[发明专利]一种3D打印机控制系统

权利要求书

1.一种3D打印机控制系统，其特征在于：包括一微控制单元MCU，微控制单元MCU分别连接USB接口、SD卡接口、X轴原点传感器、Y轴原点传感器、Z轴原点传感器、旋转编码器、热床温度传感器、喷头1温度传感器、喷头2温度传感器、X轴电机驱动、Y轴电机驱动、Z轴电机驱动、挤出机1驱动、挤出机2驱动、风扇1、风扇2、热床加热器、喷头1加热器、喷头2加热器和OLED屏。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印机控制系统，其特征在于：所述微控制单元MCU选用ATMEGA2560芯片。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印机控制系统，其特征在于：USB接口电路通过ATMEGA16U2芯片与微控制单元MCU的UART0发送引脚和接收引脚连接，形成UART总线接口，实现USB通信。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印机控制系统，其特征在于：SD卡接口电路通过连接器与微控制单元MCU的SPI总线主控输入和输出引脚、SPI总线串行时钟引脚、SPI从动选择输入引脚和外部存储器地址锁存使能引脚连接，形成SPI总线接口。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印机控制系统，其特征在于：热床温度传感器、喷头1温度传感器和喷头2温度传感器均选用PT100温度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印机控制系统，其特征在于：X轴电机驱动、Y轴电机驱动、Z轴电机驱动、挤出机1驱动和挤出机2驱动所选的电机驱动芯片均为A4988电机驱动芯片。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印机控制系统，其特征在于：旋转编码器接口电路与微控制单元MCU的UART1接收引脚和外部数据存储器读写控制引脚连接，旋转编码器的型号为EC11B15242AE。

8.根据权利要求1所述的一种3D打印机控制系统，其特征在于：OLED屏接口电路与微控制单元MCU的TWI串行数据引脚、TWI串行时钟引脚和双向I/O引脚连接，形成TWI总线接口，OLED屏用于显示人机交互界面。

9.如权利要求1-8之一所述的一种3D打印机控制系统的运行方法，其特征在于：

微控制单元MCU通过USB接口与外部设备进行交互通信，微控制单元MCU接收外部设备发送的控制命令，控制与其相连的各个功能外设，实现打印机的联机控制功能；

微控制单元MCU通过SD卡接口与SD卡连接，SD卡中存储有包含了喷头和热床需要移动的坐标位置参数和移动速度参数、挤出机的挤丝长度参数和挤丝速度参数、风扇的开启程度参数、加热器的加热温度参数的模型打印控制命令；首先通过X轴原点传感器、Y轴原点传感器和Z轴原点传感器进行原点校准；然后微控制单元MCU读取并解析SD卡中的模型打印控制命令中的加热温度参数对热床加热器、喷头1加热器、喷头2加热器进行控制，使热床和喷头达到预设温度；之后微控制单元MCU读取并解析SD卡中的模型打印控制命令中的喷头和热床移动坐标位置参数和移动速度参数、挤丝长度参数和挤丝速度参数控制各轴电机和挤出机运动实现模型打印，同时解析风扇开启程度参数控制风扇开启程度实现对打印模型的冷却；在打印过程中热床温度传感器、喷头1温度传感器和喷头2温度传感器分别实时地向微控制单元MCU发送温度检测信号对热床、喷头1和喷头2的温度进行实时监测，MCU根据检测温度信号分别控制热床、喷头1和喷头2的加热器，实现打印机的温度控制功能。

10.如权利要求1-8之一所述的一种3D打印机控制系统的运行方法，其特征在于：微控制单元MCU和旋转编码器、OLED屏连接进行人机交互，可以实现对风扇、各轴电机、挤出机以及喷头和热床加热器的检测维修功能：

旋转编码器向微控制单元MCU发送脉冲电信号，微控制单元MCU根据当前的打印机状态，解析接收的脉冲电信号，触发风扇开启程度事件，向风扇接口电路发送风扇开启程度参数，同时更新OLED屏的界面信息，显示最新的风扇开启程度参数；

当OLED屏显示电机、挤出机参数调节界面时，微控制单元MCU利用接收的旋转编码器的脉冲电信号，触发相应的电机调节事件，校准电机步进，提高运动精度，同时更新OLED屏的界面信息，实时显示各轴电机和挤出机的校准参数；

当OLED屏显示喷头、热床温度调节界面时，微控制单元MCU利用接收的旋转编码器的脉冲电信号，触发相应的温度调节事件，调节喷头和热床的加热温度，检测喷头和热床加热性能，同时更新OLED屏的界面信息，实时显示喷头和热床的加热温度。