Шаговые двигатели из принтера что может - Авто журнал
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шаговые двигатели из принтера что может

Эксперимент с шаговым двигателем Mitsumi от лазерного принтера.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Как-то раз достался мне (абсолютно безвозмездно) хладный труп лазерного принтера.

Принтер был разобран на органы, ценного и полезного для rep-rap-а в нем ничего не нашлось, кроме пожалуй шагового двигателя Mitsumi M49SP-1. Польза в котором сомнительная.

Погуглил, двигатель вроде достаточно мощный. Один весомый минус — шаг в 7,5 градусов.

После раздумий куда его применить, пришла в голову мысль попробовать его в качестве привода экструдера принтера. В качестве эксперимента. Нормальные, обычные Nema17 шаговики у меня есть в некотором количестве,

но вот захотелось поэкспериментировать. Стало интересно, мысль овладела головой и руками.

Еще подумалось что микрошаг 32 ситуацию с шагом в 7,5 градусов слегка улучшит.

Спроектировал во FreeCAD-е и распечатал переходную пластину с закладными гайками м3 с этого мотора на nema17.

Родную шестерню не удалял, зубчики достаточно острые и по идее должны вполне цепляться за пруток.

Распечатанный экструдер у меня уже был, печатал остатками китайского пла.

С моим принтером пришел такой же, только литой. А модельку случайно нашел на тинге и распечатал в некотором количестве.

Собрал монстр-экструдер воедино.

Ножка из Леруа Мерлен на укосине.

А в катушку распечатал вот такие вставки и стопор.

Ток выставил экспериментально, чтоб мотор крутился и не пропускал шаги под нагрузкой.

Экспериментально определил количество шагов на 1см.

Тестовая печать прямоугольного столба в 2 стенки.

. дала вот такие занимательные артефакты.

Оно даже печатает, но при печати мотор разогрелся.

В общем для прямого привода моторчик явно не годится. 🙂

Надо попробовать собрать экструдер с редуктором или с ременной передачей.

Прекрасно понимаю что все это блажь и баловство, не заменит этот моторчик хорошо работающий nema17 17hs4401.

Подытожу: не каждый эксперимент удачный, зато в процессе приобретается бесценный опыт 🙂

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Станок с ЧПУ

Станок с ЧПУ (Числовым Программным Управлением) – станок, работа которого подчиняется заранее заданной программе. Благодаря этому для обработки детали не нужен человек. Нарисовал на компьютере детальку, установил в станок заготовку, нажал пуск и пошел пить чай. По возвращении достаешь готовую детальку из станка. Фантастика? Совсем нет, такой станочек можно сделать самостоятельно!

Оригинальная статья была опубликована на портале licrym.org Здесь публикуется с сокращениями. Как обычно — это единственный репост.

Текст приведенный ниже не будет содержать пошаговых инструкций – что как пилить и куда вставлять. Поняв концепцию и ориентируясь на те детали, что есть в наличии вы сможете собрать свой, уникальный вариант станка. Если есть возможность – можно купить готовый комплект для сборки, или заказать определенные узлы. Результат прямо зависит от аккуратности изготовления, количества промышленно изготовленных деталей и усидчивости.

Станок у нас будет с 3мя степенями свободы – поступательные движения по осям X, Y и Z. Рабочее поле прямо пропорционально длине направляющих, которые мы используем. Точность во многом будет зависеть от качества сборки.

Станок будет называться «Гефест».

Инструменты и материалы

При создании данного станка из инструмента использовались:

* Шуруповерт
* Лобзик
* Электроточило
* Резьбонарезной инструмент/напильники/надфили и прочая мелочь.

Читать еще:  Шум в двигателе 2000 3000 оборотов

* Фанера
* алюминиевый уголок
* много всяких винтиков и гаечек
* Эпоксидный клей и эпоксилин

* Два шаговых моторчика протяжки бумаги от лазерных принтеров,
* Шаговый двигатель привода головки из матричного принтера
* Направляющие с бронзовыми подшипниками скольжения из матричных принтеров
* Метровая шпилька М10

Материалы закупаются в любом строительном магазине, детали вытаскиваются из старой техники.

