一种基于熔融沉积3D打印机的控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及打印机的控制领域，尤其涉及一种基于熔融沉积3D打印机的控制系统，设置的串口为应用PL2303的RS232全双工异步串行的通信装置，USB驱动电路通过方式选择电路选择串口通讯模式并接收PC信号，并通过LPC1769主芯片上的IO信号采集单元对SD卡电路中的SD卡进行读取和写入操作；本实用新型专利技术根据上述内容，采用NXP公司LPC17xx系列中LPC1769芯片作为核心部件，实现具有二次开发功能的3D打印机控制系统，并输出高精度运动控制，同时减少了元器件数目，缩短了体积，减少了3D打印机的再开发、再升级成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及打印机的控制领域，尤其涉及一种基于熔融沉积3D打印机的控制系统。
技术介绍
恪融沉积成型工艺(Fused Deposit1n Modeling简称FDM)是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术，该技术由Scott Crump于1988年技术，随后Scott Crump创立了 Stratasys公司1992年，Stratasys公司推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机一 “3D造型者(3D Mod31er)”，这也标志着FDM技术进入商用阶段。目前，FDM型3D打印机的控制方案主要是应用8位单片机来控制，如市面上的盘古3D打印机；也有应用PLC来控制的，如:桌上型3D打印机运动控制系统(申请号:201320774590.4)。此外2011年张军伟发表基于ARM的FDM控制系统一文提出模块化设计，2014年谭秀腾发表基于ARM的桌面型3D打印机控制系统设计一文在张军伟的基础上拓展了 USB模块和限位开关模块。应用8位单片机的控制系统，由于芯片的局限性，运行速度慢，计算不精确，工作时容易出错，加工精度不高。应用PLC的控制系统，价格昂贵，体积庞大，而且噪声大。张军伟和谭秀腾发表的关于ARM的控制系统由于电路设计的局限性，无法实现控制系统二次升级优化，无法实现SD卡共享。上述的3D打印机控制电路是一次性烧录控制程序，在发现漏洞后，无法进行及时更新，只能重新焊接电路和芯片，这样就浪费了大量时间和提高了开发成本；此外，使用SD卡时，从控制系统中需要拔出，插入电脑中拷贝文件，再次插入控制系统才能读取SD卡的内容。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种采用LPC1769芯片作为核心部件，实现具有二次开发功能的3D打印机的控制系统。为达此目的，本技术采用以下技术方案:一种基于熔融沉积3D打印机的控制系统，包括主控制模块、模式切换模块、拓展链接模块、存储器模块、信号输出模块、系统时钟模块、电源模块、看门狗及复位模块、驱动模块、实时运行模块、电机测速模块、位置检查模块和温控模块；所述主控制模块包括LPC1769主控芯片，其与所述模式切换模块、存储器模块、信号输出模块、系统时钟模块、电源模块、看门狗及复位模块、驱动模块和实时运行模块相连；所述模式切换模块和所述存储器模块用于信号输入，其与所述拓展链接模块相连，与开关共同作用下用于切换PC机与所述主控制模块的通讯模式；所述拓展链接模块包括串口和USB接口，其与所述PC机相连用于所述PC机与主控制模块的通讯；所述实时运行模块分别与所述驱动模块、电机测速模块、位置检查模块和温控模块相连，用于实时监控各部件的运行情况和反馈给主控制模块，并接收所述主控制模块的控制信号、调节所述驱动模块、电机测速模块、位置检查模块和温控模块的运作；所述驱动模块连接并驱动电机。所述串口为应用PL2303的RS232全双工异步串行通信装置。所述USB驱动电路通过方式选择电路选择串口通讯模式并接收PC信号，使得所述LPC1769主控芯片与所述PC机实现同步通讯，并通过所述LPC1769主芯片上的1信号采集单元对SD卡电路中的SD卡的进行读取和写入操作。所述电机有四个，均为步进电机，且所述电机的驱动电路为应用A4982的步进电机驱动电路。所述开关包括机械开关和电位开关，所述机械开关为限位开关电路，所述电位开关为脉冲选择器。