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設(shè)備運(yùn)動控制

 FDM系統(tǒng)中設(shè)備運(yùn)動控制就猶如身體軀干一樣重要, 從打印過程知道，F(xiàn)DM設(shè)備控制系統(tǒng)包括X、Y 、Z 三軸運(yùn)動. 其中, X、Y 軸帶動噴頭在二維平面上掃描出路徑, Z軸帶動工作臺實現(xiàn)二維到三維的轉(zhuǎn)變. 所以, 三軸的精確定位和運(yùn)行速度將決定整個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的性能.

 設(shè)備運(yùn)動控制系統(tǒng)包含兩個部件的運(yùn)動控制,分別是噴頭的X、Y軸運(yùn)動控制和工作臺Z軸運(yùn)動控制, 具體硬件設(shè)備由Stratasys公司注冊專利, 文獻(xiàn)設(shè)計了一種數(shù)字化可調(diào)裝配平臺制造系統(tǒng)，使用限位開關(guān), 控制噴頭和平臺的運(yùn)動范圍, 并且配有XY平面和Z方向的補(bǔ)償糾偏措施. 此外，International Business Machines Corporation 文獻(xiàn)提出一種基于打印路徑和環(huán)境變化下微型計算機(jī), 自動計算電機(jī)驅(qū)動電壓值來控制設(shè)備的運(yùn)動方法.

 接下來, 研究人員從硬件配置和算法問題來考慮設(shè)備運(yùn)動控制系統(tǒng)，文獻(xiàn)提出了一種基于DSP數(shù)字化的控制應(yīng)用方法, 該方法以PID控制算法為核心, 硬件以Texas Instruments (TI) 德州儀器的TMS320F2812 (簡稱F2812) DSP為基礎(chǔ), 將PID控制算法運(yùn)行在DSP環(huán)境上，DSP自動產(chǎn)生所需代碼和相應(yīng)的PWM脈沖寬度調(diào)制信號驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。DSP-2 RCP方案流程如圖5所示。

 Ricci等設(shè)計了一種基于FPGA (Field programmable gate arrays) 的快速成型技術(shù)變速調(diào)控平臺, 該設(shè)計使用FPGA現(xiàn)場可編程門陣列代替DSP作為控制器的實現(xiàn)形式,優(yōu)勢在于借助硬件仿真模型縮短了設(shè)計和成型時間, 調(diào)試時間也可以相應(yīng)縮短. 同時,采用FPGA控制平臺可以使用更為復(fù)雜先進(jìn)的控制算法, 該設(shè)計就分別采用了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自適應(yīng)控制算法控制電機(jī)和平臺的運(yùn)行. 主從式控制系統(tǒng)有其獨特的實時性優(yōu)點, 現(xiàn)在也運(yùn)用在快速成型技術(shù)上. 清華大學(xué)提出新型運(yùn)動控制器(Motion controller, MCT), 該控制器為系統(tǒng)的核心, 工業(yè)控制機(jī)為系統(tǒng)支撐單元的雙CPU開放式數(shù)控系統(tǒng). 該系統(tǒng)采用功能強(qiáng)大的運(yùn)動控制器MCT 承擔(dān)插補(bǔ)計算、位置控制、速度控制等實施任務(wù), 滿足了快速成型技術(shù)對實時控制系統(tǒng)的要求。

   本文從FDM打印機(jī)個各個組成部件對其控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，更多3D打印機(jī)技術(shù)資料，請關(guān)注印夢園網(wǎng)站m.r630.cn；