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不失步的3D打印机

2016-12-19 15:01
   在打印较大模型时,打印时间往往很长,所以各种原因导致的失步几率也相应提高。如果打印过程中甚至将要打印完成时发生失步,就要重新开始,不但浪费了材料,更重要的是时间。[喵喵]
     闭环控制能很好的解决这一问题,源于它的控制原理。不同于普通3D打印机的控制方式,闭环带有反馈机制,通过编码器或光栅尺感知位置和速度等信息,从而对偏差进行调整。配合PID调节,能够实现高精度实时控制。这在数控机床上已有应用。如何为3D打印机加上这一功能呢?[疑问]

      考虑到3D打印机的体积以及操作的简易性,我选择编码器而非光栅尺,但是不要自带编码器的直流电机。因为有时3D打印机的失步并非是电机力矩不够导致堵转,而是硬撞打印件导致的滑齿。将编码器安装在相应输出轴的从动轮上(大部分3D打印机以皮带传动)。X、Y轴各一个。为什么不是3个呢?[bm醒悟]Z轴大部分采用丝杆传动,运动量也很小,基本不会失步。Delta就另当别论了。

   采用直流电机取代步进电机。采用A4988的ramps1.4可以将其拆下,直接由转接板或杜邦线将控制线引出,连接至闭环控制器。一体板可自行引出。将编码器的AB相及电机线接到板子相应引脚上。此外,需要对固件的#define STEPS PER UNIT 100处进行修改。假设,皮带GT2,皮带轮16齿,编码器是 400线,4倍频后,[推荐]400*4/(2*16)=50。

  不仅解决了失步问题,还有效避免了机械装配精度、皮带间隙以及回程差等因素的影响,保证了打印精度和可靠性。[ok]