[发明专利]多轴联动经济型系统的控制电路及在面向FDM中的应用在审

专利信息
申请号: 201911403117.3 申请日: 2019-12-31
公开(公告)号: CN110879563A 公开(公告)日: 2020-03-13
发明(设计)人: 张建华;葛红宇;李承锦;林健;李鲁;俞耀 申请(专利权)人: 南京工程学院
主分类号: G05B19/042 分类号: G05B19/042
代理公司: 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350 代理人: 汤东凤
地址: 211167 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 联动 经济型 系统 控制电路 面向 fdm 中的 应用
【说明书】:

一种多轴联动经济型系统的控制电路,其基本逻辑结构单元包括:SPI读模块SpiRd、SPI写模块SpiWr、指令译码模块DecInstr、PWM输出控制模块U1PwmDrv、采集转换控制模块U0MaxDrv、开关量输出模块DigOutP、开关量输入模块DigInP、运动指令队列模块mInstr、运动指令执行控制模块ExeInstr、X向运动控制模块UxMtDrv、Y向运动控制模块UyMtDrv、Z向运动控制模块UzMtDrv与W轴动作控制模块UwMtDrv。该控制电路是面向FDM的一类经济型数控电路;X向运动控制模块UxMtDrv、Y向运动控制模块UyMtDrv、Z向运动控制模块UzMtDrv分别对应控制FDM的oxyz坐标系内的X/Y/Z向运动;W轴运动控制模块UwMtDrv对应控制FDM的喷丝动作。

技术领域

本技术方案属于数控技术领域,具体是多轴联动经济型系统的控制电路及在面向FDM中的应用。

背景技术

三维打印基于离散-堆积的观念,通过二维层面的加工实现空间三维形状,能够极大降低复杂三维结构的加工难度,是当前制造领域的一个重要研究内容。高性能加工控制方法及系统等均是三维打印领域的重要研究方向。结合三维打印在新型成型工艺、方法、材料与金属零件成型等方向的发展,研究低成本、高精度、高集成度、高可靠性、具有可扩展功能与重构功能的新型3D打印控制方法与经济型系统是该方面研究的重要内容。

同时,个性化、差异化的社会需求也对生产系统的适应性、复杂度提出了更高的要求,适应多变市场、快速变化产品的低成本、高柔性、高复杂程度的经济型数控,是生产现场对加工系统的急迫要求。

发明内容

本发明根据上述状况,研究面向三维打印的控制技术,并加以扩充至面向其它典型多轴联动被控对象,提出一种多轴联动经济型系统的控制电路,其基本逻辑结构单元包括:

SPI读模块SpiRd、SPI写模块SpiWr、指令译码模块DecInstr、PWM输出控制模块U1PwmDrv、采集转换控制模块U0MaxDrv、开关量输出模块DigOutP、开关量输入模块DigInP、运动指令队列模块mInstr、运动指令执行控制模块ExeInstr、X向运动控制模块UxMtDrv、Y向运动控制模块UyMtDrv、Z向运动控制模块UzMtDrv与W轴动作控制模块UwMtDrv;其中:

SpiRd与SpiWr共同实现SPI读写控制;

DigOutP与DigInP实现开关量输入/输出控制;

UxMtDrv、UyMtDrv、UzMtDrv与UwJetMt实现被控对象的XYZW向运动控制;

SpiWr接收SPI总线的MOSI、SCK与NSS信号,并执行数据解析与数据判别,计算指令码CMD、指令数据DInst与数据序号DIndx,然后将计算结果送至DecInstr模块,执行指令译码;

SpiRd响应SPI总线的SCK与NSS信号,将SPI发送寄存器TBuf中的数据按照预定时序送至SPI总线的MISO端口;

DecInstr接收SpiWr输出的指令数据,实现指令译码并执行部分指令;

a、收到运动指令,则计算mInstr指令队列写指针WrP,判断队列满状态QueF,并根据写指针WrP,将数据入mInstr指令队列,等待指令执行控制模块ExeInstr处理;

b、收到PWM输出、采集转换或开关量输出指令,则DecInstr将指令参数送至相应PWM输出、采集转换或开关量输出模块电路,启动U1PwmDrv、U0MaxDrv或DigOutP,输出预定的PWM波形、启动采集转换或输出指定的开关量;

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