课设进展：完成电气控制接线图整体框架绘制

整体设计思路

这张纸叠式三维打印机电路图，可以概括为：以固高运动控制卡为核心，围绕”五轴运动控制 + 激光切割 + 热压成型 + 限位检测 + 安全保护”来搭建整机电气系统。

图中包括 AC220V 输入、空气开关、熔断器、接触器、急停、五轴驱动器、光电限位开关、24V 直流电源、CO₂ 激光电源、温度控制器和固态继电器等部分。

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一、主电源与安全控制

电路从 AC220V 市电输入开始，经过空气开关 QS 和熔断器 FU 进行总电源保护，再通过 KM 接触器主触点向各执行部件供电。

急停按钮 SB 采用常闭触点接入 KM 线圈控制回路。当设备发生异常时，按下急停按钮可切断接触器线圈，使主回路断电，从而实现整机安全停机。

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二、运动控制系统（五轴）

运动控制以固高运动控制卡端子板为核心。控制卡向各轴驱动器输出脉冲信号 PULSE、方向信号 DIR、使能信号 ENA，并接收报警信号 ALARM。

整机共设计五个运动轴：

轴	驱动方式	用途
X 轴	松下 A6 伺服驱动器	高精度平面定位（横向）
Y 轴	松下 A6 伺服驱动器	高精度平面定位（纵向）
Z 轴	步进电机驱动	平台升降
送料轴	步进电机驱动	纸张输送
热压滚筒轴	步进电机驱动	热压滚筒运动

X、Y 轴采用伺服，保证关键运动轴的定位精度；Z 轴、送料轴、热压滚筒轴采用步进，兼顾成本与控制复杂度。

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三、限位检测与保护

各轴均配置光电感应开关作为正/负限位或原点检测信号。每个光电开关由 VCC、GND 供电，输出端 out 接入控制卡的 LIMIT 输入端。

限位信号	对应轴	说明
LIMIT0+ / LIMIT0−	X 轴	正/负方向限位或原点检测
LIMIT1+ / LIMIT1−	Y 轴	正/负方向限位或原点检测
LIMIT2+ / LIMIT2−	Z 轴	正/负方向限位或原点检测
LIMIT3+ / LIMIT3−	送料轴	限位或原点检测
LIMIT4+ / LIMIT4−	热压滚筒轴	限位或原点检测

限位信号既能防止机构超程，也可作为回零参考信号，提高设备运行可靠性。

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四、CO₂ 激光切割

控制卡通过 TTL / GND 信号控制激光电源的开关，实现激光切割的启停控制。激光电源的高压输出端 LASER+ / LASER− 接至激光发射器，用于完成纸张轮廓切割。

激光动作与 X、Y 轴运动轨迹配合，实现按层切割。

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五、热压成型控制

热压部分由温度控制器 + 固态继电器 SSR + 加热回路组成：

• 温度控制器根据设定温度控制固态继电器通断，进而控制加热元件工作，使热压滚筒保持在合适温度。
• 热压滚筒轴由步进电机驱动，完成纸层之间的压合与粘接。

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六、辅助电源与接地

• 24V 直流电源：为控制系统中的继电器、传感器或 I/O 信号提供低压直流电，强电与弱电控制部分分开设计，减少干扰。
• PE 保护接地：贯穿电机、驱动器、激光电源和机壳等金属部件，提高整机电气安全性。

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七、I/O 信号说明

I/O 即 Input / Output（输入 / 输出），指固高运动控制卡端子板与外部设备之间的信号接口。

输入信号 I（外部设备 → 控制卡）

外部设备把状态反馈给控制卡。

输入信号	来自哪里	作用
LIMIT0± ～ LIMIT4±	光电感应开关	各轴正/负限位或原点检测
ALARM / FAU	电机驱动器	驱动器报警反馈给控制卡
EXI0、EXI1	外部输入口	可接按钮、检测开关、水保护、门禁等

输出信号 O（控制卡 → 外部设备）

控制卡发出命令去控制外部设备。

输出信号	接到哪里	作用
PULSE	步进 / 伺服驱动器	脉冲信号，决定电机走多少
DIR	步进 / 伺服驱动器	方向信号，决定正转还是反转
ENA	步进 / 伺服驱动器	使能信号，允许驱动器工作
TTL	CO₂ 激光电源	控制激光开关
EXO0	继电器或其他执行元件	控制外部设备通断

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整体逻辑小结

AC220V 提供动力电源 → 固高控制卡负责运动和工艺动作协调 → 五轴电机完成平台运动、送料和热压动作 → CO₂ 激光系统完成切割 → 温控系统完成热压加热 → 光电开关和急停回路负责安全保护。

各模块之间分工明确，满足纸叠层三维打印机”逐层送料 → 激光切割 → 热压粘接 → 平台定位”的工作流程。