熔丝沉积快速成型设备的控制系统研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要快速成型技术是--l-J先进制造技术，具有非常广阔的应用前景，但是国内企业应用快速成型技术依赖国外生产的设备，导致应用成本高昂，影响了快速成型技术在国内的推广和应用。熔丝沉积(FDM)快速成型设备具有模型硬度高、不使用激光器、设备成本低等优点，因此，研究和开发国产化的熔丝沉积快速成型设备具有重要的意义，熔丝沉积快速成型法涉及到机械、数控、高分子材料和计算机等技术。本文着眼于熔丝沉积快速成型系统的研究和开发，论述了HRPR-I型FDM设备的总体结构设计，包括系统硬件结构、软件结构设计。在本中心研割HRP系列快速成型设备的基础上，}珏理R-I

2、型FDM设备借鉴以往豹经验，基于单台PC机和通用型控制板卡，配合模块化的软件系统，以开放式总线结构作为其数控系统的整体结构。在设计HRPR-I型FDM设备控制系统时，按照开放式数控系统对于稳定性、安全性、实时性和通用性的要求，采用高性能的Windows2000操作系统作为FDM设备的软件平台，并设计了W'mdows2000下的控制软件。该控制软件通过定义通用接口的方式，定义了一套硬件无关的接口，应用软件基于该接口进行设计，实现了控制软件的硬件无关性。该控制软件根据FDM快速成型系统的特点，基于中断请求的方式进行实时控制，按照控制功能划分为多个模块，软件可装配、可重用

3、，实现FDM控制系统的开放性要求。HRPR-I型FDM设备的路径扫描采用数字积分法插补，保证HRPR-I型FDM设备的运行精度。关键词：快速成型熔丝沉积成型控制系统华中科技大学硕士学位论文Abstract111eRapidPrototypingtechnologyisanadvancedtechnology,hasveryvastappliedforeground．ButmajoritiesoflocalbusinessenterpriseshavetodependontheforeignRapidPrototypingequipmentsthatareveryex

4、pensive·whichaffectstheapplicationoftheRapidPrototypingtechnologyinChina．TkFusedDepositionModeling(FDM)devicehasmanyadvantages，suchashi【曲accuracy,nolaser,convenient．etc．SoitissignificanttoresearchanddeveloptheFDMdevice．FDMreferstomechanics，CNC，macromoleculematerialandcomputersoftwarete

5、chnologies．TheresearchofHRFR—IdevicereferencestheresearchexperienceoftheseriesofHRPdevices．TheHRPRIIdeviceisbasedonsinglePCanduniversalcontrolcard．nUSeSthemodulatedsoft、jvaresystem．andmakestheopenbusstructureasitswholestructure．WhendesigningthecontrolsystemoftheHRPR·IFDMdevice，inviewof

6、demandofopennumericalcontrolsystem，itshouldbestable，secure，real-timeanduniversal．ThesoftwareplatformisWindows2000，whichhashighperformance．ThecontrolsoftwareisbasedonWindows2000．Thiscontrolsystemdefinesaseriesofuniversalinterfaces．nleapplicationisbasedontheinterfaces，SOtheconⅡolsoftware

7、isindependentofthehardware．Thereal-timecontrolisbasedontheInterrupt，Thesoftwaresystemismodulatedsomemodulesaccordingtothecapability，whichisabletobeassembled，reused，whichisopensystem．TheroutescanningmethodoftheHRPR—IisDDA，whichhashighaccuracy,KeyWords：FDMRPControlSystem华中科技大学硕士学位论文1．1