通过多向3D打印并联机器人Ｍ3DPR灵巧性的研究分析中得出通过添加冗余驱动的方式可获得较好的运动学性能，但需要添加更多的驱动与支链，使结构变得较复杂。并联机构的性能与其结构尺寸有着相当紧密的联系，选取较为合理的结构设计参数也可使并联机构的性能得到优化，因此有必要对Ｍ3DPR进行尺度综合。并联机器人的尺度综合是指在一定的约束条件下，确保机器人具有良好的运动学及动力学性能为目标，对结构参数进行优化设计。由于并联机器人具有较复杂的结构和较多的几何参数，及在结构设计时通常涉及到多个性能指标，并且性能指标与几何参数呈现出高度的非线性关系，因此尺度综合一直是并联机器人设计领域的难点。刘辛军提出了基于性能图谱的并联机构尺度综合方法，但这种优化方法对设计变量的个数有限制，一般要求不超过4个，而另一种基于目标函数的优化方法则没有这方面的限制。Kelaiaia等提出了涉及多个目标函数和多种约束条件的多目标优化模型，通过Pareto多目标遗传算法解决了Delta机构的多目标优化设计问题。对于所设计的Ｍ3DPR而言，是多目标的优化问题，考虑到基于性能图谱优化方法的局限性，采用基于目标函数的优化方法进行结构参数的优化设计。
基于遗传算法对多向3D打印并联机器人Ｍ3DP民进行了尺寸优化设计，具体内容有：介绍了多目标优化的一般数学模型；整理了 Ｍ3DPR的多目标优化模型；确定了目标函数和约束条件，建立了一种适合混合自由度并联机构的结构参数优化方法；采用非支配遗传算法计算了该多目标优化模型。通过优化前后性能指标对比可发现，优化后的结构参数性能更加优越，因此选取所得最优解中的其中一组数据作为Ｍ3DPR的结构设计参数，进行后续仿真分析与样机制造等工作。
虚拟样机技术将三维建模软件与先进的虚拟仿真技术和计算机技术相结合，大大地降低了机构研发设计的周期，提高了机构设计的质量，在机构设计中发挥着不可替代的作用。为了验证机构设计的正确性，将在SolidＷorks软件中建立多向3D打印并联机器人Ｍ3DPR的零部件和三维模型，并对整体结构和部分零部件进行有限元静应力仿真分析。然后，采用ADAＭS软件作为虚拟样机仿真平台，将己经建立好的Ｍ3DPR三维模型通过接口软件将其导入ADAＭS，对虚拟样机模型进行运动学仿真分析。
首先，根据所确定的设计参数，在SolidＷorks三维制图软件中完成了Ｍ3DPR样机建模。Ｍ3DPR的驱动副为移动副，本次设计采用丝杠滑台实现移动副的驱动，电机直接驱动丝杠，通过丝杠的转动转化为滑台的上下移动。丝杆导轨滑台可直接采购，这种批量生产组装的丝杠滑台在精度上得到了保证，并考虑打印头的移动范围采用有效行程为400ｍｍ的导轨滑台。
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