熔丝沉积成型控制系统及工艺的研究

发布时间：2021-02-20 04:58

　　快速成型技术是九十年代发展起来的一项高新技术,具有非常广阔的应用前景。但是国内企业应用快速成型技术依赖国外生产的设备,导致应用成本高昂,影响了快速成型技术在国内的推广和应用。熔丝沉积（FDM）快速成型设备不使用激光器,因此其运行成本低,且其加工效率高,制件的强度大,因此,研究和开发国产化的熔丝沉积快速成型设备具有重要的意义。熔丝沉积快速成型涉及到机械、数控、高分子材料和计算机等技术。本文主要研究熔丝沉积成型的控制系统和分析在FDM 工艺成型过程中影响成型件精度的因素。在本中心研制HRP 系列快速成型设备的基础上,FDM 设备借鉴以往的经验,基于单台PC 机和通用型控制板卡,配合模块化的软件系统,以开放式总线结构作为数控系统的整体结构。在设计FDM 设备控制系统时,按照开放式数控系统对于稳定性、安全性、实时性和通用性的要求,采用高性能的Windows NT 操作系统作为FDM 设备的工作平台,设计了FDM 控制系统设备层硬件结构及驱动程序。设备层硬件结构包括位置控制系统、送丝电机可调速控制系统和温度控制系统的设计。最后,通过做大量的实验,分析了FDM 工艺在成型过程中影响成型件精度的因素... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

FDM系统的原理图

图 2.3 Windows NT 的结构图件系统整体结构dows NT 环境下程序有两种运行环境：用户态和内核态。FDM 快速运行于这两种环境。数据处理部分软件运行于用户层（应用层），是驱动程序运行于内核层。在 VC++等通用编译环境下开发的程序程序，它运行于用户层，而运行于内核层的设备驱动程序必须依靠DDK）进行开发。由于运行在不同的特权级，两者所处的虚拟存储必须有专门的接口负责数据处理软件与数控软件之间的通讯。 软件体系结构总图如图 2.4 所示。GUI 应用程序FIFO 缓冲区用户态内核态

开环控制系统的结构简单，调试、维修、使用都很方便，工作可靠，成本低（2）闭环和半闭环控制系统闭环和半闭环控制系统如图 3.3 所示。a 为闭环控制系统；b 为半闭环控制系环和半闭环控制系统都采用了位置检测装置，检测装置将执行部件的实际位移量成电脉冲或模拟电压量后，反馈到输入端并与输入位置指令信号进行比较，将两差值放大和变换，控制驱动装置驱动执行部件以给定的速度向着消除偏差的方向，直到指令位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。不同的是闭环控制系统的装置装在执行部件上，直接测量执行部件的实际位移来进行反馈。而半闭环控制的位置检测装置装在电机的轴上，间接的测量执行部件的位置。因此，闭环控制可以消除机械传动机构的全部误差，而半闭环控制系统只能补偿系统环路内部元误差。因此，半闭环控制系统的精度比闭环系统的精度要低一些，但它的结构和也相对简单些。

【参考文献】：
期刊论文
[1]熔融沉积成形喷头挤出参数优化控制[J]. 肖棋,顾永华,江开勇.  中国机械工程. 2004(01)
[2]FDM工艺出丝模型及补偿方法的研究[J]. 贾振元,邹国林,郭东明,王东兴.  中国机械工程. 2002(23)
[3]温度控制系统的发展概况[J]. 吴为民,王仁丽.  工业炉. 2002(02)
[4]激光快速成形系统计算机控制技术[J]. 熊晓红,黄树槐.  华中科技大学学报(自然科学版). 2002(01)
[5]可编程多轴控制器的开放式数控系统[J]. 王立松,苏宝库,董申,张飞虎.  计算机集成制造系统-CIMS. 2002(01)
[6]开放式数控系统[J]. 韩权利,马宏伟,张斌,杨来侠.  机械设计与制造工程. 2001(01)
[7]快速原型制造技术的发展与应用研究[J]. 姚长虹,詹肇麟,刘建雄.  昆明理工大学学报. 2000(05)
[8]基于面向对象技术的数控软件模型及实现[J]. 王宇晗,胡俊,蔡建国.  组合机床与自动化加工技术. 2000(07)
[9]Windows NT下快速成形机的控制系统研究[J]. 喻之斌,韩明,肖跃加,黄树槐.  机电工程. 2000(01)
[10]FDM快速成型技术及其应用[J]. 谭永生.  航空制造技术. 2000(01)



本文编号：3042262