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1、2011年仪表技术与传感器2011第1期InstrumentTechniqueandSensorNo1基于ARM的FDM控制系统张军伟,叶春生,莫建华,张鸿平(华中科技大学材料成形及模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074)摘要:文中就FDM快速成型技术提出一套基于ARM控制器的嵌入式、模块化、网络化控制系统。FDM控制系统由主控模块、运动模块、温控模块和送丝模块四大模块组成,各个模块都带有独立的CAN总线通讯模块,增强了系统的独立性和可移植性。另提出基于标准数控代码的加工模式,从而建立1个成本低、性能高、稳定可靠和易于组态复杂控制系
2、统。关键词:嵌入式;控制系统;FDM;快速成型;CAN总线;数控代码中图分类号:TP212文献标识码:A文章编号:1002-1841(2011)01-0088-04ControlSystemofFusedDepositionModelingSystemBasedonARMCortexZHANGJunwe,iYEChunsheng,MOJIANhua,ZHANGHongping(StateKeyLaboratoryofMaterialProcessandDieandMouldTechnology,HuazhongUniversityofSci
3、enceandTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:Accordingtotherequirementofrapidprototyping,thispaperpresentedanembedding,modularizingandnetworkcontrolsystemsolutionbasedonARMcontroller.Thesystemconsistsoffoursubfunctions,whicharemastercontrolblock,movementcontrolblock,tempratruecont
4、rolblockandnozzlecontrolblock.CommunicatingviaCANbus,allthesubfunctionmodulesaremoreindependentandtransplantable.Additiona,lmanufacturebasedonstandardnumericalcontrolcodesislarrupingapproach.Thesystemislowcost,highperformance,reliableandeasytoconfigurationcomplexcontrolsystem.Key
5、words:embeddin;controlsystem;FDM;rapidprototyping;CAN;numericalcode0引言熔丝沉积快速成型系统只有向轻量化、高精度、低成本方向发展,才能更加促进该技术的推进与应用,成为一种办公设备,甚至走入家庭。文献[2]描述了采用传统的PC+板卡、PC+PLC控制系统。由于这两种模式体积庞大且价格昂贵,所以使得改进控制系统成为快速成型技术发展的一个必然。文献[1]的材料加工装备控制系统采用了基于CAN总线网络化结构;文献[2]针对FDM加工工艺和加工代码进行了详细的研究;文献[3]和[4]的伺服压力机控制系
6、统提出25轴步进机联动控制模型。1控制系统总体设计图1FDM控制系统框架图送丝控制系统是通过步进电机将实体材料和支撑材料分根据FDM的工作原理(如图1所示),该控制系统可分为别送入实体喷头和支撑喷头进行加热熔化,并通过挤压力将材主控模块、运动模块、送丝模块和温控模块,各个模块间采用料从喷头中挤出。系统以STM32为控制器,实现对送丝机构的CAN总线进行系统内通讯。启停、正反转和调速控制。主控模块是FDM控制系统的管理中枢。主控模块以温控模块基于STM32为控制器,针对热电偶冷端补偿,采STM32为主控芯片,移植了基于uC/OS的uC/GUI图形界面控用P
7、N结补偿电路结合算法来实现对FDM设备中的喷丝头、工制系统,通过定时中断及其软硬件中断完成多任务调度和多任作台以及室温进行采集和控制。喷头温度控制在约230,工务管理,在多任务环境下给任何使用图形LCD的应用程序提供作台的温度为80.独立于处理器和LCD控制器之外的有效的图形用户接口。此2运转控制模块外,主控模块还移植了小型的FATFS的文件系统,可以支持21硬件设计FAT16和FAT32格式,对文件进行读写操作。FDM数控系统是一种特殊的专用控制系统,它区别于一般运动控制系统采用步进式闭环运动控制系统。控制采用的数控系统,采用直写技术(如基于离散/
8、堆积思想的分层制造STM32的PWM脉
