שְׁאֵלָה:
כיצד לחשב תיאורטית את התאוצה המקסימלית?
FarO
2019-11-21 00:05:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ברצוני לחשב את התאוצה המקסימלית הבטוחה עבור המדפסת שלי באמצעות הפרמטרים הבאים כקלט:

  • משקל ראש ההדפסה
  • מומנט במהירות הרצויה
  • צעדים / מ"מ ושלבים / מהפכה
  • microsteps

אלסטיות של מסגרת וחגורות מתעלמים.

קובץ ה- Excel לקבלת מומנט במהירות הרצויה זמין כאן.

הפרמטרים האחרים ידועים מראש.

הנוסחה בה השתמשתי להאצה מרבית היא המקובלת $ a = F / m $ , כאשר $ F = מומנט * רדיוס $ :

$ acceleration = מומנט \ * \ (צעדים / rev \ / \ צעדים / מ"מ \ * \ microsteps \ / \ pi \ / \ 2) / מסה $

באמצעות 450 גר ', 0.15 נ / מ' (כצפוי לצעד שלי ב 200 מ"מ לשנייה עם 24 וולט), 200 צעדים / סל"ד, 80 צעדים / מ"מ, 16 מיקרו-צעדים אני משיג כ- 2100 מ"מ לשנייה 2 שנראה סביר וקרוב למדי לערכים סטנדרטיים.

עם זאת, ממה שהבנתי את ה- Excel קובץ מספק חיזוי של מומנט צעד מלא, אך ידוע כי מומנט יורד משמעותית עם הגדלת המדרגות.

כיצד להציג את ההשפעה של מומנט מופחת (מצטבר) למיקרו-צעדים לחשב ערך תאוצה מקסימלי בטוח עבור מדפסת?

למידע : הצעד שלי והמדפסת שלי נמכרו אז עם בערך אותו ערך תאוצה מוגדר מראש ועם מומנט זה במהירות סמלית ( חצי מתח, חצי מהירות ממה שהנחתי כאן).

איכות ההדפסה הייתה בסדר, מה שנראה לא אינטואיטיבי בהתחשב במומנט המופחת בהרבה הצפוי ב 16X מיקרו-צעדים, בערך 1/10 מהערך בו השתמשתי.

הייתי מצפה למיקרו-צעדים רבים שאבדו עם ההגדרות שהוגדרו מראש. או אולי זה קורה: אם כל המיקרו-צעדים אבדו, שגיאת המיקום תהיה 16 צעדים (מיקרו) / 80 צעדים / מ"מ = 0.2 מ"מ.


עריכה חשובה !!!

כפי שאולי מישהו שם לב, הנוסחה בה השתמשתי

$ F = מומנט * רדיוס $

טועה. הנכון הוא

$ F = מומנט / רדיוס $ span>

בהתחשב בשינוי זה, הנוסחה הסופית היא:

$ acceleration = מומנט \ / \ (צעדים / מהירות \ / \ צעדים / מ"מ \ * \ צעדים \ / \ pi \ / \ 2) / מסה $

מה שמביא, עם ערכי הקלט הנתונים, ל- 52 מ"מ / s 2 .

זה הרבה פחות ממה שמוגדר בדרך כלל במדפסות. אני בספק שמתיחות החגורה וגמישות המסגרת יכולות להשפיע כל כך על ההגדרה, ולכן בנוסף להיבט המיקרו-צעד, יש לענות על זה, מכיוון שהשאלה היא "לחשב תיאורטית את התאוצה המקסימלית".

טעית ביחידות שלך. תוצאת החישוב היא 52 * מטר * לשנייה בריבוע, ולא 52 * מילימטרים * לשנייה בריבוע.
אחד תשובה:
Tom van der Zanden
2019-11-21 03:23:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

נראה כי אין לך הבנה נכונה כיצד משפיעה המיקרו-סטפינג על המומנט.

מה שמחושב במאמר שאליו אתה מתייחס הוא מומנט מצטבר . למילה "מצטבר" יש חשיבות רבה.

מנוע צעד מורכב מרוטור מגנטים קבוע וסטטור אלקטרומגנט. האלקטרומגנטים מייצרים שדה מגנטי אליו הסטטור רוצה ליישר את עצמו. תאר לעצמך שמנוע הצעד נמצא במנוחה. כאשר אנו מפעילים עליו מומנט, הרוטור יתחיל לסטות ממצב המנוחה בו הוא מיושר עם השדה המגנטי. ככל שתפעיל יותר מומנט, הסטטור יסיט יותר.

בסופו של דבר, אם נמשיך להגדיל את המומנט, המנוע כבר לא יוכל להחזיק את מיקומו ולעבור לשלב הבא. המומנט שבו זה קורה הוא מומנט ההחזקה. בעיקרו של דבר, אתה יכול לחשוב על מומנט ההחזקה כעל המומנט הנדרש כדי לגרום לסטייה של צעד מלא במיקום הרוטור (בהשוואה למקום בו הוא יישר קו עם השדה המגנטי). הסטייה בתגובה לעומס מומנט נתון נקראת זווית עומס סטטית.

