The present invention discloses a molten laminated 3D printer control device in step motor speed, comprises a communication bus, bus communication interface and 4 stepper motor control channel, each channel contains the stepper motor control parameters of FIFO cache, register file and the speed control module, motion parameters data through the communication bus and the communication bus interface into the FIFO parameter in the cache, the speed control module from the FIFO parameters of cache parameters to read, calculate and a stepper motor control information to the stepper motor, all control register register file contains internal control stepper motor speed control device, is used to control the stepper motor speed control device step the operation. The invention also discloses a FDM type 3D printer driving control system using the stepping motor speed control device. The invention adopts hardware calculation and synchronous driving mode to control stepping motor, and effectively improves the control speed and the system stability of the motor drive system.
【技术实现步骤摘要】
FDM型3D打印机步进电机速度控制装置及驱动控制系统
本专利技术涉及步进电机运动控制领域,尤其是一种熔融层积型(FusedDepositionModeling:FDM)3D打印机的步进电机运动控制装置及驱动控制系统。
技术介绍
3D打印机是一种实现快速成型技术的机器,它以数字模型文件为基础运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体。所述的数字模型文件包含所构造物体的全部信息,如物体的形状、大小和摆放位置、逐层打印时每层的高度、每层打印时打印头的运动走向和运动速度等。熔融层积型(FDM)3D打印机采用塑料为打印材料,利用熔融工艺按照数字模型文件上的控制指令逐层打印,形成物体。在工作时,打印机逐层打印,按照模型文件中设定好的步进电机运动速度与材料出丝的速度控制打印头的移动和打印材料的流速。步进电机是3D打印机的动力提供装置,每次运动一个固定角度,即运动1步,用于控制机器上打印头的运动。打印头的运动速度与材料的流速需要很好的匹配,才能使打印机系统稳定并成功打印出所需的成品。为了能精确控制打印机中步进电机的运动速度,目前大多数FDM型3D打印机采用基于微处理器定时计数器的中断控制及基于Bresenham算法的软件处理方式。一方面,通过控制定时器的中断频率来控制步进电机的转动速率,从而确定打印头的运动速度,例如,要使得电机运动速率为每秒100转,每转200步,则设置定时器的计数周期为1/(100*200)秒,定时器每个计数周期产生一次中断,控制步进电机转动1次。这样经过1秒钟,定时器中断20000次,电机则转动20000步,即100转。 ...
【技术保护点】
一种熔融层积型3D打印机的步进电机速度控制装置,位于微处理器与步进电机之间,接受微处理器的控制命令,提取命令参数并计算参数获得相邻步间时间间隔,根据时间间隔产生相应的步进信号,控制步进电机的运转,其特征在于,包括相连接的通信总线接口和4路步进电机控制通道,每个步进电机控制通道内部包含FIFO参数缓存、寄存器文件和速度控制模块,运动数据参数通过通信总线和通信总线接口存入到FIFO参数缓存中,速度控制模块则从FIFO参数缓存中读取相关参数,计算并发出相关步进电机控制信息给步进电机,寄存器文件内部包含了控制步进电机速度控制装置的所有控制寄存器,用于控制步进电机速度控制装置的运转。
【技术特征摘要】
1.一种熔融层积型3D打印机的步进电机速度控制装置,位于微处理器与步进电机之间,接受微处理器的控制命令,提取命令参数并计算参数获得相邻步间时间间隔,根据时间间隔产生相应的步进信号,控制步进电机的运转,其特征在于,包括相连接的通信总线接口和4路步进电机控制通道,每个步进电机控制通道内部包含FIFO参数缓存、寄存器文件和速度控制模块,运动数据参数通过通信总线和通信总线接口存入到FIFO参数缓存中,速度控制模块则从FIFO参数缓存中读取相关参数,计算并发出相关步进电机控制信息给步进电机,寄存器文件内部包含了控制步进电机速度控制装置的所有控制寄存器,用于控制步进电机速度控制装置的运转。2.根据权利要求1所述的步进电机速度控制装置,其特征在于,FIFO参数缓存的缓存方式为:数据进入FIFO参数缓存中保存,当后级装置向FIFO缓存中发出数据读取请求时,先进入缓存队列的数据先出来,后进入缓存队列的数据后出来。3.根据权利要求1或2所述的步进电机速度控制装置,其特征在于,速度控制模块包括依次连接的数据输入部分、周期数计算器、脉冲发生器和信号发生器,周期数计算器用来计算相邻两步间的时间间隔,控制脉冲发生器产生相应的步进脉冲,并通过信号发生器放大,由信号发生器发出步进信号给步进电机,控制其运转;数据输入部分与脉冲发生...
【专利技术属性】
技术研发人员:张俊,毕洛,宋朝霞,李丽娇,
申请(专利权)人:中南大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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