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基于STM32的微喷射粘结快速成形控制系统研究-材料加工工程专业论文
独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。近我所知,除文中已标明引用的内容外,本论文不包含任何其他人或集 体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文 中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名: 日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本论文属于 必威体育官网网址□,在 年解密后适用本授权数。 不必威体育官网网址□。 (请在以上方框内打“√”) 学位论文作者签名: 指导教师签名: 日期: 年 月 日 日期: 年 月 日 摘 要 微喷射粘结快速成形是一种主流的三维打印技术,在复杂结构制造、彩色模型输 出等方面有着无可比拟的优势。其运行成本低、环境适应性好并且支持色彩打印, 具有很好的发展和应用前景。因此,开展微喷射粘结快速成形设备控制系统研发具 有重要的现实意义。 本文设计了一套基于 ARM 内核 STM32 芯片的智能化、一体化的小型微喷射粘 结快速成形设备用控制系统。系统主要由主控模块、温度控制、运动控制、喷头控 制四个部分组成,本文针对每个部分的工作需求进行了硬件电路设计和软件程序的 编写。 硬件电路部分以主控模块为核心,设计了针对粘结剂和成形腔的温度控制电路, 以步进电机控制器为控制对象的运动控制电路和以压电式喷头内部芯片的接口为标 准的喷头控制电路。硬件设计在实现设备功能的基础上进行了合理化的布局,防止 元器件相互干扰且便于安装。 在软件部分,设计了以串口通信中断控制的主函数,该函数为软件部分的主体, 对整个下位机的工作进行调度。同时,本文研究了粘结剂粘度随温度的变化规律, 并设计了相应的 PID 温度控制程序,使粘结剂粘度保持在合适的范围内。为实现打 印工作,设计了基于图片像素点的运动控制程序和基于喷头控制时序的像素信息打 印程序,并通过实验结果验证喷头时序控制的可行性。最后,为了保证与上位机通 讯准确,本系统还设计了一套串口通讯协议。 关键词: 微喷射粘结;快速成形;控制系统;STM32;压电式喷头 Abstract Micro-jetting and bonding rapid forming is a mainstream 3D printing technology which has great advantages in the field of creating complex structure, manufacturing color model and so on. It has a lot of traits, like low operating cost, good environment adaptability and color printing,which has a good prospect of application and development. Therefore, to carry out research and development on the control system of Micro-jetting and bonding forming equipment has important practical significance. This paper designed a set of intelligent, integrative control system of Micro-jetting and bonding forming equipment based on ARM kernel STM32 chip. The system can be divided into four parts, including the master module, temperature control, motion control and nozzle control. For each part of the work requirement, hardware circuits and software programming procedures were designed. The hardware circuit takes the master module as the core, designed the temperature control ci
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