[發明專利]多軸聯動經濟型系統的控制電路及在面向FDM中的應用

在審

• 申請號: 201911403117.3
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110879563A
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 張建華;葛紅宇;李承錦;林健;李魯;俞耀
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

一種多軸聯動經濟型系統的控制電路，其基本邏輯結構單元包括：SPI讀模塊SpiRd、SPI寫模塊SpiWr、指令譯碼模塊DecInstr、PWM輸出控制模塊U1PwmDrv、采集轉換控制模塊U0MaxDrv、開關量輸出模塊DigOutP、開關量輸入模塊DigInP、運動指令隊列模塊mInstr、運動指令執行控制模塊ExeInstr、X向運動控制模塊UxMtDrv、Y向運動控制模塊UyMtDrv、Z向運動控制模塊UzMtDrv與W軸動作控制模塊UwMtDrv。該控制電路是面向FDM的一類經濟型數控電路；X向運動控制模塊UxMtDrv、Y向運動控制模塊UyMtDrv、Z向運動控制模塊UzMtDrv分別對應控制FDM的oxyz坐標系內的X/Y/Z向運動；W軸運動控制模塊UwMtDrv對應控制FDM的噴絲動作。

技術領域

本技術方案屬于數控技術領域，具體是多軸聯動經濟型系統的控制電路及在面向FDM中的應用。

背景技術

三維打印基于離散-堆積的觀念，通過二維層面的加工實現空間三維形狀，能夠極大降低復雜三維結構的加工難度，是當前制造領域的一個重要研究內容。高性能加工控制方法及系統等均是三維打印領域的重要研究方向。結合三維打印在新型成型工藝、方法、材料與金屬零件成型等方向的發展，研究低成本、高精度、高集成度、高可靠性、具有可擴展功能與重構功能的新型3D打印控制方法與經濟型系統是該方面研究的重要內容。

同時，個性化、差異化的社會需求也對生產系統的適應性、復雜度提出了更高的要求，適應多變市場、快速變化產品的低成本、高柔性、高復雜程度的經濟型數控，是生產現場對加工系統的急迫要求。

發明內容

本發明根據上述狀況，研究面向三維打印的控制技術，并加以擴充至面向其它典型多軸聯動被控對象，提出一種多軸聯動經濟型系統的控制電路，其基本邏輯結構單元包括：

SPI讀模塊SpiRd、SPI寫模塊SpiWr、指令譯碼模塊DecInstr、PWM輸出控制模塊U1PwmDrv、采集轉換控制模塊U0MaxDrv、開關量輸出模塊DigOutP、開關量輸入模塊DigInP、運動指令隊列模塊mInstr、運動指令執行控制模塊ExeInstr、X向運動控制模塊UxMtDrv、Y向運動控制模塊UyMtDrv、Z向運動控制模塊UzMtDrv與W軸動作控制模塊UwMtDrv；其中：

SpiRd與SpiWr共同實現SPI讀寫控制；

DigOutP與DigInP實現開關量輸入/輸出控制；

UxMtDrv、UyMtDrv、UzMtDrv與UwJetMt實現被控對象的XYZW向運動控制；

SpiWr接收SPI總線的MOSI、SCK與NSS信號，并執行數據解析與數據判別，計算指令碼CMD、指令數據DInst與數據序號DIndx，然后將計算結果送至DecInstr模塊，執行指令譯碼；

SpiRd響應SPI總線的SCK與NSS信號，將SPI發送寄存器TBuf中的數據按照預定時序送至SPI總線的MISO端口；

DecInstr接收SpiWr輸出的指令數據，實現指令譯碼并執行部分指令；

a、收到運動指令，則計算mInstr指令隊列寫指針WrP，判斷隊列滿狀態QueF，并根據寫指針WrP，將數據入mInstr指令隊列，等待指令執行控制模塊ExeInstr處理；

b、收到PWM輸出、采集轉換或開關量輸出指令，則DecInstr將指令參數送至相應PWM輸出、采集轉換或開關量輸出模塊電路，啟動U1PwmDrv、U0MaxDrv或DigOutP，輸出預定的PWM波形、啟動采集轉換或輸出指定的開關量；