本文選題：3D電子打印 + FPGA�。� 參考：《東北大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：3D電子打印技術(shù)也稱3D全印制電子技術(shù),作為一種新興的信息電子技術(shù),正受到愈來(lái)愈廣泛的關(guān)注。一套專門的打印控制系統(tǒng)是印制電子技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。自從FPGA誕生以來(lái),FPGA技術(shù)得到了飛速發(fā)展,在各行各業(yè)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。FPGA具有高速的并行處理能力,能精準(zhǔn)的控制多路脈沖,以產(chǎn)生多個(gè)噴頭的控制信號(hào)。因此,設(shè)計(jì)與開發(fā)以FPGA為核心的打印控制系統(tǒng),具有一定的理論和實(shí)際應(yīng)用意義。本文針對(duì)3D電子打印設(shè)備的工作特點(diǎn)及目前打印控制系統(tǒng)中存在的諸多問(wèn)題,采用運(yùn)動(dòng)控制與打印噴頭控制分離的控制策略,分別設(shè)計(jì)了以FPGA芯片作為核心處理器的主控制系統(tǒng)和以FPGA芯片和單片機(jī)作為核心處理器的噴頭控制系統(tǒng)。主控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)X、Y、z三軸的伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng),以實(shí)現(xiàn)精確的閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制；同時(shí)負(fù)責(zé)與上位機(jī)之間的USB通信和與噴頭控制系統(tǒng)之間的LVDS通信,以實(shí)現(xiàn)打印數(shù)據(jù)和打印命令的傳輸；此外通過(guò)控制SDRAM芯片以實(shí)現(xiàn)打印數(shù)據(jù)的大量存儲(chǔ)。噴頭控制系統(tǒng)通過(guò)LVDS通信接受打印命令和數(shù)據(jù),主要負(fù)責(zé)噴頭驅(qū)動(dòng)脈沖的產(chǎn)生,噴頭溫度的控制和噴頭驅(qū)動(dòng)電壓的控制。論文首先基于3D電子打印設(shè)備的結(jié)構(gòu)和功能,給出了控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。接著設(shè)計(jì)了基于FPGA的主控制系統(tǒng)硬件并開發(fā)了系統(tǒng)軟件功能模塊。然后,結(jié)合控制對(duì)象Konica KM512噴頭的工作原理和控制時(shí)序要求,設(shè)計(jì)了基于FPGA加單片機(jī)的噴頭控制系統(tǒng)硬件并開發(fā)了系統(tǒng)軟件功能模塊。最后進(jìn)行了溫度控制算法的研究。
[Abstract]:3D electronic printing technology, also known as 3D printed electronic technology, as a new information electronic technology, is receiving more and more attention. A special printing control system is the basis for the realization of electronic printing technology. Since the birth of FPGA technology has been rapid development, in a variety of industries are more and more widely used. FPGA has high speed parallel processing ability, can accurately control multiple pulses to generate multiple sprinkler control signals. Therefore, the design and development of print control system with FPGA as the core has certain theoretical and practical significance. Aiming at the working characteristics of 3D electronic printing equipment and the problems existing in the current printing control system, this paper adopts the control strategy of separating motion control from printing nozzle control. The main control system with FPGA chip as the core processor and the nozzle control system with FPGA chip and single chip microcomputer as the core processor are designed respectively. The main control system is mainly responsible for driving the motion of the three axis servo motor of XY _ YZ in order to realize the accurate closed-loop motion control, and is responsible for the USB communication with the upper computer and the LVDS communication with the sprinkler control system at the same time. In order to realize the transmission of print data and print command, the large amount of storage of print data is realized by controlling SDRAM chip. The nozzle control system receives print commands and data through LVDS communication, which is mainly responsible for the generation of nozzle driving pulse, the control of nozzle temperature and the control of nozzle driving voltage. Firstly, based on the structure and function of 3D electronic printing equipment, the overall design scheme of the control system is given. Then the hardware of the main control system based on FPGA is designed and the function module of the system software is developed. Then, according to the working principle of the Konica KM512 nozzle and the control timing requirement, the hardware of the nozzle control system based on FPGA and single chip microcomputer is designed and the software function module of the system is developed. Finally, the temperature control algorithm is studied.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP391.73;TP273

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本文編號(hào)：1806714