基于振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的3D打印機(jī)優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、隨著工業(yè)4.0和智能制造的發(fā)展，3D打印技術(shù)在制造業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，它有著傳統(tǒng)制造方法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，可以大大縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期和成本。FDM型3D打印機(jī)是應(yīng)用最為廣泛和成熟的一類3D打印機(jī)，但其在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的頻繁啟停使得打印頭產(chǎn)生振動(dòng)，影響了成型件的表面質(zhì)量。本課題以此為研究切入點(diǎn)，通過(guò)搭建FDM型3D打印機(jī)和振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，以理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的方式進(jìn)行打印頭振動(dòng)特性探究。具體的研究?jī)?nèi)容如下：
　　對(duì)振動(dòng)分析中基礎(chǔ)性的算法

2、進(jìn)行了綜述，利用小波降噪和基于低頻截止的頻域積分方法，并通過(guò)去噪聲、去直流和去趨勢(shì)項(xiàng)的方法，提高了積分精度；對(duì)獨(dú)立分量分析進(jìn)行闡述，通過(guò)仿真驗(yàn)證其可行性。建立盲源分離的數(shù)學(xué)模型，討論了振動(dòng)源的特點(diǎn)。
　　對(duì)現(xiàn)有的FDM型3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，完成了機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；制定了振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并完成了硬件選型；基于Labview軟件平臺(tái)，應(yīng)用DLL技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基于DMA的數(shù)據(jù)采集程序編制。
　　

3、結(jié)合所搭建的振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)基于默認(rèn)閾值的加權(quán)小波降噪算法和基于Bior2.4小波分解的FastICA算法處理的信號(hào)進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了原始數(shù)據(jù)結(jié)果和分析方法結(jié)果的可靠性；并得到了不同軸系的振動(dòng)信號(hào)特征分量。據(jù)此，討論了不同運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)對(duì)于打印頭振動(dòng)的影響，通過(guò)正交試驗(yàn)定量分析得到了影響振動(dòng)的主要運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，并基于此提出了變加速度的換向方案，并給出打印平臺(tái)新的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。同時(shí)，分析了不同運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)于振動(dòng)的影響，得到了振動(dòng)能量與頻率的相關(guān)信息。