Problem z prędkością obrotu silników

Dla zupełnie zielonych w temacie druku 3D
Brodacz
Konto z ograniczeniami
Postów w temacie: 5
Posty: 5
Rejestracja: 24 lip 2020, 21:16
x 1

Problem z prędkością obrotu silników

Post autor: Brodacz »

Hej,
Jestem posiadaczem drukarki domowej roboty, wzorowałem się na Prusie I3 z paroma wyjątkami. Warto tutaj wspomnieć, że to moja pierwsza drukarka, więc doświadczenia nie mam, za wyjątkiem tego co się doczytało w odmętach internetu. Elektronikę mam: RAMPS 1.4 z Arduino Mega, sterowniki A4988, do tego Full Graphic Smart Controller. Tu pojawia się mój główny problem przy mojej konstrukcji: prędkość obrotu silników. Powyżej 20 mm/s zaczyna gubić kroki. Objawia się to, że podczas rozpędzania silnika, gdy przekroczy prędkość 20 mm/s (sprawdzone doświadczalnie), zaczyna tylko piszczeć i przestaje się ruszać. Sprawdzałem już wiele rzeczy: zmiana prądu na silnikach, ustawienia mikrokroku (na pełnym kroku mam 100 kroków na milimetr), zmiana przyspieszenia w Marlinie, za każdym jest ten sam efekt. Jako że mam extruder typu direct karetka ma dużą bezwładność, na marginesie dodam, że w mojej konstrukcji wszystkie osie są napędzane przez śruby trapezowe (z czasem dochodzę do wniosku, że nie była to najbardziej optymalna decyzja, lecz ma też swoje zalety), co też mogło wpływać na prędkość maksymalną obrotu silnika, przez to jak rozkładają się siły na śrubie trapezowej, lecz po odpięciu silnika od osi dzieje się to samo. Tutaj dochodzę do wniosku, że albo sterowniki A4988 nie nadają się do prędkości powyżej 20 mm/s (w co szczerze wątpię, bo są zbyt popularne), albo przez to, że u mnie minimalna ilość kroków na milimetr wynosi 100 nie jest w stanie wygenerować sygnału o większej częstotliwości. Może to być też sprawa Marlina lub samego Ardunio, lecz nie wiem co tam miałoby być źle (w Marlinie ruszałem chyba prawie wszystkie opcje związane z ruchem i nie pomogło), a jako że drukarka normalnie drukuje, tylko wolniej, nie sądzę, by był to problem elektroniki, bynajmniej nie tej sterującej. Tutaj dochodzę do kolejnych przypuszczeń, mianowicie może sam silnik jest zły, ma za duży moment bezwładności, jest za duży lub sam już nie wiem co. Moje silniki to: 42BYGHW804.
Powyższa rozprawka jest efektem ładnych paru tygodni rozmyślań, testowania i próbowania różnych metod, obecnie zostaje mi już kupienie innych sterowników silników. Może rozwiązanie jest proste, a przez brak doświadczenia po prostu go nie widzę, lub mam jakiś błąd z rozumowaniu, nie wiem lecz z chęcią się dowiem ;) . Liczę, że ktoś z forumowiczów będzie znać odpowiedź na moją zagwozdkę.
Awatar użytkownika
Berg
Zasłużony
Postów w temacie: 3
Posty: 7569
Rejestracja: 05 lis 2016, 11:57
Lokalizacja: Kraków
Drukarka: Lume, K8400, HC Evo
x 2675

Re: Problem z prędkością obrotu silników

Post autor: Berg »

Dziwne. Silniki masz dobre, drivery może nie zbyt nowoczesne ale sprawne i powinny działać. Może coś nie tak z napięciem vmot, zasilaniem? Kondensatory w ramosie padnięte, jakiś zimny lut na płytce...
Jaki masz zasilacz?
Pierwsze to bym zmienił elektronikę na BTT SKR 1.4 albo BTT SKR Pro.
kawaled6
Postów w temacie: 1
Posty: 119
Rejestracja: 16 cze 2020, 20:01
Lokalizacja: Olkusz
Drukarka: Anet A6, Ender 3
x 15

