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研究生: 潘天佑
Tien-yu Pan
論文名稱: 3D噴印快速原型系統之研製
Development of a 3D Printing Rapid Prototyping System
指導教授: 唐永新
Yeong-Shin Tarng
口試委員: 鍾國亮
Kuo-Liang Chung
洪西進
Shi-Jinn Horng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 100
中文關鍵詞: 快速原型微處理器機電整合
外文關鍵詞: mechatronics, microcontroller, Rapid Prototyping
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  • 本論文之研究重點在於將印表機噴印模組(Y軸)整合於自行開發之X、Z軸機台上,完成3D噴印快速原型系統之研究。首先,量測印表機之驅動訊號,並依噴印時之加減速及X、Z兩軸機構之運動方程式推算出傳動軸所需轉矩,以選用合適之驅動馬達。本系統使用單晶片(PIC16F877)為控制核心,並透過人機介面的操作將控制指令經由RS232串列通訊傳送至單晶片,以達到3D噴印之運動控制。結果顯示,由實體原型之製作可驗證此整合方式與整合系統之可行性。


    The purpose of this paper is to develop the 3D printer RP system by integrating the printing device of printer (Y-axis) and the X-Z stage. We first measure the signal of the printer, and than calculate the torque of the X-Z axis according to the acceleration of printing and the dynamic equation of the transmission mechanism. The RP system uses PIC16F877 as its control unit, and the human-machine interface is achieved by LabVIEW. A user can input command to PC and than transmits through RS232 transmission module to the PIC16F877 to complete the motion and process control. The feasibility of integrated method is verified by the experiments of a solid model.

    目錄 摘要I AbstractII 致謝III 目錄IV 圖索引VIII 表索引XI 第一章 緒論1 1.1研究動機與目的1 1.2研究方法與步驟3 1.3本文架構4 第二章 文獻探討5 2.1快速原型的原理5 2.2快速原型的分類7 2.3 3D噴印製程9 2.3.1 3D噴印快速原型系統之優缺點11 第三章 系統架構12 3.1 3D噴印原型機設計概念12 3.1.1軟體架構12 3.1.2硬體架構14 3.2資料擷取架構17 3.2.1資料擷取卡17 3.2.2 Canon印表機列印訊號擷取測試19 3.2.3 Canon印表機馬達驅動訊號擷取測試20 第四章 步進馬達驅動系統22 4.1步進馬達的簡介23 4.2 RP系統之機構模型分析26 4.2.1等值慣性值的求法27 4.2.2 X軸系的分析31 4.2.2 Z軸系的分析33 4.3步進馬達驅動方法35 4.3.1定電壓驅動35 4.3.2二電源驅動36 4.3.3定電流驅動37 4.3.4步進馬達驅動IC38 第五章 微處理器之程式流程規劃40 5.1 PIC16F877的簡介40 5.2微處理器之程式流程42 5.3資料傳輸及通信45 5.3.1 SPI串列通訊模組46 5.3.2 USART串列通訊模組49 5.4馬達的速度曲線規劃53 第六章 系統整合與實驗結果56 6.1系統整合之軟體開發57 6.1.1快速原型系統之電腦輔助設計57 6.1.2人機控制介面59 6.2實驗結果62 6.2.1幾何形狀62 6.2.2工業用小型風扇64 第七章 結論與未來展望65 7.1結論65 7.2未來展望66 參考文獻67 附錄A 3D噴印快速原型機之實體圖70 附錄B 步進馬達之規格71 附錄C X、Z軸相關參數74 附錄D L297、L298相關規格表76 附錄E Z軸馬達加減速之計算結果78 附錄F 3D幾何形狀之量測資料81 附錄G PIC16F877相關暫存器82 附錄H CANON i320規格表84 作者簡介85

    參考文獻
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