[发明专利]一种基于标准件的五轴FDM三维打印机转台旋转轴的测定方法

权利要求书

1.一种基于标准件的五轴FDM三维打印机转台旋转轴的测定方法，其特征在于：

标准件包括设置于底板上的两行平行的若干个锥形单元形成的阵列，其中行方向的若干个锥形单元顶点形成的直线和每组两个在列方向上对应的锥形单元顶点形成的直线相互垂直，每个锥形单元包括一个主锥和一个支锥，支锥的轴线和主锥的轴线形成夹角，各个支锥与其相对应的主锥之间形成的夹角角度相同，支锥与其对应的主锥顶点的连线在列方向上，

在打印机机床坐标系中，操作人员面对打印机机床时，沿着打印机水平方向为x轴，且水平向右为正方向，沿着喷嘴竖直向上的方向是z轴，且向上为正，用右手定则确定y轴方向，打印机的A轴绕x轴旋转，打印机的C轴绕z轴旋转；

位于打印机上，转台的底部安装有与x轴位置相同的A轴，转台还连接有与z轴位置相同的C轴，A轴带动转台绕x轴旋转，C轴带动转台绕z轴旋转；

测定方法如下：将安装盘安装于打印机的转台上，分次将标准件安装在安装盘上进行测定，每次安装标准件的行方向与打印机机床坐标系的x轴成的夹角不同，然后移动打印喷嘴使得打印喷嘴与锥体尖点对齐测量标准件的各个单元的主锥体顶点的位置，

逐行拟合行方向在机床坐标系中的直线方程并进行平均得到标准件的行方向直线，计算行方向的直线与机床坐标系x轴正向的夹角

计算各个支锥的顶点在机床坐标系中的位置其中：_k表示支锥号，_i,j分别表示行方向和列方向；

把C轴旋转角，使得行方向与x轴正向重合；依次旋转A轴为各个行的行方向支锥与主锥轴线的夹角使得各行的行方向支锥的轴线与Z轴正向重合，分别通过理论公式计算各个顶点旋转后的理论位置其中：p_A,q_A是A轴上的两个点，p_C,q_C是C轴上的两个点，是绕A轴的旋转矩阵，是绕c轴的旋转矩阵，是初始位置；分别测量各支锥顶点在旋转后的实际位置

把C轴旋转角，使得行方向与x轴正向重合；依次旋转A轴为各个行的行方向支锥与主锥轴线的夹角θ_1,i，使得各行的行方向支锥的轴线与Z轴正向重合，分别通过理论公式计算各个顶点旋转后的理论位置其中：是绕A轴的旋转矩阵，是绕c轴的旋转矩阵；分别测量各支锥顶点在旋转后的实际位置

根据上述数据和优化模型，拟合A轴和C轴，从而完成测量；

其中：_m表示行方向支锥总数，_n表示列方向支锥总数，当C轴旋转使得行方向与x轴正向重合；依次旋转A轴为各个行的行方向支锥与主锥轴线的夹角θ_k,i，使得各行的行方向支锥的轴线与Z轴正向重合，通过理论公式计算各个顶点旋转后的理论位置表示各支锥顶点在旋转后的实际位置。

2.根据权利要求1所述的基于标准件的五轴FDM三维打印机转台旋转轴的测定方法，其特征在于：标准件在行方向上，支锥位于与其对应的主锥外侧。

3.根据权利要求1所述的基于标准件的五轴FDM三维打印机转台旋转轴的测定方法，其特征在于：标准件的底板的下表面和安装盘的上表面均光滑平整。

4.根据权利要求1所述的基于标准件的五轴FDM三维打印机转台旋转轴的测定方法，其特征在于：标准件的底板和安装盘上均设置有若干个位置相对应的螺栓孔，安装盘上也设置有螺纹孔，螺栓依次穿过标准件的底板和安装盘上的螺栓孔可拆卸式固定连接。

5.根据权利要求1所述的基于标准件的五轴FDM三维打印机转台旋转轴的测定方法，其特征在于：安装盘和打印机的转台上均设置有若干个位置相对应的螺栓孔，螺栓依次穿过安装盘和打印机的转台上的螺栓孔可拆卸式固定连接。

6.根据权利要求1所述的基于标准件的五轴FDM三维打印机转台旋转轴的测定方法，其特征在于：所述打印机的转台上安装有打印基板，测定时，将打印基板自打印机的转台上拆下，再将安装盘安装在打印机的转台上。