一种运用与FDM3D打印中电机的控制方法与流程

文档序号:12130968阅读:387来源:国知局

本发明涉及一种对电机的控制方法,具体的涉及一种运用与FDM 3D打印中电机的控制方法,属于3D打印应用类领域。



背景技术:

随着科技信息技术的不断进步与发展以及信息控制技术的不断深入,在快速成型技术领域, 3D 打印机的发展始终引领着行业的不断进步。 伴随着新成型技术的研发、新的

品牌、新的型号和新的在线打印服务不断推陈出新,这些变化均为厂商提供了较为宽广的发展舞台。

根据目前的行业发展动态,基于传统以单片机为核心的3D 打印控制技术存在的一些诸如处理速度较慢、 片外芯片冗杂、电路相对复杂、制作成本高等问题。

为此,如何提供一种高效的FDM 3D打印中电机的控制方法,是本发明研究的目的。



技术实现要素:

为克服现有技术不足,本发明提供一种运用与FDM 3D打印中电机的控制方法,通过采用对控制器、步进电机驱动、温度控制、行程开关及打印机电源的控制,来实现对FDM 3D打印的整体电机控制;从而有效的提高了打印效率。

为解决现有技术问题,本发明所采用的技术方案是:

一种运用与FDM 3D打印中电机的控制方法,包括:

步骤一,控制器的控制;

所述控制器电源电压设定为 3 V ,在系统的微架构中,磁珠 L8 将数字地与模拟地进行了有效的分离处理,由此便可消除电路中数字信号与模拟信号的相互干扰,从而使系统的模拟信号与数字信号能较好的分离;在时钟源的选择上,主振荡器接 12 MHz晶振作为 CPU 的时钟源;

步骤二,步进电机驱动的控制;

在步进电机的架构模式中,采用的是两相四线混合式 42系列步进电机,其工作的额定电压为 24 V ,额定电流可达到1.7 A ,该步进电机的设计精度上定为 4% ;在设计上,采取 5 种驱动步进模式,输出驱动性能可达 35 V 及 ±2 A ,这就为系统所选步进电机提供了足够的输出功率;

步骤三,温度控制;

所述的温度控制为对加热床和挤出机的温度控制,加热床和挤出机上均配备有加热电阻

和用于温度检测的热敏电阻;其中,排针 J8 的 1 、2 端子连接热敏电阻,而加热电阻是通过 3 、4 端连接的;在加热电阻方面,温度变化量与 ADC 采集到的电压模拟量间是具有良好的线性对应关系的,对微控制器采集到的电压量进行的 PID 调节,生成PWM 波,在输出端 CTC1_Heat 通过调节 MOS 控制管可对系统的驱动功率进行一定量的校对和调节,当 CTC1_Heat 为高电平时,两个级别的控制管会导通,从而使功率管也会相应导通,加热电阻接通后,会自动给加热床和挤出机进行一定条件下的加热。

步骤四,行程开关控制;

将关电开关放置在了各个轴运动的零点, 当一个轴或多个轴在向零点方向运动时,

U3 的 3 脚输出的是高电平信号,当 Q5 导通后,在 OUT 端口输出的低电平信号会给控制芯片来控制电机运动;

步骤五,打印机电源的控制;

通过开关式稳压调节器将一直存在的直流电压 24 V 变换成 +5 V 输出,可产生高达 1 A 的电流输出,驱动能力增强,最终通过一定的设计电压变换,可达到所需的不同等级电压输出,使电压具有较强的驱动性能。

进一步的,在步骤四种,所述的行程开关采用光电器件。

进一步的,在步骤二中,所述的驱动步进模式为全步进、半步进、四分之一步进、八

分之一步进及十六分之一步进。

本发明的有益效果是:电路控制相对简单、制作成本低廉、打印效率高等。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更加理解本发明技术方案,下面结合实施例对本发明做进一步分析。

一种运用与FDM 3D打印中电机的控制方法,包括:

步骤一,控制器的控制;

所述控制器电源电压设定为 3 V ,在系统的微架构中,磁珠 L8 将数字地与模拟地进行了有效的分离处理,由此便可消除电路中数字信号与模拟信号的相互干扰,从而使系统的模拟信号与数字信号能较好的分离;在时钟源的选择上,主振荡器接 12 MHz晶振作为 CPU 的时钟源;

步骤二,步进电机驱动的控制;

在步进电机的架构模式中,采用的是两相四线混合式 42系列步进电机,其工作的额定电压为 24 V ,额定电流可达到1.7 A ,该步进电机的设计精度上定为 4% ;在设计上,采取 5 种驱动步进模式,所述驱动步进模式为全步进、半步进、四分之一步进、八分之一步进及十六分之一步进;输出驱动性能可达 35 V 及 ±2 A ,这就为系统所选步进电机提供了足够的输出功率;在设计的步进电机驱动系统自带内置编码转换器,从而大幅提升

了器件的运行效率,可进行相位顺序表和高功率控制的界面编程。

步骤三,温度控制;

所述的温度控制为对加热床和挤出机的温度控制,加热床和挤出机上均配备有加热电阻

和用于温度检测的热敏电阻;其中,排针 J8 的 1 、2 端子连接热敏电阻,而加热电阻是通过 3 、4 端连接的;在加热电阻方面,温度变化量与 ADC 采集到的电压模拟量间是具有良好的线性对应关系的,对微控制器采集到的电压量进行的 PID 调节,生成PWM 波,在输出端 CTC1_Heat 通过调节 MOS 控制管可对系统的驱动功率进行一定量的校对和调节,当 CTC1_Heat 为高电平时,两个级别的控制管会导通,从而使功率管也会相应导通,加热电阻接通后,会自动给加热床和挤出机进行一定条件下的加热。

步骤四,行程开关控制;

所述的行程开关采用光电器件,将关电开关放置在了各个轴运动的零点, 当一个轴或多个轴在向零点方向运动时,U3 的 3 脚输出的是高电平信号,当 Q5 导通后,在 OUT 端口输出的低电平信号会给控制芯片来控制电机运动;

步骤五,打印机电源的控制;

通过开关式稳压调节器将一直存在的直流电压 24 V 变换成 +5 V 输出,可产生高达 1 A 的电流输出,驱动能力增强,最终通过一定的设计电压变换,可达到所需的不同等级电压输出,使电压具有较强的驱动性能。

本发明所述方法通过采用对控制器、步进电机驱动、温度控制、行程开关及打印机电源的控制,来实现对FDM 3D打印的整体电机控制;从而有效的提高了打印效率。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

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