设备运动控制

 FDM系统中设备运动控制就犹如身体躯干一样重要, 从打印过程知道，FDM设备控制系统包括X、Y 、Z 三轴运动. 其中, X、Y 轴带动喷头在二维平面上扫描出路径, Z轴带动工作台实现二维到三维的转变. 所以, 三轴的精确定位和运行速度将决定整个执行机构的性能.

 设备运动控制系统包含两个部件的运动控制,分别是喷头的X、Y轴运动控制和工作台Z轴运动控制, 具体硬件设备由Stratasys公司注册专利, 文献设计了一种数字化可调装配平台制造系统，使用限位开关, 控制喷头和平台的运动范围, 并且配有XY平面和Z方向的补偿纠偏措施. 此外，International Business Machines Corporation 文献提出一种基于打印路径和环境变化下微型计算机, 自动计算电机驱动电压值来控制设备的运动方法.

 接下来, 研究人员从硬件配置和算法问题来考虑设备运动控制系统，文献提出了一种基于DSP数字化的控制应用方法, 该方法以PID控制算法为核心, 硬件以Texas Instruments (TI) 德州仪器的TMS320F2812 (简称F2812) DSP为基础, 将PID控制算法运行在DSP环境上，DSP自动产生所需代码和相应的PWM脉冲宽度调制信号驱动步进电机运行。DSP-2 RCP方案流程如图5所示。

 Ricci等设计了一种基于FPGA (Field programmable gate arrays) 的快速成型技术变速调控平台, 该设计使用FPGA现场可编程门阵列代替DSP作为控制器的实现形式,优势在于借助硬件仿真模型缩短了设计和成型时间, 调试时间也可以相应缩短. 同时,采用FPGA控制平台可以使用更为复杂先进的控制算法, 该设计就分别采用了模糊控制、神经网络、自适应控制算法控制电机和平台的运行. 主从式控制系统有其独特的实时性优点, 现在也运用在快速成型技术上. 清华大学提出新型运动控制器(Motion controller, MCT), 该控制器为系统的核心, 工业控制机为系统支撑单元的双CPU开放式数控系统. 该系统采用功能强大的运动控制器MCT 承担插补计算、位置控制、速度控制等实施任务, 满足了快速成型技术对实时控制系统的要求。

   本文从FDM打印机个各个组成部件对其控制系统进行了分析，更多3D打印机技术资料，请关注印梦园网站www.yinmengyuan.com；