供稿:工控网
发布时间:2015/5/19 9:54:23
玩3D打印机比较深入的玩家都知道,3D打印机步进电机的设置,是一个很有技巧的事情,特别是分辨率(Resolution)这个选项。如果你购买的是3D打印机套件,还比较简单,可以直接采用卖家告诉你的值进行设置。如果是自己采购零件组建3D打印机,就必须对原理足够了解,才能计算出正确的数值。这篇教程就是专门针对分辨率设置这个问题,详细解说其中的原理,手把手教会大家如何计算,希望大家能够喜欢。
我的3D打印机是RepRap Prusa i3类型的,仔细观察,可以发现它的X轴和Y轴传动使用了类似的同步带传动结构。两者都是由步进电机驱动电路进行驱动,步进电机提供动力,同步轮固定在步进电机的轴上,与步进电机的轴同步旋转,再通过同步带驱动活动部件运动。下面几张图分别展示一下。
这个是步进电机,大家都认识了。驱动电路就在电路板上,不单独贴图了。
这个是同步轮和同步带。同步轮和步进电机的轴之间使用螺丝固定。同步轮和同步带齿的型号比较多,两者必须使用相同型号的才能匹配。
这些部件都有各自的内部参数,与最终X轴、Y轴方向的前进距离相关。首先我们看步进电机本身。步进电机的设计决定了在非超载的情况下,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。这个角度,被称为“步距角”。最常见的三种步距角,分别是0.9�,1.8�和7.5�。这三种步距角,也就对应了步进电机每旋转一周(360�),需要的脉冲信号个数为400个、200个以及48个。这个参数是步进电机的内部参数,购买步进电机时一定要问清楚哦。
与脉冲信号相关的另一个参数是步进细分数,在驱动电路电路板上。驱动电路的主芯片,通常具有驱动细分功能。比如我的Melzi电路板上用的芯片A4982,就具有驱动细分的功能。所谓驱动细分,就是把原本一个脉冲信号前进的角度,再次进行分割,比如1/2、1/4或1/16等。这样,可以对步进电机进行更精细的控制。在Melzi电路板的设计中,A4982被设置为1/16驱动细分。在驱动细分起作用的情况下,假如你使用的步进电机的步距角为1.8�,步进电机旋转一周就需要3200个脉冲信号(200×16)。
第三个参数是同步轮的齿数。这个很简单了,数一数就知道了。这个部件的定制性比较高,从十几齿到三十几齿都能在市面上买到,因此一定要数对才行。同时,同步轮还有另外一个参数,就是支持的同步带的型号。很明显,同步轮和同步带必须使用型号一样的,否则出现什么效果就不好说了。
最后一个参数,就是同步带的型号了。不同型号的同步带,最大的不同就是齿和齿之间的距离不同。从2mm到5mm都比较常见。假如步进电机旋转一周需要3200个脉冲信号,而我们使用的同步轮有15个齿,同步带型号是GT2,也就是节距2mm的同步带,那么步进电机旋转一周,会带动同步轮旋转一周,也就是前进15个齿的距离,对应到同步带上,就是前进30mm的距离(15×2)。在这种情况下,同步带带动打印头或者热床前进1mm,需要的脉冲信号为3200÷30=106.67个。
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