一种智能化打印系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能化打印系统，包括PC主控机、USB通讯模块、Arduino模块、步进电机驱动电路、FPGA模块、温度控制电路、压电片、工作台电阻丝、温度检测电路，所述PC主控机的输出端与所述USB通讯模块的输入端相连，所述USB通讯模块的输出端与所述Arduino模块的输入端相连，所述Arduino模块的输出端分别与所述步进电机驱动电路的输入端、所述FPGA模块的输入端、所述温度控制电路的输入端相连，且所述度控制电路的输出端与所述工作台电阻丝相连，所述工作台电阻丝通过温度检测电路与所述PC主控机相连。该系统中的FPGA模块可以在百兆赫兹的频率时钟下工作，可以产生更为精确的信号，同时FPGA模块也能够确保各个信号时序的准确性，能够提高整个打印系统的精度和稳定性。
【专利说明】
一种智能化打印系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及3D打印机技术领域，尤其涉及一种智能化打印系统。
【背景技术】
[0002]3D打印技术起源于20世纪80年代出现的快速成形技术(Rapid Prototyping,RP)。快速成形技术，又称自由成形技术(Freeform Manufacturing，FM)。其基本原理属于加成制造(Additive Fabricat1n，AF)，既不采用传统的加工机床和模具，依据工件的三维计算机辅助设计(CAD)模型，在计算机控制下由自由成形机直接成形三维工件。它结合了计算机辅助设计、数控、材料等多种先进技术，可谓是一种颠覆性的制造技术。它的基本原理是，利用计算机软件对CAD模型进行分层切片处理，得到各层界面的二维轮廓信息，根据轮廓信息生成G-code控制代码，快速成形机按照控制命令，分层沉积材料，形成一系列二维截面薄片层，最后快速成形机使片层与片层之间相互粘结，将这些薄片逐步顺序叠加堆积成三维工件实体。由于加成制造法通过三维至二维的转化，使工件的成形变得简化，只需要传统切削加工30 %-50 %的工时和20 % -35 %的成本，就能直接制作复杂的三维工件，在机械制造业引起了巨大的反响。
[0003]经过20多年的努力，快速成型工艺的关键设备---决速成型机主要可分为以下几种，激光固化式(stereo lithography apparatus，SLA)，选择激光烧结(selective lasersintering，SLS)，分层实体制造(laminated object manufacturing,LOM)，和恪融沉积成形(fused deposit1n modeling,FDM)。这些快速成形机的原理基本都是先通过供料系统在工作台上铺上一层材料，然后利用激光等一些大能量设备对材料进行光固化或烧结，然后再供料。这样一层一层的制作出完整的工件。快速成形机为制造业的发展做出了卓越的贡献，特别是新产品的设计、验证方面尤为显著，但是随着时代的发展，快速成形机的缺点也越来越突出。比如，由于快速成形机的工作原理和结构等问题，它们所适用的材料很有限，材料的局限性直接导致了工件大多还只能用于形体观察的样品，而不是可真实使用的功能构件。还有快速成形机采用的是激光器和振荡镜等这些价格昂贵的仪器，所以其制造成本较高，很难大范围推广，由此3D打印技术应运而生。目前的3D打印系统控制精度有待进一步的改进，没有设置FPGA模块，导致整个系统稳定性差。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型为了克服现有技术中的不足，提供了一种智能化打印系统。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案实现:
[0006]一种智能化打印系统，包括PC主控机、USB通讯模块、Arduino模块、步进电机驱动电路、FPGA模块、温度控制电路、压电片、工作台电阻丝、温度检测电路，所述PC主控机的输出端与所述USB通讯模块的输入端相连，所述USB通讯模块的输出端与所述Arduino模块的输入端相连，所述Arduino模块的输出端分别与所述步进电机驱动电路的输入端、所述FPGA模块的输入端、所述温度控制电路的输入端相连，且所述度控制电路的输出端与所述工作台电阻丝相连，所述工作台电阻丝通过温度检测电路与所述PC主控机相连。
[0007]作为本实用新型的优选技术方案，该智能化打印系统还包括X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机，所述步进电机驱动电路的输出端分别与所述X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机相连，用于驱动X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机的动作。