המאמר מחשב מומנט מצטבר למיקרו סטפינג. מומנט המיקרו סטפינג ה מצטבר הוא המומנט הנדרש בכדי לגרום לסטייה של מיקרו סטפ. לכן, אם אנו משתמשים בחצי דריכה, המומנט המצטבר הוא המומנט הנדרש בכדי לגרום לסטייה של חצי צעד. מטבע הדברים המומנט הנדרש כדי לגרום לסטייה של חצי צעד נמוך (הרבה יותר) מהמומנט הנדרש בכדי לגרום לסטייה של צעד מלא. גרימת סטיה של חצי צעד דורשת כמות מומנט זהה, ללא קשר לשאלה אם המנוע מבצע דריכה מלאה או חצי. כל המומנט הנמוך מצטבר הוא שאנו מציינים את המומנט לסטייה קטנה יותר. זה לא אומר שהמומנט מופחת באופן כללי.

הייתי מצפה למיקרו-צעדים רבים שאבדו עם ההגדרות המוגדרות מראש.

אינך יכול "לאבד" מיקרו-צעד. לרוטור של מנוע צעד יש תוספות פיזיות, ואיבוד צעד הוא כאשר הוא מצמיד לתוספת הבאה. הדבר היחיד שאתה יכול לאבד הוא צעד מלא.

הסטטור של מנוע צעד יוצר שדה מגנטי מסתובב. הרוטור מנסה לעקוב אחר השדה המגנטי הזה, אך (אם נמצא בעומס) תמיד נותר מעט מאחוריו מכיוון שהחיבור בין שני המגנטים מתנהג כמו קפיץ. במצב צעד מלא, השדה המגנטי המסתובב נע בשלבים נפרדים. כל מה שמאפשר מיקרו-סטפינג הוא לגרום לשדה להסתובב בצורה "חלקה" יותר. עם זאת, זה לא משנה את גודל השדה.

אם היית מסתכל על גרף התאוצה של הרוטור בסולם זמן קטן מאוד, היית מקבל גל שיניים. בכל פעם שהמנוע עשה צעד מלא (כלומר, השדה המגנטי קופץ), התאוצה תהיה גבוהה (מכיוון שהיישור הלא נכון בין השדות יהיה גדול) ואז יירד בהדרגה כאשר הרוטור יישר קו שוב עם השדה המגנטי. p>

אם היית משתמש במיקרו סטפינג 16x, היית רואה שוב גל שן, אך עם תדר גבוה פי 16 ועם משרעת שיא-לשיא נמוכה יותר. עם זאת, הערך הממוצע יהיה זהה למצב צעד מלא. ההפחתה במשרעת שיא-לשיא תואמת לירידה במומנט התוספתי (וכדי להאצה חלקה, הפחתה זו היא למעשה טובה). שגיאת מיקום. אם אתה מדמיין שראש ההדפסה נמצא במנוחה, מיקרו-צעד יחיד לא יכול לגרום לתנועה כלשהי מכיוון שהמומנט המצטבר נמוך מכדי להתגבר על חיכוך סטטי. לכן, שימוש במיקרו סטריפ 16x לא יאפשר 16x כמיקום מדויק. עם זאת, האצה המרבית אינה מושפעת.

החלק השני של שאלתך, שבו אתה מקבל את הערך הנמוך לא מציאותי של 52mm / s 2 , מבוסס על שגיאת חישוב פשוטה. הערך הנכון הוא 52m / s 2 או 52000mm / s 2 .

הבהרת טוב מאוד, תודה. עם זאת טעיתי בנוסחה, ולכן הנושא עם מיקרו-צעדים הוא כעת הקטין. אתה יכול לעדכן את התשובה?
@FarO זה פחות אידיאלי לשנות את השאלה לאחר שהיא נענתה.
אולם במקרה זה קל: הזכיר בשורה הראשונה של תשובתך שהיחידות שגויות, אז זה לא נושא, ואז השאר את השאר כפי שהוא, שכן זו תשובה טובה לחלק השני של השאלה. אבל כן, לא הייתי בטוח כיצד להמשיך בהתחשב בתשובתך, אך לא ידעתי כיצד לשנות את השאלה מבלי למחוק את הסיבה לחלק שענית
רק לסיכום כדי לבדוק שהבנתי בפועל, המסקנה היא שאם אני רוצה להבטיח פחות או יותר שגיאת המיקום תישאר במיקרו-צעד, עלי לשמור על התאוצה בתוך ~ 1/10 מהערך שחישבתי. אם אני רוצה לשמור על הנדנדה במהלך האצה בשלב מלא, עלי להשתמש בערך המלא שחישבתי. במקרה ההפוך, אני יכול להריץ את המנוע עד הסל"ד שמייצר פי 10 את המומנט הדרוש לי בהתבסס על התאוצה שנבחרה.
@FarO אם אתה רץ בעשירייה 10 של התאוצה הוא יישאר במיקרו-צעד, אם כי החיכוך יגדיל את שגיאת המיקום מעבר לערך התיאורטי הזה. אני לא בטוח למה אתה מתכוון במשפט שמתחיל ב"מקרה ההפוך "ואני לא בטוח אם זה נכון. 52m / s ^ 2 הם מגבלה קשה שמעליה מובטח לך לדלג על צעדים.
מעניין כמה חיכוכים יש שם בעצם. קראתי על זה מספר פעמים אבל לא מצאתי שום אומדן לגודל. כמו כן, דיוק המיקום לא יהיה מושלם עקב מתיחה של החגורה: 3000 מ"מ / שנייה ^ 2 וחצי ק"ג מייצרים כ -1,5 N שעשויים להשפיע, מכיוון שאנחנו מדברים על 12 מיקרון למיקרו צעד.


שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 4.0 עליו הוא מופץ.
Loading...