基于MACH3软件控制的3D打印机常见问题作者：刘子玉吴海江杨晓雨吴俊李勇刘昊来源：《中国科技纵横》2016年第10期【摘要】3D打印技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
它与普通打印机工作原理基本相同，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。
随着3D打印机的兴起，相对3D打印技术方面的问题也会越来越多。
本文将以作者使用MACH3软件控制制作FDM型3D打印机发现的问题为主，结合查阅的资料，与大家共同探讨以找到解决问题的最佳方案。
【关键词】工作原理常见问题打印效果解决方案1FDM型3D打印机工作原理采用FDM技术3D打印机，喷头热熔性丝材（通常为ABS或PLA材料）先被缠绕在供料辊上，由步进电机驱动辊子旋转，丝材在主动辊与从动辊的摩擦力作用下向挤出机喷头送出。
在供料辊和喷头之间有一导向套，导向套采用低摩擦力材料制成以便丝材能够顺利准确地由供料辊送到喷头的内腔。
喷头的上方有电阻丝式加热器，在加热器的作用下丝材被加热到熔融状态，然后通过挤出机把材料挤压到工作台上，材料冷却后便形形成了工件的截面轮廓。
[1]2常见问题及解决方案FDM型3D打印机现在的发展已经趋于成熟，但是还是存在一些问题，结合作者本人在研究过程中发现，对一些问题提出自己的见解。
2.1 温度控制问题及解决方法FDM型3D打印机打印材料为ABS和PLA两种，ABS材料的熔点为210-250度，PLA材料的熔点在180-200度，加热温度偏低，材料的流动性较差，喷嘴出丝不均匀，时快时慢，导致打印出来的实体分层现象严重。
加热温度偏高，材料流动性虽好，但是温度过高会使材料碳化，造成喷嘴的堵塞。
现在市场上主要采用单片机控制3D打印机的加热，价格比较昂贵。
单片机用的软件大多都是开源的，所以打印的稳定性专业性无法保证。
出于成本考虑，作者没有采用单片机进行温度控制。
MACH3接口板使用说明1.电源接线：将接口板上的电源正负极分别与电源的正负极相连，确保接口板正常供电。
2.步进电机接线：将步进电机的A+,A-,B+和B-分别连接到对应的接口板上，接线时要注意极性的正确性，以免损坏电机。
3.限位开关接线：将限位开关的信号接线连接到接口板的对应引脚上，确保在机床运行时能够准确检测到限位信号。
4.运动控制卡接线：将接口板通过并口线或者USB线连接到电脑上，确保电脑能够正常识别接口板并进行通信。
接线完成后，还需要进行一些参数设置才能正常使用MACH3接口板：1.参考点设置：首先需要设置机床的参考点，通过手动调整机床到一个基准位置，然后在MACH3软件的参考点设置界面进行设置。
2.步进电机设置：根据实际步进电机的参数，设置步进电机的步进角度和细分数。
步进角度一般为1.8度，细分数根据精度要求来确定。
3.速度和加速度设置：根据实际需求，设置机床的运行速度和加速度。
速度和加速度设置过高可能导致电机无法正常工作，同时也会影响机床的精度。
4.输入和输出设置：根据实际需要，设置数字输入和输出的功能和映射关系。
可以通过接口板上的输入和输出端口实现一些辅助功能。
5.状态检测设置：设置MACH3软件对机床状态的检测方式，可以设置错误报警和状态显示等功能。
在正常使用MACH3接口板时，可能会遇到一些常见问题，下面是一些常见问题的解决方法：1.机床无法运动：首先检查步进电机的接线是否正确，以及步进电机的参数设置是否符合实际情况。
其次检查接口板的供电情况，确保接口板正常供电。
2.运动不稳定或者步进电机发热：这可能是电机供电不稳定或者过流导致的问题，可以检查电源和电机的额定电压和电流是否匹配，同时检查接口板的供电情况。
3.MACH3软件无法识别接口板：首先检查接口板的连接是否正常，确保并口线或USB线连接稳定。
其次检查电脑的并口或USB驱动是否正确安装。
4.限位开关无法正常工作：检查限位开关的信号线是否接触良好，以及限位开关的参数设置是否正确。
