桌面式三维打印机控制系统的设计与优化

发布时间：2017-08-22 10:25

  本文关键词：桌面式三维打印机控制系统的设计与优化

  更多相关文章： DSP 三维打印 控制系统 恒温控制 PWM

【摘要】：三维打印是一种增材制造技术已经在医学、电子、机械、航空等领域得到了广泛应用,同时桌面式三维打印机由于其成本低,体积小等优势也在办公,家庭等领域得到应用。但目前已有的桌面式三维打印机大部分是采用国外开源的系统作为控制系统,其在控制精度,数据处理能力,功能拓展等方面有所欠缺。因此,本文采用数字信号处理能力较强及功能模块较多的DSP来作为主芯片对桌面式三维打印机的控制系统进行设计与优化。整个控制系统以DSP芯片TMS320F2812作为主芯片,首先用SCI串口通讯实现了计算机与控制系统的通讯和对字符的转义。然后,利用DSP中事件管理器产生的PWM来控制步进电机驱动器,实现了对四个步进电机电机速度、位移、联动等控制。最后,利用DSP,温度采集器,加热装置组成的闭环系统并通过增量式PID算法来控制加热装置两端的电压实现对喷头的恒温控制。完成了对整个控制系统的设计后把系统放在搭建好的三维打印平台上进行测试和实验,确定其较为理想的恒温温度以及X,Y轴与送丝电机的速度匹配关系。实验表明恒温在240℃左右;X,Y轴速度为50mm/s,送丝电机速度为25mm/s时,整个系统运行良好且打印质量较好。
【关键词】：DSP 三维打印 控制系统 恒温控制 PWM
【学位授予单位】：贵州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP334.8
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 三维打印介绍8
• 1.2 课题背景及意义8-9
• 1.3 桌面式三维打印技术的工作原理9-10
• 1.4 三维打印控制系统国内外研究现状和发展趋势10-11
• 1.5 桌面式三维打印机控制系统基本设计路线11-13
• 1.5.1 硬件系统的设计11-12
• 1.5.2 软件系统的设计12-13
• 1.6 本课题研究目标及研究内容13-14
• 1.7 本章小结14-15
• 第二章 PC机与控制系统SCI串口通讯的设计15-23
• 2.1 SCI接口概述15
• 2.2 DSP F2812 的SCI串口通信优点15
• 2.3 SCI串口通信接口电路设计15-16
• 2.4 波特率的选择16-17
• 2.5 SCI串口通讯的实现17-19
• 2.6 SCI串口通讯数据的转义19-22
• 2.7 本章小结22-23
• 第三章 X,Y,Z三轴及送丝电机的控制设计23-39
• 3.1 步进电机控制系统硬件结构23
• 3.2 电机专用控制芯片DSP F2812 介绍及外围电路设计23-27
• 3.2.1 芯片介绍23-24
• 3.2.2 芯片最小系统电路24-27
• 3.3 电机驱动器27-29
• 3.4 步进电机的选型29-31
• 3.5 步进电机控制系统软件设计31-38
• 3.5.1 开发环境介绍31-32
• 3.5.2 主程序模块32
• 3.5.3 步进电机控制模块32-34
• 3.5.4 打印过程中各种联动的实现34-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第四章 恒温控制系统39-49
• 4.1 系统结构设计39-40
• 4.2 温度传感器的设计40-42
• 4.2.1 K型热电偶40
• 4.2.2 MAX6675 性能及其温度测量40-42
• 4.3 加热装置42-43
• 4.3.1 实现原理42
• 4.3.2 高温陶瓷加热板和效应管选型42-43
• 4.4 温度控制系统的设计43-48
• 4.4.1 主程序设计43-44
• 4.4.2 PID算法的选择44-46
• 4.4.3 增量式PID算法参数的确定46-48
• 4.5 本章总结48-49
• 第五章 系统实验与分析49-52
• 5.1 恒温温度的确定与分析49-50
• 5.2 X，，Y轴与送丝电机的速度匹配实验与分析50-51
• 5.3 本章总结51-52
• 结论52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-57
• 附录57-61
• 攻读硕士学位期间发表论文情况及参与科研项目61-62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 费飞;;三维台式点胶机的设计[J];网友世界;2012年23期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 彭帅;基于DSP的电动叉车交流驱动控制器的设计与实现[D];南京理工大学;2013年

本文编号：718590