杆机构简图第40卷第6期2018-06【137】图2五杆机构支链运动空间图解为研究Sc与机构尺寸的关系，本文选用MorphologischerKasten[8]方法，列出左右支链尺寸和机架变化时理论可达区的形态矩阵，如表1所示。横向比较表1可知，当机架减小时，除rA>RE情况外，理论可达区呈增大趋势；纵向比较可知，当各杆长趋于相等时，理论可达区呈增大趋势。当L_1=0时，最大理论可达区为杆长之和的较小值与杆长之差的较大值围成的圆环，其数学表达式为：最大可达区面积Scmax=[min(2L2,2L4)]2×π，由L2，L4中较短杆决定，当L2=L4时材料最剩综上，令L1=0，L2=L3=L4=L5，可得最大理论可达区。1.2五杆机构尺寸设计虽然同心五杆机构的理论可达区为一个完整的圆，但考虑到构件整周转动时与机架的干涉，仅选择理论可达区SC的一半进行工作空间设计，记为理论可达半区SH。由于安装条件的限制，机架上两驱动电机的轴距往往不严格为零，本文将机架长度设为可调，以研究五杆机构的一般性规律。以一台典型三坐标3D打印机的矩形打印空间320mm×200mm为参照，根据表1右下角构型计算矩形外接半圆的半径为256.12mm，则杆长的最小值为128.06mm。考虑到边界冗余量，取活动杆长L2=L3=L4=L5=150mm；将机架L1设为在[0,150mm]范围内可调，如图3所示，虚线表示机架调节至同心时的构型。θ22345θ5ABCD1EB’D’C’图3变机架五杆机构简图表1五杆机构理论可达区与支链变化形态矩阵r3D打印头传动-数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机 本文由公司网站 张家港蔬菜大棚滚圆机网站 转载中国知网整理!    http://www.gunyuanji.org/