[0008]作为本实用新型的优选技术方案，所述FPGA模块的输出端与所述压电片相连。
[0009]与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型原理简单、设计合理，该系统中的FPGA模块可以在百兆赫兹的频率时钟下工作，可以产生更为精确的信号，同时FPGA模块也能够确保各个信号时序的准确性，能够提高整个打印系统的精度和稳定性。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的原理图。
【具体实施方式】
[0011]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0012]请参阅图1，图1为本实用新型的原理图。
[0013]所述一种智能化打印系统，包括PC主控机、USB通讯模块、Arduino模块、步进电机驱动电路、FPGA模块、温度控制电路、压电片、工作台电阻丝、温度检测电路，所述PC主控机的输出端与所述U SB通讯模块的输入端相连，所述U SB通讯模块的输出端与所述Ar du i no模块的输入端相连，所述Arduino模块的输出端分别与所述步进电机驱动电路的输入端、所述FPGA模块的输入端、所述温度控制电路的输入端相连，所述FPGA模块的输出端与所述压电片相连，所述度控制电路的输出端与所述工作台电阻丝相连，所述工作台电阻丝通过温度检测电路与所述PC主控机相连。
[0014]该智能化打印系统还包括X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机，所述步进电机驱动电路的输出端分别与所述X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机相连，用于驱动X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机的动作。
[0015]该系统中的FPGA模块可以在百兆赫兹的频率时钟下工作，可以产生更为精确的信号，同时FPGA模块也能够确保各个信号时序的准确性，能够提高整个打印系统的精度和稳定性。
[0016]该智能化打印系统的工作原理为:在计算机中建立三维模型，利用软件完成切片，生成G代码，通过USB通讯模块，将其传输到Arduino模块中，由Arduino模块输出控制指令，控制喷头的工作，驱动X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机，带动喷头相对于工作台进行X、Y、Z三个方向的相对移动。喷头在Y、Z方向上的运动；工作台在X方向上运动。FPGA模块从Arduino模块中得到控制数据，产生驱动喷头的控制信号和高压点火脉冲信号，再将信号送给喷头接口模块，数字信号形式的高压点火脉冲输入到D/A转换模块，经功率放大模块放大，按照喷头驱动控制时序将高压点火脉冲送给喷头接口，控制喷头进行打印成形。每完成一层的成形，喷头沿Z轴向上移动一个层厚，再进行下一层的打印，直到全部模型完成。工作台的温度控制系统，则是在工作台上安装一个温度传感器，当温度低于设定的范围，就给加热电阻丝通电，进行加热，当温度达到设定的范围，停止对加热电阻丝通电。
[0017]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种智能化打印系统，其特征在于:包括PC主控机、USB通讯模块、Arduino模块、步进电机驱动电路、FPGA模块、温度控制电路、压电片、工作台电阻丝、温度检测电路，所述PC主控机的输出端与所述USB通讯模块的输入端相连，所述USB通讯模块的输出端与所述Ar du i no模块的输入端相连，所述Ar du i no模块的输出端分别与所述步进电机驱动电路的输入端、所述FPGA模块的输入端、所述温度控制电路的输入端相连，且所述度控制电路的输出端与所述工作台电阻丝相连，所述工作台电阻丝通过温度检测电路与所述PC主控机相连。2.根据权利要求1所述的一种智能化打印系统，其特征在于:还包括X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机，所述步进电机驱动电路的输出端分别与所述X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机相连，用于驱动X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机的动作。3.根据权利要求1或2所述的一种智能化打印系统，其特征在于:所述FPGA模块的输出端与所述压电片相连。
【文档编号】B29C67/00GK205522514SQ201620061292
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月21日
【发明人】张泊平
【申请人】许昌学院