基于ARM的溶丝沉积成形机控制系统

基于ARM的溶丝沉积成形机控制系统

论文摘要

熔丝沉积成型技术(FDM)通过各种转换技术,可将RP模型快速转换成各种模具,大幅度地缩短产品更新换代的周期。本文就FDM快速成型技术提出一套基于ARM控制器的嵌入式、模块化、网络化控制系统。以熔丝沉积成型的工艺流程为设计需求,本文设计了一种基于ARM芯片STM32芯片的多模块控制平台,主要设计了四大控制模块,包括主控模块、运动控制模块、温度控制模块以及送丝模块,同时设计了基于CAN(Controller Area Network)总线的通讯网络。本控制系统的研究内容为:1)设计基于SD存储卡的文件系统,为基于标准数控代码的加工模式提供加工入口,为取代工控机提供了条件2)四大功能模块的硬件设计以及软件设计。主控模块包括人机界面的建立,文件系统的存储与读取;运动控制模块可以根据指令产生三路相应的频率及个数的脉冲信号,为了保证运动扫描精度,加入编码器反馈环节;温度控制模块主要是基于热电偶的测温,并通过放大电路和滤波电路等进行信号处理;送丝模块通过对两相步进电机的正反转控制实现送丝与抽丝。3)建立CAN总线通讯网络,实现对各个模块之间的数据通讯,同时制定系统的数据网络协议,保证数据的完整性传输,增强系统的可扩展性和独立性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 熔丝沉积制造技术
  • 1.2 控制系统研究
  • 1.3 通讯总线研究
  • 1.4 课题的来源和主要研究内容
  • 1.5 论文的主要内容
  • 2 系统结构设计
  • 2.1 STM32 系列的ARM 芯片
  • 2.2 系统模块通讯协议
  • 2.3 总体设计方案
  • 2.4 本章小结
  • 3 系统模块设计
  • 3.1 主控模块
  • 3.2 运动模块
  • 3.3 温度控制模块
  • 3.4 送丝控制模块
  • 3.5 本章小结
  • 4 CAN 总线通讯协议设计
  • 4.1 基于STM32 的CAN 总线
  • 4.2 CAN 总线软件设计
  • 4.3 FDM 控制系统中的CAN 协议
  • 4.4 本章小结
  • 5 总结与展望
  • 5.1 全文总结
  • 5.2 后续工作的展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文
  • 附录B 主控模块原理图
  • 附录C 运动模块原理图
  • 相关论文文献

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