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增材制造技术,俗称3D打印,改变了传统的减材制造方式,使人们可以根据自己的需求进行个性化定制,提供了一种多元化生产的方式。本文引用一种新型的具有自主知识产权的片上控制模块CMC来搭建3D打印控制系统,在CMC中内部集成有运动控制模块MCP和逻辑控制处模块LCP。相较于传统的控制器ARM独立实现逻辑与运动控制,而CMC在内部设计了一种逻辑控制和运动控制协同控制机制,它们处理统一的外部信号,在不影响CPU管理工作的条件下高速运算操作,同时又独立运行互不影响,CMC可以更好的应用在3D打印中。本文从3D打印的背景与发展现状出发,介绍了 3D打印的流程与控制系统 ·的组成,并分析了 CMC与传统控制器的区别,设计每个模块的实现方案。以此为基,详细介绍了通过CMC搭建的控制系统的硬件设计和软件设计流程以及控制系统所使用的算法。硬件设计中,基于CMC提供的丰富的外设接口,对控制系统中各模块进行电路设计,并介绍了各模块中设计电路的特点和器材选型。软件设计中分为上位机、嵌入式软件和组态程序三个部分:1)介绍了上位机软件的执行流程与算法,并通过上位机将物体的三维模型转换为运动轨迹信息;2)根据组态软件开发的功能需求,在嵌入式软件中引入操作系统,按照功能进行模块划分,进行内部任务设计,并确定系统中任务间的异步关系,完成嵌入式软件开发;3)在组态软件中通过逻辑/运动控制语言,并结合嵌入式软件提供的统一接口功能块,编写控制系统的组态程序。在打印控制系统中,温度控制的优劣将会直接影响整体打印的精度和质量。为确保系统能快速平稳的达到目标温度环境,本文中采用PID算法实现温度的闭环控制,并在运算过程中加入了滤波、抗积分饱和等优化手段。本文也对DDA插补算法进行了研究,通过数字逻辑电路搭建完成DDA插补算法,上位机生成的运动轨迹可以通过硬件的方式直接运行。结合开发的硬件系统和软件平台,搭建系统测试环境,对系统进行模块和打印测试。结果表明,系统可以满足打印需求,达到预期的设计目的。