熔融沉积成型控制系统的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要当前快速成形（RP）技术领域，基于喷射技术的“新一代RP技术”已经取代基于激光技术的“传统的RP技术”成为了主流；快速制造的概念已经提出并得到了广泛地使用。熔融沉积成型（FDM）就是当前使用最广泛的一种基于喷射技术的RP技术。论文主要对FDM控制系统进行了研究。在讨论了原有的基于PC＋通用板卡的FDM控制系统的基础上，论文提出了一种新型基于PC+PLC的FDM控制系统。它使用单台工业计算机（IPC）和一个可编程序控制器（PLC）联合实现FDM系统的控制功能。其中PC完成FDM工艺所需的数据处理任务，并

2、根据系统的数控要求生成PLC可识别的加工指令；PLC负责执行加工指令，完成对子控制系统的控制任务。PC与PLC根据FDM串口通信协议（FSPCP）来完成两者的通信任务。论文对新型控制系统进行了功能性分析和可行性分析，并对系统软硬件进行了讨论和设计，最后论述了FDM串口通信及其通信协议。在新型FDM控制系统中，软件被分为数据处理软件和数控软件，两者使用基于标准数控代码的数控加工程序作为数据接口，即数据处理软件生成FDM数控加工程序，而数控软件则对FDM数控加工程序进行处理。论文将系统的该特点称为基于标准数控代码特性。论文对该基于标

3、准数控代码特性进行了讨论与研究，定义了FDM数控代码指令系统，并给出了数控编程实例。论文着重研究了FDM系统的数控加工程序自动生成的原理与过程，以及FDM数控系统的数控加工程序输入、译码与处理的原理与过程，全过程地论述了新型FDM控制系统的基于标准数控代码特性。关键词：快速成形熔融沉积成型控制系统I华中科技大学硕士学位论文AbstractInthepresentfieldofRapidPrototyping,the"NewRPTechnology"basedonjettingtechnologyisreplacingthe"Co

4、nventionalRPTechnology"basedonlasertechnologyasthemainstreamoftheRapidPrototypingTechnology.FusedDepositionModeling(FDM)isthemostpopularRapidPrototypingtechnologybasedonjettingtechnology.ThispapermainlydoesresearchonthecontrolsystemofFDMsystem.Atfirst,thecontrolsyste

5、mbasedonpersonalcomputerandcurrentcardswasdiscussed.Thenanewcontrolsystemwasputforward.Thenewcontrolsystemusesaindustrialpersonalcomputerandaprogrammablelogiccontrollertorealizethecontrolfunctionofthesystem.Theindustrialpersonalcomputercompletesthedataprocessingmissi

6、onandgeneratesinstructionswhichcanberecognisedbyprogrammablelogiccontroller.Theprogrammablelogiccontrollerinplementestheinstructionsandcompletethecontrolmission.ThecommunicationbetweenindustrialpersonalcomputerandprogrammablelogiccontrollershouldbebasedontheFDMSerial

7、PortCommunicationProtocol.Thispapercalledthenewcontrolsystemas"controlsystembasedonPCandPLC"duetoitsstructureofthesystem.Thepaperdiscussedthecapabilityandfeasibilityofthecontrolsystem,anddesignedthehardwareandsoftwareofit.Finally,thepaperresearchedthecommunicationbet

8、weenindustrialpersonalcomputerandprogrammablelogiccontrollerinthenewFDMsystem,anddesignedthecommunicationmodeandtheFDMSerialPortCom