【正文】 e題 目 基于薄材疊層(LOM)快速成型機(jī)設(shè)計 學(xué)生姓名 ee 學(xué)號 ee 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級 ee 指導(dǎo)教師 ee 完成地點 e 2009年 6 月 1 日ee基于薄材疊層(LOM)快速成型機(jī)設(shè)計ee（ee）指導(dǎo)教師：ee[摘要] 快速成型技術(shù)屬于先進(jìn)制造技術(shù)，它以CAD/CAM技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)等為基礎(chǔ)，能夠以較快的速度將計算機(jī)實體模型轉(zhuǎn)化為具有一定結(jié)構(gòu)功能的產(chǎn)品原型，或直接制造出零件。它也是制造領(lǐng)域中倍受矚目的一種新工藝，它以其優(yōu)良的產(chǎn)品品質(zhì)、低廉的制造成本，以及加速產(chǎn)品進(jìn)入市場等特色，日益成為成功制造廠商的競爭優(yōu)勢。分層實體制造（LOM）技術(shù)是快速成型技術(shù)之一。本文重點對分層實體制造設(shè)備進(jìn)行了研究，并設(shè)計了相應(yīng)的設(shè)備。所設(shè)計設(shè)備包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計兩部分。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中，根據(jù)分層實體制造技術(shù)的工作原理，對設(shè)備各主要部分進(jìn)行了設(shè)計，包括升降裝置、熱壓輥、送紙及激光掃描等部分的設(shè)計，控制系統(tǒng)設(shè)計包括電氣硬件設(shè)計和部分控制軟件設(shè)計兩部分。在電氣硬件設(shè)計中，采用在工控機(jī)中插入PCI運動控制器，由運動控制器控制伺服電機(jī)的方式來實現(xiàn)設(shè)備各動作的驅(qū)動，設(shè)計了控制系統(tǒng)的硬件關(guān)系圖和主要電路圖。 [關(guān)鍵詞] 快速成型；分層實體制造；設(shè)計；控制系統(tǒng)。Rapid prototyping machine design based on laminated object manufacturing(LOM) ee (ee)tutor :eeAbstract: Rapid Prototyping (RP) technology belongs to advanced manufacturing technology. It based on CAD/CAM, numerical control technology and material science etc. The RPtechnology can change the modeling made by puter into prototype with some functions, or make part rapidly. Rapid Prototyping contributions to the quality，cost and products’ timetomarket is being an increasingly petitive edge for the successful manufacturers of products.Laminated Object Manufacturing (LOM) technology is one of the RP technologies. In this paper, LOM machine is studied and designed. Two main parts of the LOM machineis designed: mechanical part and control system. In the mechanical part design, based on the working principal of the LOM technology and scheme parison, the main portions of the machine are designed, including lifting device, hotpress roller, paper transfer and laser scanning portion etc. In electric hardware design, by means of inserting PCI movement controllers in industrial personal puter and controlling the servomotors with movement controllers, the designed movement of the machine is carried out. The hardware topology diagram and main electric circuit are also designed. Keywords: Rapid prototyping； Laminated object manufacturing； Design； Control syste目 錄 1 概述 1 快速成形的原理 1 快速成形的特性 3 快速成形的歷史 3 快速成形的發(fā)展趨勢 4 6 6 LOM成型機(jī)機(jī)械系統(tǒng)總體設(shè)計 7 LOM成型機(jī)主要設(shè)計參數(shù) 7 LOM成型機(jī)需要的主要裝置 7 LOM成型機(jī)結(jié)構(gòu)布局設(shè)計 8 升降裝置及工作臺的設(shè)計 8 9 16 17 熱壓輥部分的設(shè)計 20 21 21 22 22I 23 24 24 24 26 控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計 26 驅(qū)動裝置的選擇 26 多功能運動卡的選擇 27 控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計 32 基于STEP標(biāo)準(zhǔn)的CAD模型直接分層處理 32 34 34 34致謝 35參考文獻(xiàn) 36II 概述 眾所周知，制造業(yè)是一個國家的立國之本。20世紀(jì)下半葉以來，隨著科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，制造業(yè)正在經(jīng)歷一場深刻的革命。產(chǎn)品的競爭越來越激烈，產(chǎn)品更新周期越來越短?？涨凹ち业氖袌龈偁幤仁怪圃鞓I(yè)必須以更快的速度設(shè)計、制造出性能價格比高并能滿足人們要求的產(chǎn)品。因此，產(chǎn)品快速開發(fā)的技術(shù)和手段成為了企業(yè)的核心競爭力。在這種形式下，傳統(tǒng)的大批量、剛性的生產(chǎn)方式及其制造技術(shù)已不再適應(yīng)要求，于是先進(jìn)制造技術(shù)就成為世界范圍內(nèi)的研究熱點，涌現(xiàn)出了計算機(jī)集成制造、敏捷制造、并行工程、智能制造等先進(jìn)的生產(chǎn)管理模式和凈近成形、激光加工、快速成形等先進(jìn)的成形概念和技術(shù)?？焖俪尚?Rapid Prototyping, RP)技術(shù)是集精密機(jī)械、材料科學(xué)、計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)數(shù)控加工等技術(shù)為一體的高新技術(shù)?？焖俪尚图夹g(shù)的基本原理是:對于實際存在的任何一個零件，都可以將它看成是由許多厚度很小而且平行的二維平面沿這些平面的法線方向迭加而成。因此，對于用CAD軟件創(chuàng)建的某零件的三維實體模型，可以先沿著某一方向按照一定的厚度將其分割成一系列的平面幾何信息，然后根據(jù)這些信息，通過熔結(jié)、化學(xué)反應(yīng)或者是聚合作用等方式，逐層且有選擇地固化液體材料或粘結(jié)固體材料，通過堆積的方式快速制作出對應(yīng)的模型或零件?？梢钥闯?，利用快速成型技術(shù)，不需要通過傳統(tǒng)的切削方法就能夠制作出零件。 快速成型技術(shù)自20世紀(jì)80年代問世并得到應(yīng)用以來，得到了迅速的發(fā)展。在航天航空、機(jī)械、汽車、電器、建筑以及醫(yī)學(xué)等行業(yè)中，己廣泛利用該技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品概念設(shè)計的可視化、造型設(shè)計的評估、產(chǎn)品裝配的檢驗以及快速模具制造等多個方面。　　快速成形經(jīng)過十多年的發(fā)展，目前已有幾十種工藝及相應(yīng)的商品化設(shè)備。在這一領(lǐng)域，美國一直處于領(lǐng)先地位，各種新工藝大都在美國最新出現(xiàn)，研究、開發(fā)的工藝種類也最多。其次在歐洲、日本發(fā)展規(guī)律也很快。國內(nèi)在該領(lǐng)域的研究起步較晚，20世紀(jì)90年代初開始涉足，經(jīng)過幾年的努力，在快速成形工藝研究、成形設(shè)備開發(fā)、數(shù)據(jù)處理及控制軟件、新材料的研發(fā)等方面都做了大量卓有成效的工作，趕上了世界發(fā)展的步伐，并有新的創(chuàng)新。 快速成形的原理快速成形是80年代末期開始商品化的一種高新造技術(shù)它有不同的英文名稱，如Rapid Prototyping（快速原型制造、快速成型、快速成形）、Freeform Manufacturing（自由形式制造）、Additive Fabrication（添加式制造）等，常常簡稱為RP。快速成