Re: Problem z prędkością obrotu silników

Post autor: kawaled6 »

A czy problemem nie będzie tutaj po prostu zbyt duża prędkość obrotowa silników? 10 obrotów na sec w przypadku zwykłych krokówek to dość dużo. Jeżeli masz dostęp do noty katalogowej silników to powinno tam coś być na ten temat.
Brodacz, Artu
Anet A6 - po modyfikacjach
Ender 3 - po modyfikacjach
Brodacz
Konto z ograniczeniami
Postów w temacie: 5
Posty: 5
Rejestracja: 24 lip 2020, 21:16
x 1

Re: Problem z prędkością obrotu silników

Post autor: Brodacz »

kawaled6 wygląda na to, że masz rację, poczytałem w necie i 600 RPM to przy dobrych sterownikach silników maks dla większości silników krokowych. Więc zostaje mi zmiana śrub trapezowych na inne z większym skokiem lub przerobienie drukarki pod paski napędowe. Dzięki za pomoc przy rozwiązaniu problemu :)
Przy okazji przyszłych upgrade'ów rozważę wymianę płytki i samych sterowników dla lepszej kultury pracy drukarki. Co do zasilacza to mam 12V, 30A więc kupiony z zapasem i nie powinno być z nim problemów.
Awatar użytkownika
dragonn
Zasłużony
Postów w temacie: 4
Posty: 6384
Rejestracja: 12 gru 2016, 21:50
Lokalizacja: Opole
Drukarka: LUME
x 1455

Re: Problem z prędkością obrotu silników

Post autor: dragonn »

Nie kupiony z zapasem, z zapasem to by był 24V i wtedy byś umiał osiągnąć większe obroty na silnikach.
Druga sprawa, co CI przeszkadza że masz max 20mm/s? Zakładam że śruby trapezowe masz w osi Z, tam więcej nie trzeba.
Awatar użytkownika
Berg
Zasłużony
Postów w temacie: 3
Posty: 7569
Rejestracja: 05 lis 2016, 11:57
Lokalizacja: Kraków
Drukarka: Lume, K8400, HC Evo
x 2675

Re: Problem z prędkością obrotu silników

Post autor: Berg »

Nie, on ma wszędzie śruby trapezowe. Też dopiero zakumalem. Skoro już zrobiłeś tak te drukarkę, to fajnie by było zobaczyć czy nie będzie lepiej działać na śrubach z większym skokiem. Do tego koniecznie większe napięcie na silnikach 24v minimum ale nawet 35V mogło by być, tylko płytka i drivery muszą to obsługiwać.
Możesz też dać przełożenie na paskach 1:3 na przykład. Ja tak zrobiłem na Zesty Nimble , który wymagał dużych obrotów wału i działa.

PS: Wrzuć fotki pls
Brodacz
Konto z ograniczeniami
Postów w temacie: 5
Posty: 5
Rejestracja: 24 lip 2020, 21:16
x 1

Re: Problem z prędkością obrotu silników

Post autor: Brodacz »

Co do zasilacza to zgadza się, 24V byłby lepszy, ale z tego co pamiętam kupowałem zasilacz pod RAMPS 1.4, a na nim łatwiej jest mieć 12V, przy przyszłych konstrukcjach wezmę inną płytkę i 24V.
Wracając do meritum, po chwili liczenia wszystko się zgadza, przy 800 krokach na milimetr (czemu aż tyle to za chwilę) przy 20mm/s silnik osiągał 600 RPM, więc wszystko się zgadza. Teraz czemu aż tyle? Mam 19 lat, właśnie skończyłem liceum i jak pojawiały się moje pierwsze pomysły na drukarkę to nie miałem zielonego pojęcia jak takie rzeczy się buduje. Postanowiłem osiągnąć jak najwyższą dokładność na drukarce, więc wziąłem wszystkie osie na śrubach trapezowych o skoku 2 mm. Z czasem jednak okazało się, że był to po prostu błąd nowicjusza i dawanie śrub o takim skoku, z tego co mi wiadomo, nie ma żadnego sensu na osie X i Y.
Śruby w osi Z zostawię, tam więcej niż 20mm/s nie potrzebuję, w osi X i Y wymienię, więc i koszty nie będą za duże, tylko dwie śruby z nakrętkami. Po przeliczeniu prędkości dla śrub o skoku 8 mm przy prędkości 60 mm/s mam 450 RPM więc jeszcze w bezpiecznym zakresie, a nie przewiduję, mając extruder typu direct, większych prędkości.
Obecnie jestem na wyjeździe, fotki wrzucę w poniedziałek, na razie dam screena z projektu drukarki zanim jeszcze powstała (zrobiłem go by sprawdzać czy części, które projektowałem nie mają błędów w wymiarach i czy w ogóle będą pasować do innych), nie ma na nim chłodzenia ale daje obraz jak wygląda drukarka.
Załączniki
FreeCAD_h8iuXOO2y9.png
Pjoter
Awatar użytkownika
dragonn
Zasłużony
Postów w temacie: 4
Posty: 6384
Rejestracja: 12 gru 2016, 21:50
Lokalizacja: Opole
Drukarka: LUME
x 1455