本技术根据上述内容，采用NXP公司LPC17xx系列中LPC1769芯片作为核心部件，实现具有二次开发功能的3D打印机控制系统，并输出高精度运动控制，同时减少了元器件数目，缩短了体积，减少了 3D打印机的再开发、再升级成本。【附图说明】图1是本技术的一个实施例的系统框图；图2是本技术的一个实施例的电路原理框图；图3是本技术的一个实施例中LPC1769主控器USB与RS232选择电路的示意图；图4是本技术的一个实施例中SD卡驱动电路的示意图；图5是本技术的一个实施例中步进电机驱动电路的示意图；图6是本技术的一个实施例中脉冲选择器电路的示意图；图7是本技术的一个实施例中限位开关电路的示意图。【具体实施方式】下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本技术的技术方案。如图1所示，一种基于熔融沉积3D打印机的控制系统，包括主控制模块、模式切换模块、拓展链接模块、存储器模块、信号输出模块、系统时钟模块、电源模块、看门狗及复位模块、驱动模块、实时运行模块、电机测速模块、位置检查模块和温控模块；所述主控制模块包括LPC1769主控芯片，其与所述模式切换模块、存储器模块、信号输出模块、系统时钟模块、电源模块、看门狗及复位模块、驱动模块和实时运行模块相连；所述模式切换模块和所述存储器模块用于信号输入，其与所述拓展链接模块相连，与开关共同作用下用于切换PC机与所述主控制模块的通讯模式；所述拓展链接模块包括串口和USB接口，其与所述PC机相连用于PC机与主控制模块的通讯；所述实时运行模块分别与所述驱动模块、电机测速模块、位置检查模块和温控模块相连，用于实时监控各部件的运行情况和反馈给主控制模块，并接收所述主控制模块的控制信号、调节驱动模块、电机测速模块、位置检查模块和温控模块的运作；所述驱动模块连接并驱动电机。如图2-7所示所述串口为应用PL2303的RS232全双工异步串行通信装置。所述系统应用了 USB与RS132选择电路、USB驱动电路、SD卡电路、限位开关电路和应用MCP44X1选择电路。如图所述USB驱动电路通过方式选择电路选择串口通讯模式并接收PC信号，使得所述LPC1769主控芯片与所述PC机实现同步通讯，并通过所述LPC1769主芯片上的1信号采集单元对SD卡电路中的SD卡的进行读取和写入操作。所述电机有四个，均为步进电机，且所述电机的驱动电路为应用A4982的步进电机驱动电路。所述开关包括机械开关和电位开关，所述机械开关为限位开关电路，所述电位开关为脉冲选择器。进步具体说明，如图2-7所示，一种基于熔融沉积3D打印机的控制系统的电路组成，包括LPC1769主控器，RS232全双工异步串行通信装置，SD卡驱动电路，脉冲选择器，步进电机驱动电路，USB驱动电路，行程开关感应电路，温度控制电路；LPC1769主控器包括时钟发生单元1、RS232通信单元1、1信号采集单元、逻辑控制单元、PWM单元、存储单元波形发生单元；RS232全双工异步串行通信装置包括PL2303驱动单元、时钟发生单元、方式选择电路、信号接当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于熔融沉积3D打印机的控制系统，其特征在于，包括主控制模块、模式切换模块、拓展链接模块、存储器模块、信号输出模块、系统时钟模块、电源模块、看门狗及复位模块、驱动模块、实时运行模块、电机测速模块、位置检查模块和温控模块；所述主控制模块包括LPC1769主控芯片，其与所述模式切换模块、存储器模块、信号输出模块、系统时钟模块、电源模块、看门狗及复位模块、驱动模块和实时运行模块相连；所述模式切换模块和所述存储器模块用于信号输入，其与所述拓展链接模块相连，与开关共同作用下用于切换PC机与所述主控制模块的通讯模式；所述拓展链接模块包括串口和USB接口，其与所述PC机相连用于所述PC机与主控制模块的通讯；所述实时运行模块分别与所述驱动模块、电机测速模块、位置检查模块和温控模块相连，用于实时监控各部件的运行情况和反馈给主控制模块，并接收所述主控制模块的控制信号、调节所述驱动模块、电机测速模块、位置检查模块和温控模块的运作；所述驱动模块连接并驱动电机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁远标，郭钟宁，胡亮，王冠，黄志刚，罗红平，刘桂贤，李远波，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44