【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增材成型，具体涉及一种增材成型系统的传动系统及其控制方法。
技术介绍
1、利用棒料进行增材成型的技术，主要是将金属棒料通过旋转的中空主轴内部输送到基板表面，使金属棒料与基板发生剧烈摩擦产热，通过摩擦热将金属棒料进行塑性软化，塑化材料在轴肩的锻压力作用下与基板结合形成第一层沉积层，随着空心轴的移动，在初始层上不断添加后续层，最终形成所需结构。
2、为了确保增材过程中的稳定性，通常采用方形金属棒料，中空主轴上的相应的料孔也为方形孔。在换料过程中，为了将方形棒料顺利送至中空主轴上的料孔中，必须要确保中空主轴能够在指定位置暂停才行。然而，现有增材成型系统的传动系统大都采用了含有齿部的带轮或齿轮传动机构，实际使用过程中很难确保中空主轴精确旋转至指定位置时稳定地暂停，不方便换料，于此，现有解决方案通常只能将料孔扩大或者借助于导向机构实现缓慢的换料。
技术实现思路
1、针对
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术目的在于提供一种增材成型系统的传动系统及其控制方法，通过一种新的技术路线至少能够实现中空主轴精确旋转至指定位置时稳定地暂停。
2、本专利技术采用了如下技术方案。
3、一种增材成型系统的传动系统，包括带有矩形料孔的旋转主轴，旋转主轴通过带轮组件连接驱动电机，带轮组件包括设置在旋转主轴上的环槽齿槽部件，配合在环槽齿槽部件上的皮带，皮带内壁设置有若干个并排、均匀布置的齿部，皮带还连接在驱动电机的输出轴上；在旋转主轴上且位于环槽齿槽部件两端设置有挡环
4、作为优选方案，所述的齿部横截面呈近似半圆的结构。
5、进一步地，在皮带两侧设置有推杆机构，推杆机构包括立式布置的第三气缸和第四气缸，第三气缸和第四气缸的伸缩杆前端均设置有多根间隔布置的钢针，第三气缸位于皮带上方，第四气缸位于皮带下方，在第三气缸与第四气缸之间的齿部上设置有通孔，通孔内过盈配合有活动杆，在第四气缸的钢针与皮带之间设置有多个间隔布置的筒体，筒体内能够暂存活动杆；活动杆两端部设置有能够供钢针插入的盲孔，当第三气缸的伸缩杆向下伸出后，第三气缸的钢针插入活动杆的盲孔内并能够将活动杆推至筒体内，当第四气缸的伸缩杆向上伸出后，第四气缸的钢针插入活动杆的盲孔内并能够将活动杆推回至齿部上的通孔中。采用这样地方案，巧妙地实现了带有齿部结构的皮带与非齿部皮带的切换，当切换到环槽齿槽部件与非齿部皮带结构相配合时，有利于确保旋转主轴精确旋转至指定位置时稳定地暂停；当切换到环槽齿槽部件与齿部结构的皮带相配合时，有利于旋转主轴稳定、高速运行。
6、作为优选方案，所述的通孔及其活动杆数量所对应的弧长不小于环槽齿槽部件周长的1/2~1。
7、作为优选方案，所述的齿部为橡胶材质，活动杆的直径为齿部横截面直径的1/3~3/4。
8、为了能够更顺利地实现传动系统的状态切换，所述的活动杆两端细、中间粗。
9、一种采用前述传动系统的控制方法，驱动电机、第三气缸和第四气缸均连接控制系统，控制系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
10、s101，初始状态下旋转主轴按照预设速度v0旋转，当矩形料孔内的矩形棒料顶端下降到预设点位后，控制驱动电机暂停；
11、s102，控制第三气缸的伸缩杆向下伸至目标位置，使第三气缸的钢针插入活动杆的盲孔内并将活动杆推至筒体内，然后控制第三气缸复位，此时，齿部上设置的通孔所处位置标定为s0；
12、s103，控制驱动电机运行，使旋转主轴按照预设速度v1旋转，当旋转主轴旋转到目标点位后，再次控制驱动电机暂停预设时间t；
13、s104，控制驱动电机继续运行，使皮带在位置s0的基础上刚好循环一圈；然后控制第四气缸的伸缩杆向上伸出，使第四气缸的钢针插入活动杆的盲孔内并将活动杆推回至齿部上的通孔中。
14、作为优选方案，预设速度v1不大于10r/min。
15、作为优选方案，所述的皮带上非齿部区域材质为工业皮带材质，工业皮带材质为非弹性结构，有利于皮带稳定地传递载荷。
