[实用新型]一种激光3D打印运动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种运动控制系统，尤其涉及一种激光3D打印运动控制系统。

背景技术

3D打印技术是基于材料堆积法的一种高新制造技术。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料学和激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将涉及思想编程并具有一定功能的原型直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供一种新手段。

3D激光打印需要从三方面进行控制，其一是三轴联动运动，这种运动的精确性、稳定性直接影响打印成品的质量；其二是激光器的控制，控制激光器引导光开启、程序启动等；其三是被加工零件的外形输入接口，接收零件外形加工文件，如G代码等。此外，还需要控制相关设备，比如伺服电机、编码器等。这就需要一种既能实现运动控制，又能与其它相关设备通讯，控制组成结构相对复杂的设备。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种激光3D打印运动控制系统，实现三轴联动运动控制及相关设备控制。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种激光3D打印运动控制系统，包括人机交互界面、IMAC控制器、扩展IO卡，IMAC控制器为核心部件，人机交互界面与IMAC控制器相连接，IMAC控制器与扩展IO卡相连接，扩展IO卡与IPG激光器连接通讯，所述的IMAC控制器主要包括AMP模拟量接口、ENC编码器差分输入接口、FLAG端子接口，AMP模拟量接口与伺服电机连接，接收伺服电机的模拟量输入信号；ENC编码器差分输入接口与编码器相连接，IMAC控制器通过ENC编码器差分输入接口实时读取编码器反馈信号；FLAG端子接口与IPG激光器连接，接收IPG激光器发出的X、Y、Z三轴的正限位、负限位及回零位信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

实现了激光器的三轴联动运动的精确控制及相关设备通讯及控制，采用开放式网络结构，系统结构简洁，并便于改造扩展。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的控制原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

见图1、图2，一种激光3D打印运动控制系统，包括人机交互界面、IMAC控制器、扩展IO卡，IMAC控制器为核心部件，人机交互界面与IMAC控制器相连接，IMAC控制器与扩展IO卡相连接，扩展IO卡与IPG激光器连接通讯，所述的IMAC控制器主要包括AMP模拟量接口、ENC编码器差分输入接口、FLAG端子接口，AMP模拟量接口与伺服电机连接，接收伺服电机的模拟量输入信号；ENC编码器差分输入接口与编码器相连接，IMAC控制器通过ENC编码器差分输入接口实时读取编码器反馈信号；FLAG端子接口与IPG激光器连接，接收IPG激光器发出的X、Y、Z三轴的正限位、负限位及回零位信号。

见图1，采用VC编辑语言编写的人机交互界面，通过动态链接库Pcomm32.dll以调用函数的形式与IMAC控制器进行通讯，一方面由用户操作向IMAC控制器及扩展IO卡发送控制指令，另一方面还能实时读取并显示设备运行状态和机床各轴的运动状态。除了与相关设备实时通讯外，还需要控制电机实现三轴联动和读取设备信息，再反馈到人机交互界面，IMAC控制器为了满足通讯要求，网络接口包括以太网接口、通用数字量IO点接口、AMP模拟量接口、ENC编码器差分输入接口。相关设备包括电机及相关检测设备，执行IMAC控制器及扩展IO卡发出的相应动作和反馈设备状态信号。

见图2，通过IMAC控制器的AMP模拟量接口和ENC编码器差分输入接口分别与电机和编码器相连，控制伺服电机转动位置和转动速度。IMAC 400控制器中，ENC1是增量式编码器反馈输入，端子11，6，12，7，13，8为三路编码器差分输入，与电机编码器CN1端子中的33，34，35，36，19，20相接。AMP1是模拟量输出端子，4，5为DAC模拟量输出，接电机CN1端子的5，6再分别短接到9，10，它可以输出-10～10V模拟量控制信号。端子3为控制使能输出的常开点，接到电机CN1的40端子，用于控制命令输出。端子12为错误信号输入，接到电机CN1的31端子。端子15为电源24V电源输出，接电机CN1端子的47，其他连线为地线和公共线，短接即可。

本实用新型实现了激光器的三轴联动运动的精确控制及相关设备通讯及控制，采用开放式网络结构，系统结构简洁，并便于改造扩展。