一種智能化打印系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種智能化打印系統(tǒng)，包括PC主控機、USB通訊模塊、Arduino模塊、步進電機驅(qū)動電路、FPGA模塊、溫度控制電路、壓電片、工作臺電阻絲、溫度檢測電路，所述PC主控機的輸出端與所述USB通訊模塊的輸入端相連，所述USB通訊模塊的輸出端與所述Arduino模塊的輸入端相連，所述Arduino模塊的輸出端分別與所述步進電機驅(qū)動電路的輸入端、所述FPGA模塊的輸入端、所述溫度控制電路的輸入端相連，且所述度控制電路的輸出端與所述工作臺電阻絲相連，所述工作臺電阻絲通過溫度檢測電路與所述PC主控機相連。該系統(tǒng)中的FPGA模塊可以在百兆赫茲的頻率時鐘下工作，可以產(chǎn)生更為精確的信號，同時FPGA模塊也能夠確保各個信號時序的準確性，能夠提高整個打印系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種智能化打印系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及3D打印機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能化打印系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)起源于20世紀80年代出現(xiàn)的快速成形技術(shù)(Rapid Prototyping,RP)?？焖俪尚渭夹g(shù)，又稱自由成形技術(shù)(Freeform Manufacturing，F(xiàn)M)。其基本原理屬于加成制造(Additive Fabricat1n，AF)，既不采用傳統(tǒng)的加工機床和模具，依據(jù)工件的三維計算機輔助設計(CAD)模型，在計算機控制下由自由成形機直接成形三維工件。它結(jié)合了計算機輔助設計、數(shù)控、材料等多種先進技術(shù)，可謂是一種顛覆性的制造技術(shù)。它的基本原理是，利用計算機軟件對CAD模型進行分層切片處理，得到各層界面的二維輪廓信息，根據(jù)輪廓信息生成G-code控制代碼，快速成形機按照控制命令，分層沉積材料，形成一系列二維截面薄片層，最后快速成形機使片層與片層之間相互粘結(jié)，將這些薄片逐步順序疊加堆積成三維工件實體。由于加成制造法通過三維至二維的轉(zhuǎn)化，使工件的成形變得簡化，只需要傳統(tǒng)切削加工30 %-50 %的工時和20 % -35 %的成本，就能直接制作復雜的三維工件，在機械制造業(yè)引起了巨大的反響。
[0003]經(jīng)過20多年的努力，快速成型工藝的關(guān)鍵設備---決速成型機主要可分為以下幾種，激光固化式(stereo lithography apparatus，SLA)，選擇激光燒結(jié)(selective lasersintering，SLS)，分層實體制造(laminated object manufacturing,LOM)，和恪融沉積成形(fused deposit1n modeling,FDM)。這些快速成形機的原理基本都是先通過供料系統(tǒng)在工作臺上鋪上一層材料，然后利用激光等一些大能量設備對材料進行光固化或燒結(jié)，然后再供料。這樣一層一層的制作出完整的工件。快速成形機為制造業(yè)的發(fā)展做出了卓越的貢獻，特別是新產(chǎn)品的設計、驗證方面尤為顯著，但是隨著時代的發(fā)展，快速成形機的缺點也越來越突出。比如，由于快速成形機的工作原理和結(jié)構(gòu)等問題，它們所適用的材料很有限，材料的局限性直接導致了工件大多還只能用于形體觀察的樣品，而不是可真實使用的功能構(gòu)件。還有快速成形機采用的是激光器和振蕩鏡等這些價格昂貴的儀器，所以其制造成本較高，很難大范圍推廣，由此3D打印技術(shù)應運而生。目前的3D打印系統(tǒng)控制精度有待進一步的改進，沒有設置FPGA模塊，導致整個系統(tǒng)穩(wěn)定性差。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種智能化打印系統(tǒng)。
[0005]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]一種智能化打印系統(tǒng)，包括PC主控機、USB通訊模塊、Arduino模塊、步進電機驅(qū)動電路、FPGA模塊、溫度控制電路、壓電片、工作臺電阻絲、溫度檢測電路，所述PC主控機的輸出端與所述USB通訊模塊的輸入端相連，所述USB通訊模塊的輸出端與所述Arduino模塊的輸入端相連，所述Arduino模塊的輸出端分別與所述步進電機驅(qū)動電路的輸入端、所述FPGA模塊的輸入端、所述溫度控制電路的輸入端相連，且所述度控制電路的輸出端與所述工作臺電阻絲相連，所述工作臺電阻絲通過溫度檢測電路與所述PC主控機相連。
[0007]作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，該智能化打印系統(tǒng)還包括X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機，所述步進電機驅(qū)動電路的輸出端分別與所述X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機相連，用于驅(qū)動X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機的動作。
