快速成型技術(shù)是九十年代發(fā)展起來的一項高新技術(shù),具有非常廣闊的應(yīng)用前景。但是國內(nèi)企業(yè)應(yīng)用快速成型技術(shù)依賴國外生產(chǎn)的設(shè)備,導(dǎo)致應(yīng)用成本高昂,影響了快速成型技術(shù)在國內(nèi)的推廣和應(yīng)用。熔絲沉積（FDM）快速成型設(shè)備不使用激光器,因此其運(yùn)行成本低,且其加工效率高,制件的強(qiáng)度大,因此,研究和開發(fā)國產(chǎn)化的熔絲沉積快速成型設(shè)備具有重要的意義。熔絲沉積快速成型涉及到機(jī)械、數(shù)控、高分子材料和計算機(jī)等技術(shù)。本文主要研究熔絲沉積成型的控制系統(tǒng)和分析在FDM 工藝成型過程中影響成型件精度的因素。在本中心研制HRP 系列快速成型設(shè)備的基礎(chǔ)上,FDM 設(shè)備借鑒以往的經(jīng)驗,基于單臺PC 機(jī)和通用型控制板卡,配合模塊化的軟件系統(tǒng),以開放式總線結(jié)構(gòu)作為數(shù)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。在設(shè)計FDM 設(shè)備控制系統(tǒng)時,按照開放式數(shù)控系統(tǒng)對于穩(wěn)定性、安全性、實時性和通用性的要求,采用高性能的Windows NT 操作系統(tǒng)作為FDM 設(shè)備的工作平臺,設(shè)計了FDM 控制系統(tǒng)設(shè)備層硬件結(jié)構(gòu)及驅(qū)動程序。設(shè)備層硬件結(jié)構(gòu)包括位置控制系統(tǒng)、送絲電機(jī)可調(diào)速控制系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計。最后,通過做大量的實驗,分析了FDM 工藝在成型過程中影響成型件精度的因素... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

FDM系統(tǒng)的原理圖

圖 2.3 Windows NT 的結(jié)構(gòu)圖件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)dows NT 環(huán)境下程序有兩種運(yùn)行環(huán)境：用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)。FDM 快速運(yùn)行于這兩種環(huán)境。數(shù)據(jù)處理部分軟件運(yùn)行于用戶層（應(yīng)用層），是驅(qū)動程序運(yùn)行于內(nèi)核層。在 VC++等通用編譯環(huán)境下開發(fā)的程序程序，它運(yùn)行于用戶層，而運(yùn)行于內(nèi)核層的設(shè)備驅(qū)動程序必須依靠DDK）進(jìn)行開發(fā)。由于運(yùn)行在不同的特權(quán)級，兩者所處的虛擬存儲必須有專門的接口負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理軟件與數(shù)控軟件之間的通訊。 軟件體系結(jié)構(gòu)總圖如圖 2.4 所示。GUI 應(yīng)用程序FIFO 緩沖區(qū)用戶態(tài)內(nèi)核態(tài)

開環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試、維修、使用都很方便，工作可靠，成本低（2）閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖 3.3 所示。a 為閉環(huán)控制系統(tǒng)；b 為半閉環(huán)控制系環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)都采用了位置檢測裝置，檢測裝置將執(zhí)行部件的實際位移量成電脈沖或模擬電壓量后，反饋到輸入端并與輸入位置指令信號進(jìn)行比較，將兩差值放大和變換，控制驅(qū)動裝置驅(qū)動執(zhí)行部件以給定的速度向著消除偏差的方向，直到指令位置與反饋的實際位置的差值等于零為止。不同的是閉環(huán)控制系統(tǒng)的裝置裝在執(zhí)行部件上，直接測量執(zhí)行部件的實際位移來進(jìn)行反饋。而半閉環(huán)控制的位置檢測裝置裝在電機(jī)的軸上，間接的測量執(zhí)行部件的位置。因此，閉環(huán)控制可以消除機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的全部誤差，而半閉環(huán)控制系統(tǒng)只能補(bǔ)償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部元誤差。因此，半閉環(huán)控制系統(tǒng)的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度要低一些，但它的結(jié)構(gòu)和也相對簡單些。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]熔融沉積成形噴頭擠出參數(shù)優(yōu)化控制[J]. 肖棋,顧永華,江開勇.  中國機(jī)械工程. 2004(01)
[2]FDM工藝出絲模型及補(bǔ)償方法的研究[J]. 賈振元,鄒國林,郭東明,王東興.  中國機(jī)械工程. 2002(23)
[3]溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展概況[J]. 吳為民,王仁麗.  工業(yè)爐. 2002(02)
[4]激光快速成形系統(tǒng)計算機(jī)控制技術(shù)[J]. 熊曉紅,黃樹槐.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2002(01)
[5]可編程多軸控制器的開放式數(shù)控系統(tǒng)[J]. 王立松,蘇寶庫,董申,張飛虎.  計算機(jī)集成制造系統(tǒng)-CIMS. 2002(01)
[6]開放式數(shù)控系統(tǒng)[J]. 韓權(quán)利,馬宏偉,張斌,楊來俠.  機(jī)械設(shè)計與制造工程. 2001(01)
[7]快速原型制造技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研究[J]. 姚長虹,詹肇麟,劉建雄.  昆明理工大學(xué)學(xué)報. 2000(05)
[8]基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的數(shù)控軟件模型及實現(xiàn)[J]. 王宇晗,胡俊,蔡建國.  組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2000(07)
[9]Windows NT下快速成形機(jī)的控制系統(tǒng)研究[J]. 喻之斌,韓明,肖躍加,黃樹槐.  機(jī)電工程. 2000(01)
[10]FDM快速成型技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 譚永生.  航空制造技術(shù). 2000(01)



本文編號：3042262