fdm工艺中送丝电机可调速控制系统设计与实现

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1、《自动化技术与应用》20l1年第30卷第8期工业控i~ilJ与应用ndustryControlandApplicationsFDM工艺中送丝电机可调速控制系统的设计与实现何新英，潘夕琪2(1．广州航海高等专科学校船舶工程学院，广东广州510725；2．广州航海高等专科学校计算机与信息工程系，广东广州5l0725)摘要：介绍了送丝电机可调速控制系统的设计，包括硬件电路的设计和控制算法及软件的实现。验证表明，采用本文提出的控制系统，电机在稳定工作阶段，运行速度稳，满足送丝电机可速控制系统的要求。关键词：熔丝沉积成型；快速成型；送

2、丝机构；控制算法中图分类号：TP273-~．5文献标识码：B文章编号：10037241(2011)08001404DesigningandRealizingontheControlSystemoftheFusedDepositionModelingAdjustableSpeedWire--FeedingMachineHEXin-ying．PANXi-qi(1．DepartmentofInstituteofShippingEngineering，GuangzhouMaritimeCollege，Guangzhou510725C

3、hina；2．DepartmentofComputerScienceandInformationTechnology，GuangzhouMaritimeCollege，Guangzhou510725China)Abstract：Thecontrolsystemofthefuseddepositionmodelingadjustablespeedwire—feedingmachinehasbeenintroduced．Itincludesthehardwarecircuitandtherealizingofcontrolalg

4、orithmandthesoftware．Itisproved，thattherunningspeedissmoothofthewire—speedingmachineatthestableworkingstages，itsatisfiestherequirementsofthecontrolsystemoftheadjustablespeedwire—feedingmachine．Keywords：fuseddepositionmodeling；rapidprototyping；wirefeeder；controlalgo

5、rithm1引言键技术。熔丝沉积成型(FusedDepositionModeling简称FDM)是快速成型技术中的一种。其成型装置结构示意图如图1所示：丝状的材料在送丝机构送进轮的驱动下进入喷头，并在喷头内的液化器作用下加热到熔融状态，然后从运动着的喷头的喷嘴挤出，在成型室内成型。在成型过程中，喷头内熔融态丝从喷嘴挤出的速度和挤出丝的宽度是决定原型精度的重要工艺参数⋯。而送丝速度是影响挤出速度和丝宽的重要因素。因此，送丝电机可调速控制系统是FDM工艺中的一项关图1FDM工艺原理图收稿日期：2o11一o3-28工业控制与应用《

6、自动化技术与应用》2011年第30卷第8期ndustryControlandApplications2送丝电机可调速控制系统的设计的配合下随时控制送丝的速度及开闭。本系统以前送丝机构为喷头输送原料。其结构图如图2所示。采用的是直流电机调速器来调节控制输出电压。采用直流电机调速器的缺点是其体积较大，不便于安装。为了克服这一缺点，设计一块电路板，其原理图如图3所示。图2送丝机构原理图两驱动轮在电机的驱动下，由于驱动轮与丝材之间的摩擦力而带动丝材进入喷头。两驱动轮之间的距离可以调整，距离越小，驱动轮与丝材之间的摩擦图3送丝电机可调

7、速控制系统原理图力就越大，所需的驱动力也就越大。在加工过程中，控制系统控制驱动轮的电机按照所需要的转速旋转，检测装置检测功放后的电压并换成反馈电压后与通过加热和温控系统保证熔融状态的材料连续、稳给定电压进行比较，如果比给定电压大，则自动调节电定的从喷嘴中挤出。影响熔融材料挤出速度的主要路，使功放后输出电压减小，否则，自动调节电路，使因素体现在具有一定粘度的熔融材料在喷头中流经功放后输出电压增大，直到与给定电压值相等，保证了液化管和喷嘴的流动阻力与驱动电机驱动力的平衡。直流电机输入电压的稳定，从而保证了直流电机转速当熔融材料的

8、流动阻力超过驱动电机的额定驱动力的稳定。时，送丝摩擦轮将出现打滑现象，出丝速度波动激烈，该电路板上有一可调电阻，在调试、试制阶段手动甚至出现短时间喷嘴堵塞，严重影响成型精度，甚至调节该可调电阻即可调节其分压值，经过功率放大后输无法成型。因此选用较大功率直流电机为驱动装置。出所需的电压值。同