Delta 打印机的 0.9° 电机?

3D打印 三角洲 发动机
2021-05-14 12:09:18

我用 ATMega 板和 1.8° 电机制造了一台便宜的 Delta 打印机。微步进限制为 1/16。除了不错的打印质量外,我还观察到平面上的莫尔效应。莫尔条纹显然是由 1.8° 电机步进和低微步进两者的组合引起的。

我想过使用 0.9° 步进电机以及支持 < 1/32 微步进的板和驱动器的组合。是否在某处进行了比较以说明较大 delta 打印机的潜在质量差异,这是消除莫尔效应的方法吗?对于笛卡尔打印机,我不会费心使用这样的电机,但我注意到增量打印机需要在更小的步长下获得更高的保持扭矩。

例子

不是我的一张照片,但这就是它的样子 在此处输入图片说明

3个回答

Delta 机器人始终需要所有电机步进以保持直线水平。微步,并不神奇,每一步增量扭矩都会减少,因此您更有可能错过几个微步。此外,为微步定位产生电压的信号通常不是完美的正弦波(脉宽电压调制用于通过控制电流实现微步;驱动器发送两个相位相差 90 度的电压正弦波以电机绕组),微步进驱动器只能近似一个真正的正弦波这意味着一些转矩脉动、共振和噪声仍然存在,从而导致奇怪的步进行为,如下面的参考文献所示。 (在半步之后,步进器跳到整步并保持该值一段时间):

在此处输入图片说明

在您的印刷产品中被视为莫尔图案。例如,如果头部在 Z 方向上以微步移动,您几乎肯定会注意到头部不会在每个微步上移动,而是每隔 3 或 4 微步(作为示例)移动。当使用更高分辨率的步进电机(如 0.9° 步进电机)时,您仍然会错过微步(例如,相同的,因此头部每 3 或 4 微步移动一次),但由于微步是1.8°步进电机之一,精度和分辨率的精度更高。

从这个意义上说,如果您将步进驱动器更改为更高的微步进驱动器(从 1/16 到您提到的 1/32),它不会帮助您提高分辨率,因为从一个到另一个 1/32 的增量扭矩微步低于 1/16 微步,如下图所示(取自此参考文献)。

作为微步长函数的增量步进扭矩

因此,使用 0.9° 电机(并保持 1/16 微步)提高了定位精度,同时也降低了噪音,因为单位角度误差的扭矩几乎翻了一番。还请记住,如果您使用的是 8 位电子设备(您暗示使用 ATMega 板),那么即使是 1/32 微步也会给处理器带来负担以实现合理的移动速度。对于 8 位电子设备,通常建议使用 1/16 步进。

对于大多数用户来说,将现有打印机从 1.8° 步进电机升级到 0.9° 步进电机可能不值得(请注意,使用 0.9° 步进电机时,最大允许速度也会降低)。除非您正在设计和构建新的三角洲,或者预算不紧,否则您可以选择购买 0.9° 步进电机的额外费用。

请注意,更新到更高的微步进值并不一定意味着您的产品质量也会提高。参见例如这个参考

您在那里看到的通常被称为“鲑鱼皮”,这不是电机步进的结果,而是由于电机的功率反馈。在每个轴上安装一组回扫二极管(您可以购买专门为打印机电机预制的这些二极管,通常每个电机 8 个二极管),您应该发现问题要么最小化,要么完全消除。这是一个非常便宜的升级,我很惊讶它不是现在影响驱动程序的打印机的标准功能。

我正在查看您提供的示例打印并试图了解缺陷。对象是否垂直打印,以便对象 Z 轴在图片中从上到下运行?

如果是这样,那么水平缺陷看起来像共振伪影,这可能是由于您提出的步进电机对小运动命令没有响应的问题引起的。阻止电机响应的唯一因素是静摩擦力,或难以启动运动。静摩擦是摩擦的非线性方面,其中“起始”摩擦高于“滑动”摩擦。可能值得检查必须相互滑动的表面,并确保它们使用干燥、非粘性的润滑剂进行润滑。

典型的 delta 机器在每一层上的行为方式相同。控制每个 x、y 和 z 点在塔上的 delta-leg 顶部应该有多高的方程在 Z 中是线性的,但在 X 和 Y 中是非线性的。考虑到这一点,我没有假设来描述那些如果是木纹就会被描述为大教堂的缺陷。

或者,也许打印的对象使显示的表面与床平行?如果是这样,缺陷看起来不仅仅是几个微步。一个驱动器是否可能无法正常工作?如果是这样,我建议大教堂指向(或指向)塔上的电机不像其他电机那样工作。它可能与塔架绑定得太紧,或者滑轮可能松动,或者两个线圈之一的驱动器无法正常工作。