一種基于熔融沉積3d打印機(jī)的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及打印機(jī)的控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于熔融沉積3D打印機(jī)的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]恪融沉積成型工藝(Fused Deposit1n Modeling簡稱FDM)是繼LOM工藝和SLA工藝之后發(fā)展起來的一種3D打印技術(shù)，該技術(shù)由Scott Crump于1988年實(shí)用新型，隨后Scott Crump創(chuàng)立了 Stratasys公司1992年，Stratasys公司推出了世界上第一臺基于FDM技術(shù)的3D打印機(jī)一 “3D造型者(3D Mod31er)”，這也標(biāo)志著FDM技術(shù)進(jìn)入商用階段。
[0003]目前，F(xiàn)DM型3D打印機(jī)的控制方案主要是應(yīng)用8位單片機(jī)來控制，如市面上的盤古3D打印機(jī)；也有應(yīng)用PLC來控制的，如:桌上型3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(申請?zhí)?201320774590.4)。此外2011年張軍偉發(fā)表基于ARM的FDM控制系統(tǒng)一文提出模塊化設(shè)計(jì)，2014年譚秀騰發(fā)表基于ARM的桌面型3D打印機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一文在張軍偉的基礎(chǔ)上拓展了 USB模塊和限位開關(guān)模塊。
[0004]應(yīng)用8位單片機(jī)的控制系統(tǒng)，由于芯片的局限性，運(yùn)行速度慢，計(jì)算不精確，工作時(shí)容易出錯(cuò)，加工精度不高。應(yīng)用PLC的控制系統(tǒng)，價(jià)格昂貴，體積龐大，而且噪聲大。張軍偉和譚秀騰發(fā)表的關(guān)于ARM的控制系統(tǒng)由于電路設(shè)計(jì)的局限性，無法實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)二次升級優(yōu)化，無法實(shí)現(xiàn)SD卡共享。上述的3D打印機(jī)控制電路是一次性燒錄控制程序，在發(fā)現(xiàn)漏洞后，無法進(jìn)行及時(shí)更新，只能重新焊接電路和芯片，這樣就浪費(fèi)了大量時(shí)間和提高了開發(fā)成本；此外，使用SD卡時(shí)，從控制系統(tǒng)中需要拔出，插入電腦中拷貝文件，再次插入控制系統(tǒng)才能讀取SD卡的內(nèi)容。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提出一種采用LPC1769芯片作為核心部件，實(shí)現(xiàn)具有二次開發(fā)功能的3D打印機(jī)的控制系統(tǒng)。
[0006]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種基于熔融沉積3D打印機(jī)的控制系統(tǒng)，包括主控制模塊、模式切換模塊、拓展鏈接模塊、存儲器模塊、信號輸出模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊、電源模塊、看門狗及復(fù)位模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、實(shí)時(shí)運(yùn)行模塊、電機(jī)測速模塊、位置檢查模塊和溫控模塊；
[0008]所述主控制模塊包括LPC1769主控芯片，其與所述模式切換模塊、存儲器模塊、信號輸出模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊、電源模塊、看門狗及復(fù)位模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和實(shí)時(shí)運(yùn)行模塊相連；
[0009]所述模式切換模塊和所述存儲器模塊用于信號輸入，其與所述拓展鏈接模塊相連，與開關(guān)共同作用下用于切換PC機(jī)與所述主控制模塊的通訊模式；
[0010]所述拓展鏈接模塊包括串口和USB接口，其與所述PC機(jī)相連用于所述PC機(jī)與主控制模塊的通訊；
[0011]所述實(shí)時(shí)運(yùn)行模塊分別與所述驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)測速模塊、位置檢查模塊和溫控模塊相連，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控各部件的運(yùn)行情況和反饋給主控制模塊，并接收所述主控制模塊的控制信號、調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)測速模塊、位置檢查模塊和溫控模塊的運(yùn)作；
[0012]所述驅(qū)動(dòng)模塊連接并驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0013]所述串口為應(yīng)用PL2303的RS232全雙工異步串行通信裝置。
[0014]所述USB驅(qū)動(dòng)電路通過方式選擇電路選擇串口通訊模式并接收PC信號，使得所述LPC1769主控芯片與所述PC機(jī)實(shí)現(xiàn)同步通訊，并通過所述LPC1769主芯片上的1信號采集單元對SD卡電路中的SD卡的進(jìn)行讀取和寫入操作。
[0015]所述電機(jī)有四個(gè)，均為步進(jìn)電機(jī)，且所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路為應(yīng)用A4982的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