Re: Problem z prędkością obrotu silników

Post autor: dragonn »

Mówię poważnie - wywal całkiem śruby z osi X i Y, nikt tak praktycznie nie robi i są do tego dobre powody.
Pasek wystarczy, I nawet na direct dasz radę ~80mm/s
Dodatkowo mając śruby nawet o skoku 8mm nie tylko tracisz na szybkości ale też dynamice ruchu, nie ma szans żebyś osiągnął normalne wartości akceleracji i jerk na śrubach. Sama masa śruby jest tutaj problemem.
Awatar użytkownika
Berg
Zasłużony
Postów w temacie: 3
Posty: 7569
Rejestracja: 05 lis 2016, 11:57
Lokalizacja: Kraków
Drukarka: Lume, K8400, HC Evo
x 2675

Re: Problem z prędkością obrotu silników

Post autor: Berg »

Dragonn, masz rację, ale chłopak już zrobił sruby i widzę ma zacięcie dlatego warto moim zdaniem poprawić te śruby i trochę się pobawić. Ew potem wymienić na paski.
Np choćby tylko na y dodać przełożenie dla tej śruby tak jak pisałem. To powinno zadziałać. Przypomnę, że kiedyś też to chciałeś zrobić... ;)

PS: szacunek za ogarnięcie FreeCADa
Brodacz
Konto z ograniczeniami
Postów w temacie: 5
Posty: 5
Rejestracja: 24 lip 2020, 21:16
x 1

Re: Problem z prędkością obrotu silników

Post autor: Brodacz »

Dragonn zgadzam się co do pasków, tylko jest jeszcze jeden element, który dodatkowo utrudnia mi wymianę na paski. Wałki liniowe mam o średnicy 8 mm tak samo jak i śrubę przez co mam całkiem stabilne osie. Gdybym wymienił na paski to na osi Y dałoby się jeszcze to zrobić, lecz na osi X przez to, że karetka jest dość daleko wysunięta, bez punktu podporu na śrubie trapezowej, miałby odgięcia na osi przez co wydruki wychodziłby pofalowane, a obecnie mam całkiem dobrą dokładność. Wymiana na paski byłaby też bardziej kosztowna i czasochłonna (zmiana średnicy wałków na 12 mm oraz łożysk liniowych do nich, oraz dokupienie zestawu do pasków). Kolejna konstrukcja, która już mi chodzi po głowie zawiera paski, w niej uwzględnie wymienione w tym temacie porady.
Prędkość maksymalna, przy której szybkość obrotu silnika będzie wynosić 600 RPM to 80 mm/s, co powinno mi wystarczać. Tutaj muszę wrócić do zalet pasków, gdyż największa akceleracja, której mogę bez problemu używać to 500 mm/s^2, pewnie przy lepszych driverach dałoby się więcej, będę testować metodą doświadczalną przy jakiej wartości zaczynają się problemy.

rafaljot dzięki, droga do doprowadzenia moich zdolności we FreeCADzie do stanu używalności nie była usłana różami, lecz dało się to ogarnąć
ODPOWIEDZ

Wróć do „Pytania o sprawy podstawowe”