一種智能化打印系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種智能化打印系統(tǒng)，包括PC主控機(jī)、USB通訊模塊、Arduino模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、FPGA模塊、溫度控制電路、壓電片、工作臺(tái)電阻絲、溫度檢測電路，所述PC主控機(jī)的輸出端與所述USB通訊模塊的輸入端相連，所述USB通訊模塊的輸出端與所述Arduino模塊的輸入端相連，所述Arduino模塊的輸出端分別與所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端、所述FPGA模塊的輸入端、所述溫度控制電路的輸入端相連，且所述度控制電路的輸出端與所述工作臺(tái)電阻絲相連，所述工作臺(tái)電阻絲通過溫度檢測電路與所述PC主控機(jī)相連。該系統(tǒng)中的FPGA模塊可以在百兆赫茲的頻率時(shí)鐘下工作，可以產(chǎn)生更為精確的信號(hào)，同時(shí)FPGA模塊也能夠確保各個(gè)信號(hào)時(shí)序的準(zhǔn)確性，能夠提高整個(gè)打印系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種智能化打印系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及3D打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能化打印系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的快速成形技術(shù)(Rapid Prototyping,RP)?？焖俪尚渭夹g(shù)，又稱自由成形技術(shù)(Freeform Manufacturing，F(xiàn)M)。其基本原理屬于加成制造(Additive Fabricat1n，AF)，既不采用傳統(tǒng)的加工機(jī)床和模具，依據(jù)工件的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)模型，在計(jì)算機(jī)控制下由自由成形機(jī)直接成形三維工件。它結(jié)合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)控、材料等多種先進(jìn)技術(shù)，可謂是一種顛覆性的制造技術(shù)。它的基本原理是，利用計(jì)算機(jī)軟件對CAD模型進(jìn)行分層切片處理，得到各層界面的二維輪廓信息，根據(jù)輪廓信息生成G-code控制代碼，快速成形機(jī)按照控制命令，分層沉積材料，形成一系列二維截面薄片層，最后快速成形機(jī)使片層與片層之間相互粘結(jié)，將這些薄片逐步順序疊加堆積成三維工件實(shí)體。由于加成制造法通過三維至二維的轉(zhuǎn)化，使工件的成形變得簡化，只需要傳統(tǒng)切削加工30 %-50 %的工時(shí)和20 % -35 %的成本，就能直接制作復(fù)雜的三維工件，在機(jī)械制造業(yè)引起了巨大的反響。
[0003]經(jīng)過20多年的努力，快速成型工藝的關(guān)鍵設(shè)備---決速成型機(jī)主要可分為以下幾種，激光固化式(stereo lithography apparatus，SLA)，選擇激光燒結(jié)(selective lasersintering，SLS)，分層實(shí)體制造(laminated object manufacturing,LOM)，和恪融沉積成形(fused deposit1n modeling,FDM)。這些快速成形機(jī)的原理基本都是先通過供料系統(tǒng)在工作臺(tái)上鋪上一層材料，然后利用激光等一些大能量設(shè)備對材料進(jìn)行光固化或燒結(jié)，然后再供料。這樣一層一層的制作出完整的工件?？焖俪尚螜C(jī)為制造業(yè)的發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)，特別是新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證方面尤為顯著，但是隨著時(shí)代的發(fā)展，快速成形機(jī)的缺點(diǎn)也越來越突出。比如，由于快速成形機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)等問題，它們所適用的材料很有限，材料的局限性直接導(dǎo)致了工件大多還只能用于形體觀察的樣品，而不是可真實(shí)使用的功能構(gòu)件。還有快速成形機(jī)采用的是激光器和振蕩鏡等這些價(jià)格昂貴的儀器，所以其制造成本較高，很難大范圍推廣，由此3D打印技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前的3D打印系統(tǒng)控制精度有待進(jìn)一步的改進(jìn)，沒有設(shè)置FPGA模塊，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種智能化打印系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種智能化打印系統(tǒng)，包括PC主控機(jī)、USB通訊模塊、Arduino模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、FPGA模塊、溫度控制電路、壓電片、工作臺(tái)電阻絲、溫度檢測電路，所述PC主控機(jī)的輸出端與所述USB通訊模塊的輸入端相連，所述USB通訊模塊的輸出端與所述Arduino模塊的輸入端相連，所述Arduino模塊的輸出端分別與所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端、所述FPGA模塊的輸入端、所述溫度控制電路的輸入端相連，且所述度控制電路的輸出端與所述工作臺(tái)電阻絲相連，所述工作臺(tái)電阻絲通過溫度檢測電路與所述PC主控機(jī)相連。
[0007]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，該智能化打印系統(tǒng)還包括X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端分別與所述X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)相連，用于驅(qū)動(dòng)X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作。
