采用嵌入式实时操作系统μC/OSⅡ的3D打印机的控制系统

作者：毕宏彦，赵博，卫甜蜜，丁浩　　本文详细讲解了三维打印机原理与控制系统，重点阐述了使用mu;C/OSⅡ操作系统研发三维打印机中任务的区分及任务间的通信技术。将三维打印机分成4个用户任务，分别是触摸屏操作者任务，显示屏表明任务，数据分解任务，打印机任务。

　　凭借mu;C/OSⅡ灵活性的任务间通信的能力，使用消息邮箱Mbox从数据分解任务中将打印机数据传输给打印机任务。在有所不同任务中，将继续不必须工作的任务悬挂起，而将必须工作的任务完全恢复运营，完满地构建了三维打印机的较慢、准确掌控。　　0章节　　三维打印机生产是近年来较慢生产领域的热点技术之一，根据本小组的研究，使用mu;C/OSⅡ操作系统研发三维打印机，需要将打印机的各项工作分解成为有所不同的任务，每个任务已完成特定的一些工作，从程序模块的区分上，任务具体，层次明晰。

其中关键是有所不同任务之间的实时与通信，凭借mu;C/OSⅡ系统灵活性的任务间通信的能力，经过精心设计和调试，完满地构建了任务间的通信。使各个任务协调一致、有条不紊的工作，构建了三维打印机的较慢、准确掌控。

　　1三维打印机原理与控制系统概述　　三维打印机的打印头相同在一个确认的高度上，打印机的零件处在打印头下面的工作台上，对零件从最底层往上展开逐级打印机，打印机完了一层，工作台下后移一层，再行打印机零件的上一层。工作台上下移动称作Z向移动，由一个掌控Z向运动的电机驱动，在打印机一个零件时，有两个送来丝电机，一个送来细丝，用作基础骨架打印机，另一个送来细丝，用作零件细致部分的打印机。打印机前在PC计算机上对零件展开三维打印机的数据处理，将零件分成若干层，每层厚度为Delta;h，每层按照拟合方向区分为若干密切邻接的剖面线，打印机打印机的就是这些剖面线。打印机确认的一层时，打印头的运动是一个二维平面运动，每一条线的打印机，都是由X方向的驱动电机和Y方向的驱动电机协同工作，已完成一条线的打印机。

这样逐项线打印机直到打印机完本层的所有线条，就已完成了本层的打印机。这样，共计必须X向、Y向、Z向3个电机及2个送来丝电机总计5个电机的实时控制，才能构建三维打印机。因此三维打印机可以视作一个五轴同步系统。　　对其控制系统研究的结果是，使用目前ARM近期版本V7架构的ARMCortexM3作为主控器的CPU是很好的一个自由选择。

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