摘要：3D打印的新闻近来经常出现在人们眼中，比如3D打印手枪、3D打印器官、3D打印房屋等刷新民众的认识。它最大的优点就是设备简单，连续打印，材料多样，污染小，打印全自动化等等。

本文主要设计了一个3D打印机控制系统。文章首先结合3D打印机技术的简介，分析3D打印机控制系统的设计需求，并在此基础上选择3D打印机控制系统控制方案，提出3D打印机控制系统总体结构设计方案。然后重点从硬件设计和软件设计两个方面分析和研究了3D打印机控制系统的详细设计。其中系统的硬件部分包括核心控制模块的选择以及电路设计、电机驱动模块的设计、温度控制模块的设计、通信模块的设计以及电源模块的设计。软件设计主要结合Arduino开发环境设计程序，包括主程序设计、电机驱动子程序设计、温度控制子程序设计以及通信程序设计。最后从硬件调试和软件测试两个方面分析和研究本文设计的3D打印机控制系统的有效性。

关键词 3D打印机技术；控制系统；温度控制

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论-1

1.1 研究背景及意义-1

1.2 3D打印技术简介-2

1.3 国内外研究现状-2

1.3.1 国外研究现状-2

1.3.2 国内研究现状-3

1.4 主要研究内容-3

第2章 3D打印机机械结构设计-4

2.1 3D 打印机的工作原理-4

2.2 3D 打印机的机械结构分析-4

2.2.1 机架选择-6

2.2.2 工作平台设计-6

2.2.3 轴运动系统设计-7

2.2.4 挤出机构设计-10

2.3 机械部分相关计算-12

2.4 本章小结-13

第3章 3D打印机控制系统的硬件设计-15

3.1 3D打印机控制系统的设计需求-15

3.2 3D打印机控制系统总体结构设计-15

3.2.1 主控芯片选择-16

3.2.2 电机驱动模块设计-16

3.2.3 温度控制模块-18

3.2.4 通信模块设计-20

3.2.5 电源模块设计-20

3.3本章小结-21

第4章 3D打印机控制系统的软件设计-22

4.1 3D打印机的软件配置-22

4.1.1 切片软件-22

4.1.2 上位机控制软件-22

4.1.3 主控板固件-23

4.2控制系统主程序流程-24

4.3 主要程序设计-25

4.3.1端口设置-25

4.3.2加热温度上下限的设置-26

4.3.3限位开关设置-26

4.3.4配置打印机的打印范围-26

4.3.5 X、Y、Z轴归位方向设置-27

4.4 步进电机控制算法-27

4.5 PID温度控制算法-29

4.6 本章小结-31

结论-32

致谢-33

参考文献-34

附录-35