[0008]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述FPGA模塊的輸出端與所述壓電片相連。
[0009]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型原理簡單、設(shè)計(jì)合理，該系統(tǒng)中的FPGA模塊可以在百兆赫茲的頻率時(shí)鐘下工作，可以產(chǎn)生更為精確的信號(hào)，同時(shí)FPGA模塊也能夠確保各個(gè)信號(hào)時(shí)序的準(zhǔn)確性，能夠提高整個(gè)打印系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0012]請參閱圖1，圖1為本實(shí)用新型的原理圖。
[0013]所述一種智能化打印系統(tǒng)，包括PC主控機(jī)、USB通訊模塊、Arduino模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、FPGA模塊、溫度控制電路、壓電片、工作臺(tái)電阻絲、溫度檢測電路，所述PC主控機(jī)的輸出端與所述U SB通訊模塊的輸入端相連，所述U SB通訊模塊的輸出端與所述Ar du i no模塊的輸入端相連，所述Arduino模塊的輸出端分別與所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端、所述FPGA模塊的輸入端、所述溫度控制電路的輸入端相連，所述FPGA模塊的輸出端與所述壓電片相連，所述度控制電路的輸出端與所述工作臺(tái)電阻絲相連，所述工作臺(tái)電阻絲通過溫度檢測電路與所述PC主控機(jī)相連。
[0014]該智能化打印系統(tǒng)還包括X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端分別與所述X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)相連，用于驅(qū)動(dòng)X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作。
[0015]該系統(tǒng)中的FPGA模塊可以在百兆赫茲的頻率時(shí)鐘下工作，可以產(chǎn)生更為精確的信號(hào)，同時(shí)FPGA模塊也能夠確保各個(gè)信號(hào)時(shí)序的準(zhǔn)確性，能夠提高整個(gè)打印系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。
[0016]該智能化打印系統(tǒng)的工作原理為:在計(jì)算機(jī)中建立三維模型，利用軟件完成切片，生成G代碼，通過USB通訊模塊，將其傳輸?shù)紸rduino模塊中，由Arduino模塊輸出控制指令，控制噴頭的工作，驅(qū)動(dòng)X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)噴頭相對于工作臺(tái)進(jìn)行X、Y、Z三個(gè)方向的相對移動(dòng)。噴頭在Y、Z方向上的運(yùn)動(dòng)；工作臺(tái)在X方向上運(yùn)動(dòng)。FPGA模塊從Arduino模塊中得到控制數(shù)據(jù)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)噴頭的控制信號(hào)和高壓點(diǎn)火脈沖信號(hào)，再將信號(hào)送給噴頭接口模塊，數(shù)字信號(hào)形式的高壓點(diǎn)火脈沖輸入到D/A轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)功率放大模塊放大，按照噴頭驅(qū)動(dòng)控制時(shí)序?qū)⒏邏狐c(diǎn)火脈沖送給噴頭接口，控制噴頭進(jìn)行打印成形。每完成一層的成形，噴頭沿Z軸向上移動(dòng)一個(gè)層厚，再進(jìn)行下一層的打印，直到全部模型完成。工作臺(tái)的溫度控制系統(tǒng)，則是在工作臺(tái)上安裝一個(gè)溫度傳感器，當(dāng)溫度低于設(shè)定的范圍，就給加熱電阻絲通電，進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的范圍，停止對加熱電阻絲通電。
[0017]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能化打印系統(tǒng)，其特征在于:包括PC主控機(jī)、USB通訊模塊、Arduino模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、FPGA模塊、溫度控制電路、壓電片、工作臺(tái)電阻絲、溫度檢測電路，所述PC主控機(jī)的輸出端與所述USB通訊模塊的輸入端相連，所述USB通訊模塊的輸出端與所述Ar du i no模塊的輸入端相連，所述Ar du i no模塊的輸出端分別與所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端、所述FPGA模塊的輸入端、所述溫度控制電路的輸入端相連，且所述度控制電路的輸出端與所述工作臺(tái)電阻絲相連，所述工作臺(tái)電阻絲通過溫度檢測電路與所述PC主控機(jī)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化打印系統(tǒng)，其特征在于:還包括X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端分別與所述X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)相連，用于驅(qū)動(dòng)X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能化打印系統(tǒng)，其特征在于:所述FPGA模塊的輸出端與所述壓電片相連。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK205522514SQ201620061292
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月21日
【發(fā)明人】張泊平
【申請人】許昌學(xué)院