粉末粘接三維打印機(jī)噴頭驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、粉末粘接三維打印是一種主流的快速成型技術(shù),并得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。作為核心部件,液滴噴頭的噴射驅(qū)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是三維打印機(jī)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。基于FPGA的SOPC技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展為噴頭驅(qū)動(dòng)控制設(shè)計(jì)提供了方便可靠的解決方案。
　　本文首先研究了粉末粘接三維打印成型的基本原理。參考三維打印機(jī)總體構(gòu)架,根據(jù)工藝要求,完成了噴頭和驅(qū)動(dòng)器的選型。由于噴頭所要求的重復(fù)定位精度高,本文設(shè)計(jì)以編碼器信號(hào)作為噴射觸發(fā)脈沖。噴頭控制脈沖時(shí)序要求嚴(yán)

2、格,信號(hào)頻率較高,考慮到FPGA器件的硬件電路并發(fā)性,確立了基于Nios的FPGA芯片作為核心控制器,并進(jìn)行了控制板及相關(guān)電路的硬件設(shè)計(jì)。
　　在軟件設(shè)計(jì)上,根據(jù)打印機(jī)對(duì)外部響應(yīng)的控制,確立了中斷輪轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。根據(jù)此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)主函數(shù),配合打印機(jī)總體框架進(jìn)行了中斷設(shè)計(jì)和功能模塊劃分。在此基礎(chǔ)上,完成了Nios軟核處理器的配置。最后對(duì)串口通信、噴射控制、電機(jī)控制等模塊實(shí)現(xiàn)了外圍硬件邏輯和底層驅(qū)動(dòng)程序,并在Modelsim下進(jìn)行了外圍硬