何 柳,侯媛彬,高美娥,李 东

(西安科技大学，西安 710054)

0 引 言

三维成型机，通俗化名称为3D打印机，是以三维数字化的模型为基础，经软件进行建模和分层等步骤，采用树脂、金属粉末或塑料等一些可粘合材料，通过喷头的三维移动，层层聚集累加，最终制造出三维实体产品[1-2]。因其成型速度快，加工材料种类多,节约材料成本等优点，被广泛地应用到医学工程、机械制造、珠宝、航空加工等领域[3]。因此，如何结合优化算法来提高三维成型系统的控制精度是目前主要的研究方向。

近几年，国内外众多厂商及专家学者致力于研究三维成型机的快速制造装备及其应用。如美国Stratasys公司推出的Dimension1200es系列高端成型机，西北工业大学的黄卫东院士对激光立体成型技术的研究应用[4]及华中科技大学以史玉升为带头人的团队对工业级快速制造装备的研制[5]。在成型系统的协调控制方面，大部分专家选用传统的PID优化控制。但由于PID算法对系统的适应性差，参数整定不良，经常导致打印出的物品出现薄厚不均、表面粗糙、产品精度较低等情况。针对上述问题，本文提出将模糊神经网络与PID结合起来以控制三维成型机中的五轴电机。实验及仿真结果表明，基于模糊神经网络PID控制的三维成型机在成型精度、协调性能及系统稳定性上等都有所提高。

1 系统描述

1.1 总体描述

三维成型机是将需要打印出的产品模型数据录入成型机中，机器按照该数据将产品层层打印出来，采用堆叠薄层[5]的方式进行成型。……