16、 有益效果：采用本专利技术的方案，巧妙地实现了带有齿部结构的皮带与非齿部皮带的切换，当切换到环槽齿槽部件与非齿部皮带结构相配合时，非齿部区域的皮带结构介于光壁皮带与齿部皮带之间的状态，既不影响皮带转动又能够确保皮带的精密变动量，有利于确保旋转主轴精确旋转至指定位置时稳定地暂停；当切换到环槽齿槽部件与齿部结构的皮带相配合时，有利于旋转主轴稳定、高速运行。在不使用棒料导向机构（位于矩形料孔正上方的导向机构）的情况下，以规格为30*30mm的矩形棒料为例，只需要将旋转主轴上的矩形料孔加工至31*31mm就能满足换料要求（而采用传统带轮或齿轮传动机构的传动系统，通常需要将矩形料孔加工33*33mm~35*35 mm才能满足要求），有利于保证增材过程中的稳定性。
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1.一种增材成型系统的传动系统，包括带有矩形料孔（3）的旋转主轴（1），旋转主轴（1）通过带轮组件连接驱动电机（30），其特征在于：带轮组件包括设置在旋转主轴（1）上的环槽齿槽部件（31），配合在环槽齿槽部件（31）上的皮带（32），皮带（32）内壁设置有若干个并排、均匀布置的齿部（29），皮带（32）还连接在驱动电机（30）的输出轴上；在旋转主轴（1）上且位于环槽齿槽部件（31）两端设置有挡环（33），挡环（33）外径大于环槽齿槽部件（31）外径与皮带（32）厚度之和。
2.根据权利要求1所述增材成型系统的传动系统，其特征在于：所述的齿部（29）横截面呈近似半圆的结构。
3.根据权利要求1或2所述增材成型系统的传动系统，其特征在于：在皮带（32）两侧设置有推杆机构，推杆机构包括立式布置的第三气缸（34）和第四气缸（36），第三气缸（34）和第四气缸（36）的伸缩杆前端均设置有多根间隔布置的钢针（35），第三气缸（34）位于皮带（32）上方，第四气缸（36）位于皮带（32）下方，在第三气缸（34）与第四气缸（36）之间的齿部（29）上设置有通孔（37），通
4.根据权利要求3所述增材成型系统的传动系统，其特征在于：所述的通孔（37）及其活动杆（38）数量所对应的弧长为环槽齿槽部件（31）周长的1/2~1。
5.根据权利要求4所述增材成型系统的传动系统，其特征在于：所述的齿部（29）为橡胶材质，活动杆（38）的直径为齿部（29）横截面直径的1/3~3/4。
6.根据权利要求5所述增材成型系统的传动系统，其特征在于：所述的活动杆（38）两端细、中间粗。
7.一种采用权利要求6所述传动系统的控制方法，其特征在于，驱动电机（30）、第三气缸（34）和第四气缸（36）均连接控制系统，控制系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
8.根据权利要求7所述传动系统的控制方法，其特征在于，预设速度V1不大于10r/min。
9.根据权利要求8所述传动系统的控制方法，其特征在于，所述的皮带（32）上非齿部区域材质为工业皮带材质。
...【技术特征摘要】
1.一种增材成型系统的传动系统，包括带有矩形料孔（3）的旋转主轴（1），旋转主轴（1）通过带轮组件连接驱动电机（30），其特征在于：带轮组件包括设置在旋转主轴（1）上的环槽齿槽部件（31），配合在环槽齿槽部件（31）上的皮带（32），皮带（32）内壁设置有若干个并排、均匀布置的齿部（29），皮带（32）还连接在驱动电机（30）的输出轴上；在旋转主轴（1）上且位于环槽齿槽部件（31）两端设置有挡环（33），挡环（33）外径大于环槽齿槽部件（31）外径与皮带（32）厚度之和。
2.根据权利要求1所述增材成型系统的传动系统，其特征在于：所述的齿部（29）横截面呈近似半圆的结构。
3.根据权利要求1或2所述增材成型系统的传动系统，其特征在于：在皮带（32）两侧设置有推杆机构，推杆机构包括立式布置的第三气缸（34）和第四气缸（36），第三气缸（34）和第四气缸（36）的伸缩杆前端均设置有多根间隔布置的钢针（35），第三气缸（34）位于皮带（32）上方，第四气缸（36）位于皮带（32）下方，在第三气缸（34）与第四气缸（36）之间的齿部（29）上设置有通孔（37），通孔（37）内过盈配合有活动杆（38），在第四气缸（36）的钢针（35）与皮带（32）之间设置有多个间隔布置的筒体（39），筒体（39）内能够暂存活动杆（38）；活动杆（38）两端部设置有能够供钢针（35）插入...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶健全，张艳平，向林，孙际鹏，雷伟，冉旭东，陈强，夏祥生，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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