[0008]作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述FPGA模塊的輸出端與所述壓電片相連。
[0009]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型原理簡單、設計合理，該系統(tǒng)中的FPGA模塊可以在百兆赫茲的頻率時鐘下工作，可以產(chǎn)生更為精確的信號，同時FPGA模塊也能夠確保各個信號時序的準確性，能夠提高整個打印系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的原理圖。
【具體實施方式】
[0011]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0012]請參閱圖1，圖1為本實用新型的原理圖。
[0013]所述一種智能化打印系統(tǒng)，包括PC主控機、USB通訊模塊、Arduino模塊、步進電機驅(qū)動電路、FPGA模塊、溫度控制電路、壓電片、工作臺電阻絲、溫度檢測電路，所述PC主控機的輸出端與所述U SB通訊模塊的輸入端相連，所述U SB通訊模塊的輸出端與所述Ar du i no模塊的輸入端相連，所述Arduino模塊的輸出端分別與所述步進電機驅(qū)動電路的輸入端、所述FPGA模塊的輸入端、所述溫度控制電路的輸入端相連，所述FPGA模塊的輸出端與所述壓電片相連，所述度控制電路的輸出端與所述工作臺電阻絲相連，所述工作臺電阻絲通過溫度檢測電路與所述PC主控機相連。
[0014]該智能化打印系統(tǒng)還包括X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機，所述步進電機驅(qū)動電路的輸出端分別與所述X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機相連，用于驅(qū)動X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機的動作。
[0015]該系統(tǒng)中的FPGA模塊可以在百兆赫茲的頻率時鐘下工作，可以產(chǎn)生更為精確的信號，同時FPGA模塊也能夠確保各個信號時序的準確性，能夠提高整個打印系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。
[0016]該智能化打印系統(tǒng)的工作原理為:在計算機中建立三維模型，利用軟件完成切片，生成G代碼，通過USB通訊模塊，將其傳輸?shù)紸rduino模塊中，由Arduino模塊輸出控制指令，控制噴頭的工作，驅(qū)動X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機，帶動噴頭相對于工作臺進行X、Y、Z三個方向的相對移動。噴頭在Y、Z方向上的運動；工作臺在X方向上運動。FPGA模塊從Arduino模塊中得到控制數(shù)據(jù)，產(chǎn)生驅(qū)動噴頭的控制信號和高壓點火脈沖信號，再將信號送給噴頭接口模塊，數(shù)字信號形式的高壓點火脈沖輸入到D/A轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)功率放大模塊放大，按照噴頭驅(qū)動控制時序?qū)⒏邏狐c火脈沖送給噴頭接口，控制噴頭進行打印成形。每完成一層的成形，噴頭沿Z軸向上移動一個層厚，再進行下一層的打印，直到全部模型完成。工作臺的溫度控制系統(tǒng)，則是在工作臺上安裝一個溫度傳感器，當溫度低于設定的范圍，就給加熱電阻絲通電，進行加熱，當溫度達到設定的范圍，停止對加熱電阻絲通電。
[0017]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種智能化打印系統(tǒng)，其特征在于:包括PC主控機、USB通訊模塊、Arduino模塊、步進電機驅(qū)動電路、FPGA模塊、溫度控制電路、壓電片、工作臺電阻絲、溫度檢測電路，所述PC主控機的輸出端與所述USB通訊模塊的輸入端相連，所述USB通訊模塊的輸出端與所述Ar du i no模塊的輸入端相連，所述Ar du i no模塊的輸出端分別與所述步進電機驅(qū)動電路的輸入端、所述FPGA模塊的輸入端、所述溫度控制電路的輸入端相連，且所述度控制電路的輸出端與所述工作臺電阻絲相連，所述工作臺電阻絲通過溫度檢測電路與所述PC主控機相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化打印系統(tǒng)，其特征在于:還包括X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機，所述步進電機驅(qū)動電路的輸出端分別與所述X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機相連，用于驅(qū)動X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機的動作。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能化打印系統(tǒng)，其特征在于:所述FPGA模塊的輸出端與所述壓電片相連。
【文檔編號】B29C67/00GK205522514SQ201620061292
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月21日
【發(fā)明人】張泊平
【申請人】許昌學院