投影式光固化快速成型设备控制系统研究

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1、硕士学位论文投影式光固化快速成型设备控制系统研究RESEARCHONCONTROLSYSTEMOFPROJECTIONSTEREOLITHOGRAPHYEQUIPMENT(应用型)宛泉伯哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TP23学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文投影式光固化快速成型设备控制系统研究(应用型)硕士研究生：宛泉伯导师：马云辉副教授申请学位：工学硕士学科：机械电子工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP23SchoolCode:10213U.D.C

2、:621classificationlevels:publicDissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCONTROLSYSTEMOFPROJECTIONSTEREOLITHOGRAPHYEQUIPMENT(Application)Candidate：WanQuanbaiSupervisor：AssociateProf.MaYunhuiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechatronicsEngineeringAffiliation

3、：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefense：July,2015DegreeConferringInstitution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士工学学位论文摘要目前，快速成型技术已经成为了制造业的一大新兴技术，是被称为可以带动第三次工业革命的技术。快速成型技术有着传统制造方法无法比拟的优势，可以在产品开发上节约大量的时间和成本。光固化快速成型作为快速成型技术发展最为成熟的方向之一，更是具有精度高、系统工作稳定、表面质量好、成型速度快、材料利用率高等特点。为了顺应快速成型设备桌面化、

4、小型化的发展趋势，也为了克服光固化快速成型技术自身成本高，部分器件寿命较短的缺点，本课题研究了一种以数字微镜为核心的投影式光固化快速成型设备的控制系统。本课题在分析了数字光处理技术和数字微镜技术的工作原理的基础上，研究了光固化快速成型设备的系统组成，重点分析了控制系统的组成，对控制系统进行了硬件设计和软件设计，最终实现对投影式光固化快速成型设备的控制，主要分为运动控制、温度控制、图像控制和用户交互四个方面。硬件方面，以AVR单片机为控制核心，设计了步进电机驱动、测温与加热电路、液晶驱动电路等电路。同时改造了显示设备光机的LED及其驱动，为光机与ARM单片机的通信设计了转接电

5、路。最后，为这些电路设计并制作了印刷电路板。软件方面，在AVR单片机中，以PID算法完成了对温度的控制，以定时器中断控制步进电机运动，同时也实现了液晶、SD卡等其他器件的驱动和控制。在ARM单片机中，通过基于Linux系统的帧缓冲的程序结构，实现了图像的显示输出。课题完成了控制系统的设计和制作，各电路驱动正常工作，基本完成了设计要求。关键词：光固化快速成型；控制系统；数字微镜-I-哈尔滨工业大学硕士工学学位论文AbstractCurrently,rapidprototypingtechnologyhasbecomeamajoremergingtechnologyinthem

6、anufacturing.Itisknownasatechnologywhichmayleadthethirdindustrialrevolution.Rapidprototypingtechnologyhasmanyincomparableadvantagescomparablewithtraditionalmanufacturingmethods,whichcansavealotoftimeandcostsinproductdevelopment.Asoneofthemostsophisticatedtechnicaldirectionofrapidprototypin

7、gtechnology,stereolithographyrapidprototypingisatechnologywithhighprecision,highsystemstability,smoothnessonsurface,highspeedandhighmaterialutilization.Inordertocomplywiththetrendsofdesktopsystemandminiaturization,thissubjectresearchacontrolsystemofprojections