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解决3D打印机电机马力不足和负载过大的问题

供稿:中国工控网 2015/5/19 9:51:15

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  • 关键词: 3D打印机
  • 摘要:发生失步的原因,其实狠简单,就是工作需要的力量太大,马达不够力。所以解决失步的方向,不外乎加强马达的力量(难),另外就是减轻马达的负担。

相信大家都有这种经验(没遇过的实在是狠幸福),一早起床发现打印作品被拦腰截成两截,3D打印机打印到一半的时候马达失步了怎么办?打印失步!!开始印的时候都没问题阿,印的好好的。可是偷懒没顾着机器,机器就跟着偷懒,出包给你看。(其实就算顾着,一样会失步,而且束手无策。)G-code里面几千个指令中,只要其中一个指令造成马达失步,整件作品就毁了。

  发生失步的原因,其实狠简单,就是工作需要的力量太大,马达不够力。所以解决失步的方向,不外乎加强马达的力量(),另外就是减轻马达的负担。

  加强马达力量的方法,不外乎换更大颗的马达,或是增加供应给马达的电流。换更大颗的马达,得要花大钱重新买,而且买来到底够不够力,也没个准。42型步进马达的规格中,身长要多长?电流要买多少的?都要靠复杂的仔细计算才能有参考。

  另外比较可行的也许是增加供应电流。大家买的马达,额订电流(电流上限)大约都是1.5~1.7A,但是4988驱动板上的电流供应设定,一般都不会超过1A。所以电流是可以再继续提高的,不过4988驱动板要另外买,或是更换Rs电阻。电流提高后,还要面对4988散热不良会烧毁的困扰,要千万注意。

  以上是增加马达力量的方法,除了既有4988驱动板的电流调高到接近1A以外,其他方法可行性都不高。另外一方面要设法减低马达的负载,可以尝试的方法就比较多了。

1. 放松皮带的松紧度

  皮带太紧,会增加马达轴,还有堕轮的摩擦力。合适的松紧度,有助于马达顺利运转,而且兼顾定位的精准度。

2. 减少马达的负载重量

  打印平台的玻璃、打印台底板(有些人使用金属),是Y轴负荷重量的主要来源。使用较薄的玻璃,或是用玻纤板替代原有的玻璃,可以减轻重量。在强度充足的前提下,打印台底板上尽量镂空,或使用更轻的材质,也可以减少Y轴马达的负荷。

X轴最大的重量负荷,来自挤出机马达。如果把挤出机构改成远端送料 Bowden 型态,可以大幅降低X轴马达的负荷。

3. 降低打印速度

  车开慢一点,需要的力量就减低了,这不需要再解释吧~~

4. 降低加速度

  这其实是最有效又实惠的解决办法,可以印得又快又稳。

  牛顿运动定理中提到 F(力量) = M(质量) x a(加速度)

  当加速度减小,所需的力量也会等比例得减小。虽然质量减小也有帮助,可是质量能减小的比例有限。加速度减小,可以改善失步,但是不代表"最高打印速度"也会跟着降低。只是加速到最高速度需要的时间会增长而已。所以降低加速度,但是不降低打印速度,仍然可以保有相当快的打印速度。只牺牲一些些打印时间,但是又不会失步,一举两得!

  加速度的设定,建议可以直接透过 LCD修改 Marlin 韧体里的参数,然后储存到 EEPROM 里面。也可以直接修改 Marlin Configuration.h 设定档,再重新烧录到 2560 控制板。再不然也可以在切片软体里面设定。

Marlin 的加速度设定,分为 Default (预设) Max.(最高) 两个部分。 Default 是当 G code 执行 G0G1 "移动指令"时所使用的加速度,预设值是 3000mm/s2。当 G code 执行 M204 ,尝试着要修改 Default 加速度时,设定值不能超过 Max. 加速度的值。直接把 Max 加速度设定到3000mm/s2以下,才能有效避免 G code 里面的 M204 又把加速度调高。

LCD 控制板内选择 "Control -> Motion -> Amax x" "Control -> Motion -> Amax y" 可以修改 Max. 加速度。修改好后记得要使用 "Control -> Store memory" 把设定值存入 EEPROM 中,下次开机才不必重新再调整一遍。

审核编辑(王静)
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