Механика

Есть отличная статья где всё по полочкам расписано как надо бы делать станки.

Конструктивно была выбрана конструкция с жестким порталом, перемещающимся по оси X столом. Строгих требований к станку не предъявлялось – было просто интересно попробовать и не было желания тратить на эксперимент больших сумм денег. В итоге практически полностью станок был собран из того, что было в моих закромах.

Направляющие были использованы из матричных принтеров, вместе с родными подшипниками скольжения. В качестве ходовых винтов – стальные строительные шпильки М10. Гайки на ходовых винтах – самые обыкновенные – шестигранные.

Если есть возможность – можно купить готовый координатный стол, например proxxon сразу исчезнет проблема с обеспечением точности.

По оси Z используется мебельная направляющая с шариками. В интернете видел станок полностью выполненный на таких мебельных направляющих.

Качество работы станка прямо зависит от точности изготовления. Шпильки, обточенные вручную на электроточиле дадут более худший результат, чем шпильки обточенные на токарном станке. В данном случае шпильки были обточены вручную, как выяснилось в итоге с небольшим нарушением соосности, что в конечном итоге привело к биениям.

Шпильки по оси X и Y упираются своими концами в шарикоподшипники, которые закреплены при помощи эпоксилина. Вторым своим концом шпильки через муфты соединены с двигателями. Муфты выполнены из отрезка стальной трубочки с отверстиями под зажимающие винты. В качестве муфты можно использовать несколько слоев термоусадочной трубочки, дополнительно скрепленных нейлоновыми стяжками. При отсутствии сильного нагрева они могут дать приемлемый результат.

В связи с невозможностью изготовить все детали станка точно (а делалось всё вручную фактически на коленке) многие соединения выполнены на винтах, с последующей регулировкой. На фото станина станка и предварительно установленные направляющие с ходовыми винтами:

Стол с прикрепленным к нему приводом оси X:

После установки направляющих было необходимо выставить опоры с подшипниками скольжения так, что бы они не были перекошены и стол двигался по направляющим легко. После достаточно длинных танцев с надфилем этого удалось добиться и винты были затянуты.

Привод оси Y был сделан аналогичным образом:

Привод оси Z не имеет шарикоподшипника на конце винта.

В собранном состоянии детали станка должны перемещаться при вращении винта пальцами без значительных усилий. В противном случае мощности двигателя может просто не хватить на преодоление сил трения и деформации вследствие неточности станка.

В качестве шпинделя использована бормашинка proxxon. Можно закрепить любой достаточно мощный двигатель.

В качестве фрез можно использовать стоматологические буры, насадки для дремелей.

Двигатели

В качестве двигателей вполне подойдут шаговые двигатели от принтеров. Чем двигатель крупнее – тем лучше – бОльшую мощность от него можно получить. По оси X и Y установлены двигатели из привода бумаги лазерных принтеров, имеют 48 шагов на один оборот вала. По оси Z используется двигатель от привода головки матричного принтера с 200 шагов на один оборот вала. К сожалению, полную документацию на двигатели найти не удалось.

Электроника

Механика станка собрана, двигатели установлены. Теперь нам нужно сделать две вещи – это контроллер, который будет принимать сигналы от компьютера, и включать соотвествующие обмотки двигателей, и блок питания, который будет прокармливать всё это хозяйство.

Читать еще:  Двигатель 2401 температура двигателя

Контроллер собран на базе микросхем L297 и L298 по следующей схеме.

Фото платы в сборе:

Это так называемый step/dir контроллер. Название говорит о том, что на вход подается для каждой из осей 2 сигнала: шаг (step) и направление (direction). Направление указывает – по часовой стрелке вращается двигатель или против. Каждый импульс step будет поворачивать вал двигателя ровно на один шаг.

Блок питания – простой трансформаторный, со сглаживающим конденсатором. Можно использовать компьютерный блок питания.

Контроллер вместе с блоком питания:

Контроллер подключается к компьютеру через LPT порт.

Программное обеспечение

Без программы станок всего лишь груда железа. Станки с ЧПУ обычно управляются G кодом, который стандартизирован. Прежде всего нам необходима программа, которая бы принимала на входе некоторую последовательность G команд и выдавала необходимые импульсы в LPT порт, к которому у нас подключен драйвер.

Примеры таких программ:
TurboCNC (работает под ДОС)
Mach3
KCAM
LinuxCNC

Я использовал программу Mach3, скриншот работы которой ниже:

В комплекте с Mach3 есть программа LazyCAM в которую был загружен dxf файл с картинкой, которая была превращена в набор управляющих G-кодов. Эти коды были отправлены в mach3 и запущена обработка.

Испытания

Испытания фломастером:

Вот процесс гравировки станком логотипа кафедры:

Отгравированное лого:

Как видим станок работает. На выполнение гравировки ушло порядка 15 минут. Из-за неточности обработки хвостов шпилек и неточности изготовления деталей есть биения, например видно волнистость линии на вершине елочки, шаг волнистости 1,5 мм как раз соответствует шагу резьбы.

Фактическая точность станка выходит порядка 0,5 мм. Максимальная скорость перемещения – 200 мм/мин. Рабочее поле 230*230 мм.

3D принтер Hercules Strong 2019

Характеристики:

  • Толщина нити: 1,75
  • Количество головок: 1
  • Область построения (xyz)(см): 30 × 30 × 40
  • Материал печати: PLA / ABS / HIPS / PVA / PETG / NYLON (PA) / FLEX / ABS/PC / AEROTEX / ASA / COPPERFILL / Carbon / POM / PP / Rubber / SANDFILL / SBS / TPU / Tough PLA / WAX3D / WOODFILL /
  • Наличие LCD экрана: да
  • Габариты: 48 x 52 x 80
  • Вес: 48 кг
  • Производитель: Imprinta
  • Страна: Россия
  • Технология печати: FDM
  • Скорость перемещения: до 150 мм/с
  • Описание
  • Отзывы

3д принтера Hercules Strong 2019 – свежая модель принтера от российского производителя IMPRINTA.

Принтер оснащен одним экструдером с активным воздушным охлаждением. Имеет сопло с несколькими размерами: 0.5 мм, 0.2мм, 1.2мм. Экструдер нагревается до 280 градусов и печатает всеми стандартными материалами. Размер камеры печати — 300 * 300 * 400 мм, автоматически (программно) калибруется нулевая координата по Z плоскости рабочего стола. Стол покрывается съемным стеклом. Корпус у Hercules Strong 2019 закрытый с регулируемой принудительной вентиляцией. По оси Z толщина слоя составляет от 0,15 мм до 0,9 мм. Принтер оснащен системой контроля наличия и подачи пластика — Sensitive check. Управляется принтер через монохромный дисплей (русифицирован).

Принтер может похвастаться системой контроля наличия и подачи пластика — Sensitive check. Формат поддерживаемых катушек для внутреннего размещения — 65 х 200 мм, для размещения на моде — 115 х 300 мм. Интерфейс управления принтером реализован через монохромный дисплей (русифицирован). По XY установлены рельсовые направляющие 12 мм. Ось Z — валы прецизионные, диаметром 16 мм. Тип передачи XY — ременная coreXY GT-2. Концевые датчики оптические.

Контроллер — Hercules Control Board на базе ядра ARM CORTEX M3 32-бит, 100 МГц. Шаговые двигатели — XYZ: NEMA17 1.68A 1.8° 4.4Kg*cm, Ex: NEMA11 0.67A 1.8° 1.2Kg*cm

UNI Форум

Какие шаговые двигатели и драйвера лучше ставить на UNI?