雕刻机接口板使用说明目录一、雕刻机接口板功能简介： (3)二、电气接线图： (3)三、接口板和驱动器的连接方法： (4)四、信号输入接口的连接方法： (4)五、继电器接口的使用： (5)六、并口的25针引脚输出定义： (5)七、Mach3软件的设置和使用方法： (6)7.1 Mach3的启动： (6)7.2 Mach3软件的端口设置： (7)7.3 限位开关的mach3设置： (11)7.4电机调试： (12)7.5 G代码的运行： (14)7.6 如何使用MACH3的手控界面： (16)八、联系我们： (17)一、雕刻机接口板功能简介：1、同时接5块步进电机驱动板器，控制5个步进电机运转2、带四路限位开关接口，可以接限位开关和急停开关，复位，对刀开关等。
3、带继电器控制，可控制雕刻机主轴电机的转动与不转动。
4、工作电压DC5V5、支持mach3软件。
二、电气接线图：三、接口板和驱动器的连接方法：X、Y、Z、4、5轴接口连接驱动板示意图:四、信号输入接口的连接方法：信号输入接口可以接限位开关和急停开关，对刀等，下图都以限位开关示意，具体的使用可以参考mach3中文教程：五、继电器接口的使用：继电器可以控制主轴的启动和停止，要使用该继电器，首先要对软件进行设置，软件的设置在后面章节中会提到。
在使用时即可通过代码控制继电器的吸合和释放，以此控制主轴的启动和停止。
六、并口的25针引脚输出定义：图6.1 并口接口并口简介：电脑的并口是一个25针D型凹槽连接器，图6.1所示为从电脑后方观看得并口插槽，箭头所指的方向为信息流相对电脑的流动方向，如标号为10-13的脚针是对向脑输入数据的。
接口板并口输出信号定义：七、Mach3软件的设置和使用方法：说明：这里将对mach3的基本设置进行讲解，对于mach3的设置是一个复杂的过程，我们这里的介绍主要是针对我们的驱动板进行，让您能够使电机正常转动，对于一些复杂的设置请您参考mach3的使用手册，那里有非常详细和专业的讲解。
电机调速方法电机调速是工业生产中常见的一项技术，它可以通过改变电机的转速来满足不同生产工艺的需要。
在工业自动化控制系统中，电机调速技术的应用非常广泛，它可以提高生产效率，降低能耗，改善产品质量，实现自动化生产。
本文将介绍几种常见的电机调速方法，希望能为大家在工程实践中提供一些参考。
1. 变频调速。
变频调速是目前应用最为广泛的一种电机调速方法。
它通过改变电机输入的电压和频率来控制电机的转速。
变频器是实现这一目的的关键设备，它可以根据生产工艺的需要，精确地控制电机的转速，实现恒定转矩输出。
变频调速具有调速范围广、精度高、响应快的特点，适用于各种负载类型和工艺要求。
2. 软启动调速。
在一些需要对电机进行平稳启动和减速的场合，常常采用软启动调速方法。
软启动器可以通过逐步增加电压和频率，使电机平稳启动，避免了启动冲击和对设备的损坏。
在停机时，软启动器也可以实现平稳减速，延长设备的使用寿命，提高生产效率。
3. 电阻调速。
电阻调速是一种简单粗暴的调速方法，它通过改变电机的外接电阻来调节电机的转速。
这种方法成本低廉，结构简单，但效率较低，调速范围有限，适用于一些简单的负载类型和转矩要求不高的场合。
4. 极数调速。
在一些特殊的场合，可以采用改变电机的极数来实现调速的目的。
通过改变电机的绕组接法，可以改变电机的极数，从而改变电机的转速。
这种方法适用于一些特殊的工艺要求，如风力发电、提升设备等。
5. 双馈调速。
双馈调速是一种较为复杂的调速方法，它通过在电机转子绕组和定子绕组上分别加上可调的电阻，来实现对电机转速的调节。
这种方法调速范围广，适用于一些大功率、大转矩的负载类型。
总结。
电机调速技术在工业生产中起着至关重要的作用，它可以提高生产效率，降低能耗，改善产品质量，实现自动化生产。
在选择电机调速方法时，需要根据具体的生产工艺要求，综合考虑成本、精度、响应速度等因素，选择合适的调速方法。
希望本文介绍的几种电机调速方法能够为大家在工程实践中提供一些参考，帮助大家更好地应用电机调速技。
