3D打印驅(qū)動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、摘要3D打印已經(jīng)成為一項(xiàng)具有工業(yè)革命意義的新興制造技術(shù)，隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，高精度、桌面化將成為3D打印設(shè)備的一個(gè)重要發(fā)展方向。對3D打印設(shè)備驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行研究，不但有很重要的學(xué)術(shù)價(jià)值，還會(huì)有很廣泛的市場空間。本文在深入分析3D打印設(shè)備的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行流程和工作原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)3D打印驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)核心技術(shù)——步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)和打印頭溫度控制技術(shù)，給出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。利用基于ARM內(nèi)核的微控制器，設(shè)計(jì)3D驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，

2、成功控制3D打印設(shè)備實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)了由模型文件到三維實(shí)物成形。該系統(tǒng)主要包含步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、3D打印頭溫度控制模塊、液晶顯示屏模塊和可以實(shí)現(xiàn)與上位PC機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的通信接口模塊。本文對系統(tǒng)中的各個(gè)模塊作了較為詳細(xì)的介紹，并給出每個(gè)模塊的電路原理圖。在控制策略上，本文通過對模糊PID控制算法和步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)算法的研究，實(shí)現(xiàn)了對打印頭溫度的閉環(huán)跟蹤控制和對步進(jìn)電機(jī)的無限細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制，提高了3D打印設(shè)備的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，使3D打印設(shè)

3、備實(shí)現(xiàn)高精度打印。同時(shí)本文還提出了一種變墨滴單位容量與運(yùn)動(dòng)步長關(guān)聯(lián)算法，在不影響打印精度的前提下提高了打印速度，解決了打印精度與打印速度相互矛盾的問題，提高了打印效率。關(guān)鍵詞：3D打??；ARM；模糊PID；步進(jìn)電機(jī)；細(xì)分驅(qū)動(dòng)目錄摘要IABSTRACTII目錄一III第一章緒言一111課題的研究背景及意義112國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢213課題研究的主要內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)安排3第二章3D打印設(shè)備概述521系統(tǒng)測控對象的介紹522步進(jìn)電機(jī)控制原

4、理623溫度傳感器1024系統(tǒng)控制器1l第三章3D打印驅(qū)動(dòng)相關(guān)控制原理14313D打印設(shè)備工作原理一1432步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)1433供料擠出機(jī)構(gòu)控制1834溫度閉環(huán)跟蹤控制2135STL文件解析算法2636變墨滴容量與運(yùn)動(dòng)步長關(guān)聯(lián)算法2937小結(jié)33第四章3D打印驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3441主芯片及外圍電路設(shè)計(jì)3442步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)3543打印頭溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3844顯示電路設(shè)計(jì)4045通信電路設(shè)計(jì)40第血章3D驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)一