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基于FDM的彩色3D打印机控制系统研究

更新时间：2020-03-24 14:21:02 大小：3M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：3D打印机控制系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

当今，我国已成为生产制造业大国，越来越多的产品打上了Made In China的标签。市场需求量不断扩大，随之而来的问题也越来越多，产品质量不高、生产效率低等问题严重影响着我国制造业的发展。所以，必须要打破壁垒改变加工方式，提升产品质量和生产效率是问题的关键。而3D打印机凭借其独特的技术优势迅速在产品制造业占据一席之地，逐渐成为一种主流加工技术，并被称为“第三次工业革命的开始”。3D打印机通过层层叠加的打印方式（逐层打印），使得零件加工不受结构限制，复杂零件也能简单加工。所以，在一定程度上降低了加工难度。使得各行各业的设计师，能够快速获得产品的实物模型，方便其根据需求更改设计方案。由于3D打印技术进入我国较晚，发展前景广阔，但在关键技术和产品推广上仍是刚刚起步，面临着许多问题。特别是在打印成本、打印彩色、打印效率及打印精度上与欧美发达国家之间存在着不小的差距，因此3D打印技术的研究十分具有实际意义。

本文针对目前市面上的FDM型3D打印机只能打印单种颜色，打印彩色则需要手动换料等问题，设计了一个由程序控制、可实现打印喷嘴颜色更换的控制系统。论文首先根据3D打印机的结构组成和工作原理给出了控制系统总体设计方案。考虑到微控制器的性能与成本，将Atmel Mega2560作为3D打印机控制系统核心，与传统89系列单片机相比在工作频率、处理性能、内存空间方面有很多优势，使得电路设计更加简便。论文中3D打印机控制系统主要包括硬件系统和软件系统。硬件系统主要包括电机驱动模块，温度控制模块、LCD液晶显示模块和串口通信模块。软件是3D打印机的控制中心，主要包括五大部分:第一部分是步进电机指数型加减速曲线算法，实现了在不失步的情况下提高步进电机速度和控制精确度;第二部分是温度控制程序，实现了对喷头的加热及温度的稳定控制，确保打印机材料均匀挤出，保证打印的连续性和精度;第三部分是串口通信程序，实现了打印状态的反馈和稳定控制;第四部分是LCD液晶驱动程序，用于实现温度、打印路径等状态显示;第五部分是丝料更换程序，通过控制3D打印头的拼接和分离实现不同颜色丝料的更换，进而实现3D彩色打印。

最后通过模拟仿真，测试步进电机指数型曲线加减速的合理性和PID温度调节的实用性，以及3D...