[0016]所述開關(guān)包括機(jī)械開關(guān)和電位開關(guān)，所述機(jī)械開關(guān)為限位開關(guān)電路，所述電位開關(guān)為脈沖選擇器。
[0017]本實(shí)用新型根據(jù)上述內(nèi)容，采用NXP公司LPC17xx系列中LPC1769芯片作為核心部件，實(shí)現(xiàn)具有二次開發(fā)功能的3D打印機(jī)控制系統(tǒng)，并輸出高精度運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)減少了元器件數(shù)目，縮短了體積，減少了 3D打印機(jī)的再開發(fā)、再升級成本。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)框圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的電路原理框圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中LPC1769主控器USB與RS232選擇電路的示意圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中SD卡驅(qū)動(dòng)電路的示意圖；
[0022]圖5是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的示意圖；
[0023]圖6是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中脈沖選擇器電路的示意圖；
[0024]圖7是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中限位開關(guān)電路的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0026]如圖1所示，一種基于熔融沉積3D打印機(jī)的控制系統(tǒng)，包括主控制模塊、模式切換模塊、拓展鏈接模塊、存儲器模塊、信號輸出模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊、電源模塊、看門狗及復(fù)位模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、實(shí)時(shí)運(yùn)行模塊、電機(jī)測速模塊、位置檢查模塊和溫控模塊；
[0027]所述主控制模塊包括LPC1769主控芯片，其與所述模式切換模塊、存儲器模塊、信號輸出模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊、電源模塊、看門狗及復(fù)位模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和實(shí)時(shí)運(yùn)行模塊相連；
[0028]所述模式切換模塊和所述存儲器模塊用于信號輸入，其與所述拓展鏈接模塊相連，與開關(guān)共同作用下用于切換PC機(jī)與所述主控制模塊的通訊模式；
[0029]所述拓展鏈接模塊包括串口和USB接口，其與所述PC機(jī)相連用于PC機(jī)與主控制模塊的通訊；
[0030]所述實(shí)時(shí)運(yùn)行模塊分別與所述驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)測速模塊、位置檢查模塊和溫控模塊相連，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控各部件的運(yùn)行情況和反饋給主控制模塊，并接收所述主控制模塊的控制信號、調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)測速模塊、位置檢查模塊和溫控模塊的運(yùn)作；
[0031]所述驅(qū)動(dòng)模塊連接并驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0032]如圖2-7所示所述串口為應(yīng)用PL2303的RS232全雙工異步串行通信裝置。
[0033]所述系統(tǒng)應(yīng)用了 USB與RS132選擇電路、USB驅(qū)動(dòng)電路、SD卡電路、限位開關(guān)電路和應(yīng)用MCP44X1選擇電路。
[0034]如圖所述USB驅(qū)動(dòng)電路通過方式選擇電路選擇串口通訊模式并接收PC信號，使得所述LPC1769主控芯片與所述PC機(jī)實(shí)現(xiàn)同步通訊，并通過所述LPC1769主芯片上的1信號采集單元對SD卡電路中的SD卡的進(jìn)行讀取和寫入操作。
[0035]所述電機(jī)有四個(gè)，均為步進(jìn)電機(jī)，且所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路為應(yīng)用A4982的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
[0036]所述開關(guān)包括機(jī)械開關(guān)和電位開關(guān)，所述機(jī)械開關(guān)為限位開關(guān)電路，所述電位開關(guān)為脈沖選擇器。
[0037]進(jìn)步具體說明，如圖2-7所示，一種基于熔融沉積3D打印機(jī)的控制系統(tǒng)的電路組成，包括LPC1769主控器，RS232全雙工異步串行通信裝置，SD卡驅(qū)動(dòng)電路，脈沖選擇器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，USB驅(qū)動(dòng)電路，行程開關(guān)感應(yīng)電路，溫度控制電路；LPC1769主控器包括時(shí)鐘發(fā)生單元1、RS232通信單元1、1信號采集單元、邏輯控制單元、PWM單元、存儲單元波形發(fā)生單元；RS232全雙工異步串行通信裝置包括PL2303驅(qū)動(dòng)單元、時(shí)鐘發(fā)生單元、方式選擇電路、信號接