Какие шаговые двигатели и драйвера лучше ставить на UNI?

Сообщение UNI » 24 янв 2020, 10:27

Читать еще:  Что такое пазы двигателя

Шаговый двигатель — это синхронный бесщёточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения (шаги) ротора.
Шаговые двигатели, применяемые в построении 3D принтеров, имеют стандарт NEMA (национальная ассоциация производителей оборудования) и посадочный размер NEMA 17 (посадочный размер фланца 42мм). Разные двигатели NEMA17 отличаются моментом удержания, индуктивностью, сопротивлением обмоток, максимальным током, углом поворота за шаг.
В зависимости от места применения, используемых драйверов, системы питания (12В или 24В и более) выбирать стоит разные моторы. Для осей XYZ и экструдеров в 3D принтере UNI мы рекомендуем использовать 17HS8401 в паре с драйверами ТМС2208 или LV8729 и питанием 24В и углом перемещения за шаг 1,8 градусов (200 шагов на оборот). Для экструдеров с редукторами можно использовать более «слабые» моторы 17HS4401 и другие.
При выборе шагового двигателя стоит обращать внимание на:
Момент удержания – чем больше, тем лучше.
Индуктивность обмоток – чем меньше, тем лучше.

Драйвер – это электронное силовое устройство, которое на основании цифровых сигналов управляет обмотками шагового двигателя и позволяет шаговому двигателю делать шаги (вращаться). Стандартном являются сигналы STEP/DIR/ENABLE. STEP – тактирующий сигнал шага, DIR – сигнал направления, ENABLE – сигнал включения/выключения драйвера.

При выборе драйвера следует учитывать несколько моментов:
— Сила тока, которую может обеспечить драйвер. Желательно чтобы максимальная сила тока драйвера была на 15-30% больше тока фазы шагового двигателя.
— Напряжение питания, влияющая на динамику (момент), вибрации, нагрев ШД и драйвера. Чем больше индуктивность двигателя – тем большее напряжение требуется для драйвера (поэтому мы и стараемся выбрать ШД с как можно меньшей индуктивностью!).
— Наличие или отсутствие режимов деления шага (желательно 1/128 или 1/256).
— Качество изготовления и применяемых электронных компонентов.
В 3D принтере UNI мы рекомендуем использовать следующие драйверы шаговых двигателей:
TMC2208 – улучшенный тихий режим при делении шага до 1/256, UART, различные режимы работы, не греются. Максимальный ток – 1,4А. Сопротивление выходных транзисторов (влияющих на тепловыделение – чем меньше, тем прохладнее) – 570 mOhm. Стоимость – средняя.
LV8729 – чуть менее тихие, не греются. Рекомендованы для 32 битных плат управления, т.к. при дроблении шага 1/128 практически бесшумные. Максимальный ток – 1,8А. Сопротивление выходных транзисторов – 650 mOhm. Чуть более дешевые, чем ТМС2208.
Хорошим вариантом считаем использование драйверов TMC2208 на осях XY, а LV8729 на оси Z и экструдерах. Получаем в результате приемлемую стоимость, тихую и надежную работу 3D принтера.
Обратите внимание что использование данных драйверов шаговых двигателей в UNI подразумевает использование 32 битной платы управления (Lerdge Х или K).
Кроме того, драйвер шагового двигателя является высокочастотным оборудованием, требующим отмотки проводов, идущих к ШД вокруг ферритовых колец в начале и в конце провода (один виток на кольцо!).
Для сборки бюджетного, но шумного варианта 3D принтера так же можно использовать дешевые, но надежные драйверы:
A4988 — максимальный ток 2А, микрошаг 1/16, Сопротивление выходных транзисторов 640mOhm.
DRV8825 – максимальный ток 2,5А, микрошаг 1/32, сопротивление выходных транзисторов 500mOhm. Данный драйвер мы НЕ рекомендуем к использованию!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector