一种3D打印设备运动控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供3D打印设备运动控制系统，包括：工控机，安装有运动控制模块；EtherCAT端子模块，通过EtherCAT线缆与所述工控机连接；电机模块，包括伺服电机和伺服驱动，所述伺服电机通过电机控制线缆与所述伺服驱动连接，所述电机模块通过EtherCAT线缆和EK1110扩展末端端子模块连接；限位模块，包括多个限位开关，通过限位电缆与所述EtherCAT端子模块中的数字量IO模块组连接。本实用新型专利技术提供的3D打印设备运动控制系统扩展了实时功能，抖动量非常小，具有强大的数据处理能力和很高的运行速度，特别适用于复杂控制算法和高精度的场合，满足SLM技术直接制造出高精度的零件的特点，以实现高效、高速、高精度的目的。

A motion control system for 3D printing equipment

The utility model provides 3D printing equipment control system, including: computer, install motion control module; EtherCAT terminal module, through the EtherCAT cable is connected with the computer; the motor module, including servo motor and servo drive, the servo motor through the electric machine control cable and the servo drive connection, the the motor module end terminal module are connected via EtherCAT cable and EK1110 extension; limit module includes a plurality of limit switches connected by digital IO module group limit cable and the terminal module in EtherCAT. The function of real-time motion 3D printing equipment control system provided by the utility model is extended, jitter is very small, powerful data processing ability and high speed, especially suitable for the complex control algorithm and high accuracy of the occasion, to meet the SLM technology directly to produce the characteristics of high precision parts, in order to achieve efficient and high speed and high precision purpose.

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印设备运动控制系统
本技术涉及三维打印
，特别涉及一种3D打印设备运动控制系统。
技术介绍
3D打印成型系统主要包括成型缸和铺粉操作装置，共有2个电机，分别为成型缸电机和铺粉轴电机。SLM(Selectivelasermelting)快速成型金属零件的致密度、表面粗糙度与铺粉质量(比如表面的平整度)密切相关。当铺粉平整时，落在基板上的粉末对激光的吸收就会均匀，激光熔化粉末后容易获得平整的表面；当铺粉平面凹凸不平时，则导致粉床对激光的吸收不均匀，不同位置激光聚焦的效果不同，就会导致粉床吸收激光能量不一致，金属粉末熔化烧结的效果会有差异，因而导致设备扫描成型面也呈现出凹凸不平的状态，最终使得打印出来的样件致密度、表面质量有所下降。SLM成形精度是考核设备是否能够高质量完成零件成型的主要指标，而成形系统的运行精度会直接影响到打印零件的精度，在现有的传动系统中，无法达到高精度运行要求。克服成形系统精度难题是实现高精度成形的关键所在。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种3D打印设备运动控制系统，以解决如何提高成形系统精度的问题。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是：提供一种3D打印设备运动控制系统，包括：工控机，安装有运动控制模块；EtherCAT端子模块，通过EtherCAT线缆与所述工控机连接；电机模块，包括伺服电机和伺服驱动，所述伺服电机通过电机控制线缆与所述伺服驱动连接，所述电机模块通过EtherCAT线缆和EK1110扩展末端端子模块连接；限位模块，包括多个限位开关，通过限位电缆与所述EtherCAT端子模块中的数字量IO模块组连接。进一步地，电机模块包括两台同样规格的伺服电机和两台对应同一规格的伺服驱动及两对电机控制线缆。进一步地，限位模块包括6个相同规格的限位开关。本技术提供的3D打印设备运动控制系统所采用的TC1260-0060运动控制模块是基于PC的运动控制方式，它实现的功能与市面上的运动控制卡等硬件类似，但比后者更加灵活和强大，扩展了实时功能，任务能够在50µs的极小周期时间内得到处理，并且抖动量非常小。所采用的倍福工控机具有强大的数据处理能力和很高的运行速度，特别适用于复杂控制算法和高精度的场合，满足SLM技术直接制造出高精度的零件的特点，以实现高效、高速、高精度的目的。3D打印设备运动控制系统中所采用的两个伺服电机都带有EtherCAT接口通讯协议，通过EtherCAT线缆与上位机实现通讯，这样能够让数据同时并行处理，不会存在延迟现象，处理数据速度更快。该电机具有较好的短频特性，加速快等特点，大大提高了系统的运行性能，以及定位精度。附图说明下面结合附图对技术作进一步说明：图1为本技术实施例提供的3D打印设备运动控制系统的模块结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术提出的3D打印设备运动控制系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。本技术的核心思想在于，本技术提供的3D打印设备运动控制系统所采用的TC1260-0060运动控制模块是基于PC的运动控制方式，它实现的功能与市面上的运动控制卡等硬件类似，但比后者更加灵活和强大，扩展了实时功能，任务能够在50µs的极小周期时间内得到处理，并且抖动量非常小。所采用的倍福工控机具有强大的数据处理能力和很高的运行速度，特别适用于复杂控制算法和高精度的场合，满足SLM技术直接制造出高精度的零件的特点，以实现高效、高速、高精度的目的。3D打印设备运动控制系统中所采用的两个伺服电机都带有EtherCAT接口通讯协议，通过EtherCAT线缆与上位机实现通讯，这样能够让数据同时并行处理，不会存在延迟现象，处理数据速度更快。该电机具有较好的短频特性，加速快等特点，大大提高了系统的运行性能，以及定位精度。图1为本技术实施例提供的3D打印设备运动控制系统的模块结构示意图。参照图1，提供一种3D打印设备运动控制系统，包括：工控机11，安装有运动控制模块111；EtherCAT端子模块12，通过EtherCAT线缆与所述工控机11连接；电机模块13，包括伺服驱动131和伺服电机132，所述伺服驱动131通过电机控制线缆与所述伺服电机132连接，所述电机模块13通过EtherCAT线缆和EK1110扩展末端端子模块121连接；限位模块14，包括多个限位开关，通过限位电缆与所述EtherCAT端子模块12中的数字量IO模块组122连接。在本技术实施例中，电机模块13包括两台同样规格的伺服驱动131和两台对应同一规格的伺服电机132及两对电机控制线缆；限位模块14包括6个相同规格的限位开关。所述工控机11为倍福的C6930-0040，所述运动控制模块111为TC1260-0060。所述EtherCAT端子模块12包含EK1100扩展末端端子模块123和EK1110扩展末端端子模块121，在本技术实施例中，EK1100扩展末端端子模块123与工控机11连接，所述伺服驱动131为松下MBDHT2510BA1，所述伺服电机132为松下MSMJ042G1U，所述EtherCAT线缆分别为ZK1090-9191-0030、ZK1090-9191-0100和ZK1090-9191-0002，电机控制电缆为PCL-10153PA5-2E，所述限位开关为易福门IE5338。在本技术实施例中，运动控制模块111控制伺服电机132运动，一旦伺服电机132运动超过限位开关的设定值，限位开关输出信号给数字量IO模块组122，进一步由数字量IO模块组122将信号反馈给运动控制模块111，运动控制模块111控制伺服电机132运动。显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变形而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印设备运动控制系统，其特征在于，包括：工控机，安装有运动控制模块；EtherCAT端子模块，通过EtherCAT线缆与所述工控机连接；电机模块，包括伺服电机和伺服驱动，所述伺服电机通过电机控制线缆与所述伺服驱动连接，所述电机模块通过EtherCAT线缆和EK1110扩展末端端子模块连接；限位模块，包括多个限位开关，通过限位电缆与所述EtherCAT端子模块中的数字量IO模块组连接。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印设备运动控制系统，其特征在于，包括：工控机，安装有运动控制模块；EtherCAT端子模块，通过EtherCAT线缆与所述工控机连接；电机模块，包括伺服电机和伺服驱动，所述伺服电机通过电机控制线缆与所述伺服驱动连接，所述电机模块通过EtherCAT线缆和EK1110扩展末端端子模块连接；限位模块，包括多...

【专利技术属性】
技术研发人员：侍倩，王联凤，张成林，时云，赵维刚，杨洋，郭立杰，张新运，
申请(专利权)人：上海航天设备制造总厂，
类型：新型
国别省市：上海,31