基于stm32与mcx314的熔丝沉积成型机控制系统研究

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1、分类号学号M201170641学校代码10487密级硕士学位论文基于STM32与MCX314的熔丝沉积成型机控制系统研究学位申请人:施雨农学科专业:材料加工工程指导教师:叶春生副教授答辩日期:2014年1月17日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchoftheControlSystemofFusedDepositionModelingEquipmen

2、tBasedonSTM32andMCX314Candidate:ShiYunongMajor:MaterialProcessingEngineeringSupervisor:Asso.Prof.YeChunshengHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。文中除已经标明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的

3、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。本声明的法律责任由本人承担。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。保密□,在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名

4、:指导教师签名:日期:年月日日期:年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要熔丝沉积成型(FDM)作为快速成型技术中应用最为广泛的技术之一,拥有巨大的应用潜力与很高的研究价值。本文根据熔丝沉积成型技术,设计了一套既能在工业网络下进行工作,又能够独立工作的智能化与模块化的设备。以熔丝沉积成型机为研究平台,设计了一款基于ARM-Cortex系统芯片STM32与专用运动控制芯片MCX314的双核运动控制设备。该设备最多可同时驱动3轴电机并加上单轴的独立驱动。针对该控制系统的研发,主要工作包括软件程序的编写与硬件电路的设

5、计。在硬件部分的设计中,进行了双核控制系统的电路设计与PCB板的设计。该设备主要包括了基于STM32的主控模块与MCX314的运动控制模块,同时还有其他的配套功能电路。该系统不仅将两个控制内核进行了互联,还针对加工时的需求,进行了外部通信设备的选择。PCB板设计采用双层机构。这种设计不仅节省空间,而且方便安装。软件部分的设计中,进行了USB通信与SD卡的读写程序的设计,使得加工信息可通过多种方式进行传输。提出了一种带有延时功能与端口保护功能的USART口通讯算法,提高了系统的稳定性。设计了通过CAN总线将多个设备

6、进行互联的上层通讯协议。同时还设计了一种对应算法,将加工信息,即G代码进行即时转化,并写入MCX314内部相关的寄存器。与采用插补算法相比,该算法节省了主控芯片的资源,提高的系统的效率。加热温度是影响FDM加工质量的重要因素,本文还设计了基于模糊控制理论的温度控制器,使得温度控制相应更加迅速。关键词:熔丝沉积成型,ARM,MCX314,CAN总线,模糊控制1万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractFusedDepositionModelingisoneofthemostpopulartechniquesi

7、nrapidprocessingtechnology.Greatpotentialandvaluemakesitworthbeingresearchedandexplored.AnsmartandmodularizedequipmentwasdesignedbasedforFDMtechnology.Itcannotonlybeavailableinlargescaleofnet-work,butalsoworkindependently.Dual-coremotioncontrolequipmentbasedo

8、nARM-CortexsystemandMCX314wasdesignedontheplatformofFDMequipment.Thisdevicecanatmostdrivethreeaxesmovetogetherwhileanotheraxeindependentlyaswell.Thedesignofthissystemcontainstwoparts:soft

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