Можно ли получить более высокое разрешение с помощью кодеров высокого разрешения и пользовательских микропрограмм?

resolution servo closed-loop

Итак, я думал о том, можно ли достичь более высокого разрешения с помощью энкодеров и двигателей постоянного тока? Я нашел дешевый магнитный энкодер высокого разрешения, который можно использовать вместе с двигателем постоянного тока для доступа к более высоким разрешениям. Кодер имеет 8192 PPR, что означает, что он может измерять до 0,04 градуса, если я правильно рассчитал. Таким образом, если для степпера с углом шага 0,9 и без микрошага с 20-зубчатым шкивом и 2-миллиметровым ремнем количество шагов/мм равно 10, то это означает, что каждые 9 градусов при такой установке шкива и ремня составляют 1 мм, а значит, 0,04 градуса делают движение 0,004 мм, что составляет около 4 микрон. Правильно ли это и возможно ли? Если да, то почему крупные компании не используют этот метод?
Ссылка на кодировщик: Модуль роторного магнитного кодера RLS RMB20

, 👍1


1 ответ

Лучший ответ:

2

Ошибка в ваших рассуждениях заключается в том, что вы не допускаете микрошагов. Большинство 3D-принтеров используют 16 микрошагов, и, по моему опыту, как с дешевыми драйверами A4988, так и с хорошими драйверами TMC2209, microstepping довольно точен. Как часть ответа на заданный мною вопрос, вы можете увидеть тестовый отпечаток, показывающий одношаговые функции. Мои двигатели имеют угол шага 1,8°, давая 3200 шагов за вращение при 16 микропереходах, или 12,5 микрон линейного движения за микропереход. С углом шага 0,9° вы могли бы уменьшить его вдвое, и вы, вероятно, могли бы сократить его вдвое снова, перейдя на 32 микрошага.

Даже если вы не можете получить его так же хорошо, как ваши 4 микрона с шаговыми двигателями, при разрешении позиционирования 12,5 микрона вы уже дошли до точки, где ошибка экструзии будет играть гораздо большую роль в точности размеров, чем ошибка позиционирования головки инструмента. Для работы с FDM требуется перемещение оси экструдера с высоким разрешением, замкнутый контур управления с точным датчиком диаметра нити, прямой привод с минимальным расстоянием между шестерней экструдера и соплом и так далее.


,

Таким образом, с драйверами TMC у вас может быть 256 микрошагов, что равно 0,3 микрона. Но я не думаю, что у него достаточно точности, чтобы сдвинуться на 0,003 градуса. Не приведет ли потеря шага к тому, что степперы не смогут выполнять эти точные шаги? Если это не так, то почему производители не говорят о точности 0,3 микрона вместо 40 или 20? Это все из-за ошибок экструзии и филамента?, @Mahan Lamee

@MahanLameie: Я был бы очень удивлен, если бы при 256 микрошагах вы получили одинаковый размер микрошага. [Эта статья](https://hackaday.com/2016/08/29/how-accurate-is-microstepping-really/) показывает, что может быть значительная ошибка (DRV8825, который вышел из употребления, особенно плох), но большинство из них на удивление хороши всего в 16., @R.. GitHub STOP HELPING ICE

Обратите внимание, что микрошаг [без замкнутого цикла] по своей сути неточен при (переменной) нагрузке, но большинство конструкций 3D-принтеров на самом деле не подвергаются никакой нагрузке, когда рассматриваемая ось находится в состоянии покоя, загружается только за счет ускорения/замедления головки инструмента (таким образом, возникают артефакты)., @R.. GitHub STOP HELPING ICE

В любом случае, причина, по которой производители не рекламируют то, что вы получите с 256 микрошагами, вероятно, заключается в том, что (1) они не настраивают прошивку таким образом, (2) микроконтроллеры низкого класса, которые они используют, не справляются с шагами с такой скоростью (примечание: это также причина, по которой они не используют сервоприводы с кодерами высокого разрешения), (3) они не разрабатывали и не тестировали точность в этом масштабе, и (4) их конкуренты тоже, поэтому нет гонки, чтобы приукрасить правду об их возможностях., @R.. GitHub STOP HELPING ICE

Итак, если я использую кодеры с подходящим разрешением, могу ли я получить разрешение 256 микрошагов без каких-либо потерь шага и проблем с низким крутящим моментом, о которых вы упомянули? И есть ли в этом какой-то смысл? Получу ли я лучшие результаты, если у меня будет точное 256 микрошагов и разрешение 0,3 микрона?, @Mahan Lamee

@MahanLameie: Как я уже сказал в ответе, ограничивающим фактором для качества печати будет точность экструзии. Повышение точности позиционирования на несколько микрон не так полезно, когда ширина экструзии имеет погрешности во много десятков микрон. Если вы преодолели это, я бы ожидал, что позиционирование системы управления с замкнутым контуром даст лучшие результаты. Это может быть сервоустановка вашего энкодера или шаговые двигатели с шаговым драйвером, который использует обратную связь от магнитных полей в двигателе для коррекции смещения подшагов из-за нагрузки., @R.. GitHub STOP HELPING ICE

Да, точность экструзии сделает его бесполезным. Но, по крайней мере, это будет хорошо для предотвращения потерь шага и сдвига слоев., @Mahan Lamee

@MahanLameie: Да, предотвращение потери шага/сдвига слоев, вероятно, является главным практическим преимуществом управления с замкнутым контуром для FDM-принтеров в настоящее время. К вашему сведению, есть компании, продающие шаговые двигатели со встроенным управлением по замкнутому контуру, которые управляются с помощью тех же интерфейсов импульсных шагов, что и обычные драйверы, которые можно использовать в качестве "замены" при выходе из принтеров., @R.. GitHub STOP HELPING ICE

Смотрите также: