一种3D打印机挤出头梯形速度曲线控制系统

摘要

本发明公开了一种3D打印机挤出头梯形速度曲线控制系统，包含一种全新的梯形速度曲线控制机制。与传统的由固件程序来实现梯形速度曲线控制不同，本发明是基于硬件实现速度控制。摒弃了原解决方案需要定时器中断程序驱动挤出头运行的缺陷，所有计算过程用硬件IP核(知识产权核)实现，其划分为几个功能子模块，各自负责不同的功能。硬件化的设计在输出3D打印机挤出头梯形速度曲线时简化了计算过程，释放了CPU的负荷，增强了计算的稳定性，减少了计算时间，为提高3D打印机打印速度做出贡献。

主权项

一种3D打印机挤出头梯形速度曲线控制系统，其特征在于，其所有计算过程用硬件IP核实现，包括运动参数预处理模块、速度曲线生成器模块、速度曲线优化器模块、输出模块、系统控制器模块、块缓存管理模块；运动参数预处理模块最先被执行，用于负责挤出头运动主要参数的计算，且通过相应的条件判断来保证每个运动块能够正确运行而不出现错误，以便后面的模块能正常运行；速度曲线生成器模块、速度曲线优化器模块和输出模块对块缓存管理模块中的RAM缓存器进行读写操作，且依序被执行；速度曲线生成器模块通过运动参数预处理模块的输出参数利用梯形速度曲线生成器来规划每个运动块的运行轨迹，即产生相应的梯形速度运动曲线；速度曲线优化器模块负责RAM缓存器中所有的块的运动规划，即将所有块的单个梯形速度曲线首尾相连，形成一个完整的速度曲线，使得RAM缓存器中所存放的块能够连续性运行；输出模块负责从块缓存管理模块中取出的挤出头运动的相关速度数据，传递给外设步进电机驱动器模块，驱动挤出头按照指定的运动轨迹运行；系统控制器模块负责完成速度曲线生成器模块、速度曲线优化器模块和输出模块的执行优先级；块缓存管理模块负责根据输入的读写信号和读写地址，读取或写入相对应的数据，并会反馈RAM缓存器的首尾地址以及空满状态。