Μελέτη και σχεδιασμός συστήμτος ελέγχου τρισδιάστατου εκτυπωτή - Καρούζος, Κωνσταντίνος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών, 2015)
Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία πραγματεύεται την μελέτη και τον σχεδιασμό ενός συστήματος τρισδιάστατης εκτύπωσης, όσον αφορά την οδήγηση, τον έλεγχο και τον προγραμματισμό των λειτουργικών του στοιχείων. Πρόκειται για τον σχεδιασμό ενός αυτόνομου συστήματος το οποίο δέχεται εντολές της γλώσσας ελέγχου εργαλειομηχανών G-Code και επιδρά σε ένα καρτεσιανό ρομποτικό σύστημα 2 ½ βαθμών ελευθερίας που φέρει μηχανισμό θέρμανσης και εξώθησης πλαστικού. Η λογική της εφαρμογής και η επεξεργασία των διαφόρων δεδομένων υλοποιείται από ενσωματωμένους μικροεπεξεργαστές, οι οποίοι αλληλεπιδρούν με τα περιφερειακά συστήματα μέσω ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Μελετήθηκε και σχεδιάστηκε σύστημα οδήγησης ηλεκτρικών βηματικών κινητήρων με την χρήση ηλεκτρονικών ισχύος, αλλά και κυκλωμάτων υλοποίησης λογικής με την βοήθεια μικροελεγκτών. Αντίστοιχο σύστημα οδήγησης σχεδιάστηκε και για τον έλεγχο του μηχανισμού θέρμανσης του θερμοπλαστικού υλικού. Για τον έλεγχο της θερμοκρασίας εφαρμόστηκε σύστημα αυτομάτου ελέγχου διακριτού χρόνου τριών όρων, υλοποιημένο σε λογισμικό. Η λειτουργία των συστημάτων οδήγησης ρυθμίζεται με την χρήση σημάτων ελέγχου με βάση γενικευμένο πρωτόκολλο διεπαφής. Για τον έλεγχο των συστημάτων οδήγησης μελετήθηκε και σχεδιάστηκε σύστημα ανάλυσης των εντολών κίνησης. Το σύστημα αυτό εφαρμόζει την τεχνική Ψηφιακής Διαφορικής Ανάλυσης για την παρεμβολή κινήσεων γραμμικής και κυκλικής τροχιάς και παράγει τα χρονικά σήματα που καθορίζουν την κίνηση των κινητήρων. Παράλληλα γίνεται έλεγχος της στιγμιαίας ταχύτητας της κεφαλής χρησιμοποιώντας τεχνική ρύθμισης διάρκειας της περιόδου δειγματοληψίας, ώστε η κυματομορφή της ταχύτητας να παρουσιάζει συνέχεια ως προς τον χρόνο με σκοπό την εξομάλυνση της κίνησης. Κατά την μελέτη των ανωτέρων συστημάτων σχεδιάστηκαν τα αντίστοιχα ηλεκτρονικά κυκλώματα και γράφτηκε το λογισμικό των διάφορων διεργασιών σε γλώσσα C, κυρίως για εκτέλεση από μικροελεγκτές της οικογένειας Atmel AVR ΑΤmega.