密歇根大學工程學院的可持續(xù)智能自動化實驗室（S2A）正在開發(fā)一種算法，可以將桌面3D打印機的速度提高一倍，而不影響打印精度和質(zhì)量。它的工作原理是使用B樣條濾波器（FBS）算法來調(diào)整控制3D打印機，減少不必要振動的同時提高打印速度。本周早些時候，我們收到了Chinedum Okwudire博士團隊振動補償算法的最新消息，他是該大學機械工程副教授和S2A實驗室主任。

      在過去的一年里，S2A實驗室研究人員一直致力于將振動補償算法集成到Marlin步進電機固件中，并將其開源發(fā)布到3D打印社區(qū)。但是由于ATMega2560微控制器的計算能力和內(nèi)存不足，該算法的實際測試并沒有成功。目前團隊正在研究將其開放源碼發(fā)布到運行在更強大微控制器上的固件上，而隨著工作的推進，他們將對此進行更多的更新。

      其實，該創(chuàng)造性的的振動補償算法并不是S2A實驗室研究的唯一項目，Okwudire教授向我們解釋道“與此同時，我們一直在試驗一種控制3D打印機的新方法，我們將步進電機命令（以及其他初級控制命令）移到云端生成，而不是在微芯片中，這個想法的工作原理類似視頻流，可以算是OctoPrint，Astroprint和3DPrinter OS如何工作的精致版本。它使得支持Wi-Fi的3D打印機能夠訪問像我們這樣的高級算法，整個過程在云端運行，無需非常強大的微控制器。我們的初步成果非常令人鼓舞，能夠通過南卡羅來納州和澳大利亞的云控制器，來補償位于密歇根州的3D打印機的振動，這項工作的詳細信息已發(fā)表在Inventions的3D打印創(chuàng)新?？??！?/p>

      這篇題為“在云端進行3D打印機的初級控制：向3D打印機控制即服務(wù)邁出的一步”的論文中（Low-Level Control of 3D Printers from the Cloud: A Step toward 3D Printer Control as a Service），該團隊發(fā)表了他們的工作細節(jié)，論文摘要中寫道“控制即服務(wù)（CAAS）是一種新興的范例，3D打印機的初級控制將從本地控制器移動到云端，并作為按需服務(wù)提供給設(shè)備。因計算限制，這些算法可能無法在本地控制器上執(zhí)行，而CAAS使設(shè)備可以訪問高級控制算法，這是他的最大優(yōu)勢之一。作為邁向3D打印機CAAS的一步，本文將通過初級步進電機命令（而不是高級G-Codes）直接從云端傳輸?shù)皆O(shè)備來演示3D打印機的控制。該3D 打印機位于密歇根大學安娜堡分校，其步進電機指令是使用在南卡羅來納州和澳大利亞的Google云服務(wù)器上運行的高級運動控制算法計算的。步進電機命令使用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送并緩沖以減輕傳輸延遲，包括檢查以確保傳輸數(shù)據(jù)的準確性和完整性。在兩個位置使用基于云的控制器打印過程中，即使出現(xiàn)傳輸延遲，但打印并不會收到影響。此外，使用基于云的控制器，打印部件的速度比使用標準本地控制器快54％，而不會降低精度?！?/p>

      控制即服務(wù)（CAAS）只是云計算和云制造等幾個示例中的一個，這些示例受到云計算和其他面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的啟發(fā)，它的工作原理如下：設(shè)備的初級控制功能從本地控制器移出到云，然后可以遠程按需訪問它們。多個3D打印服務(wù)依賴于SOA和云計算，通過基于Web的無線主機平臺（如OctoPrint，3DPrinterOS和Astroprint）遠程控制3D打印機，這些類型的平臺將G碼或等效物從云發(fā)送到3D打印機，同時將較簡單的計算分配給微控制器。

3D打印機是推進CAAS的一個很好的案例研究，特別是因為其中許多（特別是桌面級3D打?。┰诒镜乜刂破魃系挠嬎阗Y源非常有限，研究人員寫道 “通過CAAS提供的基于云的控制算法，可以以低成本顯著提高桌面3D打印機的控制性能。本文介紹了從云端對桌面3D打印機進行初級運動控制的初步工作，作為深入研究3D打印機CAAS（3DPCAAS）的第一步。它不僅表明從云端對3D打印機進行初級控制是可行的，而且還展示了使用先進的基于云的運動控制器通過標準本地控制器實現(xiàn)的3D打印速度和準確性的巨大改進”

3D打印城堡使用：（a）本地控制器; （b）南卡羅來納州的云控制器; （c）澳大利亞云控制器。

      S2A實驗室建立了一個網(wǎng)站，為那些希望研究這個想法并在自己的3D打印機上測試的人們提供交流場所。這項工作仍然正在實驗階段，但它已顯示出巨大的潛力。它可能會成為3D打印機控制的下一代方式，3D打印機可以按需訪問強大的算法，無需升級到功能強大的微控制器即可提高性能。