Kysymys:
Kuinka teoriassa laskea suurin kiihtyvyys?
FarO
2019-11-21 00:05:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Haluan laskea tulostimeni turvallisen maksimaalisen kiihtyvyyden seuraavien parametrien avulla:

  • tulostuspään paino
  • vääntömomentti halutulla nopeudella
  • askelet / mm ja askelet / kierros
  • mikroportaat

Kehyksen ja hihnojen joustavuus jätetään huomioimatta.

Excel-tiedosto vääntömomentti halutulla nopeudella on saatavana täällä.

Muut parametrit ovat tiedossa etukäteen.

Suurimmalle kiihtyvyydelle käyttämäni kaava on tavallinen $ a = F / m $ , jossa $ F = vääntömomentti * säde $ :

$ acceleration = momentti \ * \ (steps / rev \ / \ steps / mm \ * \ microsteps \ / \ pi \ / \ 2) / mass $

Käyttämällä 450 g, 0,15 N / m (kuten ennustetaan askelmalleni nopeudella 200 mm / s 24 V: n kanssa), 200 askelta / kierros, 80 askelta / mm, 16 mikroväliä, saan noin 2100 mm / s 2 joka näyttää kohtuulliselta ja melko lähellä vakioarvoja.

Kuitenkin ymmärsin Excelin tiedosto antaa ennusteen täysvaiheisesta vääntömomentista, mutta vääntömomentin tiedetään pienenevän merkittävästi mikrotasojen kasvaessa.

Kuinka pienennetyn (inkrementaalisen) vääntömomentin vaikutus otetaan käyttöön lasketaanko turvallinen suurin kiihtyvyysarvo tulostimelle?

Tiedoksi : Askelmoikkini ja tulostimeni myytiin tuolloin suunnilleen sillä esiasetetulla kiihtyvyysarvolla ja tällä momentilla nimellisnopeudella ( puoli jännitettä, puolet nopeudesta kuin oletin tässä).

Tulostuslaatu oli hieno, mikä vaikuttaa epäluuloiselta, kun otetaan huomioon huomattavasti pienempi vääntömomentti, joka odotetaan 16-kertaisella mikroportaalla, noin 1/10 käytetystä arvosta.

Odotan monia menetettyjä mikroportaita ennalta määritetyillä asetuksilla. Tai ehkä se tapahtuu: jos kaikki mikroportaat menetetään, paikannusvirhe olisi 16 (mikro) askelta / 80 askelta / mm = 0,2 mm.


Tärkeä muokkaus !!!

Kuten ehkä joku huomasi, käyttämäni kaava

$ F = momentti * säde $

on väärä. Oikea on

$ F = momentti / säde $

Tämä muutos huomioon ottaen lopullinen kaava on:

$ acceleration = vääntömomentti \ / \ (steps / rev \ / \ steps / mm \ * \ microsteps \ / \ pi \ / \ 2) / mass $

mikä antaa annetuilla tuloarvoilla 52 mm / s 2 .

Tämä on paljon vähemmän kuin normaalisti asetettu tulostimissa. Epäilen, voivatko hihnan venytykset ja rungon joustavuus vaikuttaa niin paljon asetukseen, joten mikroportaan lisäksi on vastattava myös tähän, koska kysymys on "teoriassa laskea suurin kiihtyvyys".

Teit virheen yksiköissäsi. Laskennan tulos on 52 * metriä * sekunnissa, ei 52 * millimetriä * sekunnissa.
üks vastaus:
Tom van der Zanden
2019-11-21 03:23:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sinulla ei näytä olevan oikeaa käsitystä siitä, miten mikroporrastus vaikuttaa vääntömomenttiin.

Viitatessasi artikkelissa lasketaan inkrementaalinen vääntömomentti. Sana "inkrementaalinen" on erittäin tärkeä.

Askelmoottori koostuu kestomagneettiroottorista ja sähkömagneettistaattorista. Sähkömagneetit tuottavat magneettikentän, johon staattori haluaa kohdistaa itsensä. Kuvittele askelmoottorin olevan levossa. Kun kohdistamme siihen momenttia, roottori alkaa taipua lepotilastaan, jossa se on linjassa magneettikentän kanssa. Kun lisäät vääntömomenttia, staattori taipuu enemmän.

Jos jatkamme vääntömomentin lisäämistä, moottori ei enää pysty pitämään asemaansa ja napsauttamaan seuraavaan vaiheeseen. Vääntömomentti, jolla tämä tapahtuu, on pitomomentti. Pohjimmiltaan voit ajatella pitomomenttia vääntömomenttina, joka tarvitaan roottorin asennon täydelliseen taipumiseen (verrattuna siihen, mihin se olisi kohdistettu magneettikentän kanssa). Annettua vääntömomentikuormitusta vastaavaa taipumista kutsutaan staattiseksi kuormituskulmaksi.

Artikkeli laskee inkrementaalinen vääntömomentin mikrolaskulle. inkrementaalinen mikroporrastusmomentti on vääntömomentti, joka tarvitaan mikroporras taipuman aikaansaamiseksi. Joten, jos käytämme puoliporrastusta, inkrementaalinen vääntömomentti on momentti, jota tarvitaan puoliportaisen taipuman aikaansaamiseksi. Puoliportaisen taipuman aikaansaamiseksi vaadittava momentti on luonnollisesti (paljon) pienempi kuin täyden askelman taipuman edellyttämä momentti.

Tämä ei oikeastaan ​​ole riippumatta siitä, mihin mikroportaan moottori on konfiguroitu. Puolivaiheisen taipuman aikaansaaminen vaatii saman määrän vääntömomenttia riippumatta siitä, käyttääkö moottori täyttä vai puolivaihetta. Kaikki pienemmät inkrementaaliset vääntömomentit tarkoittavat, että määritämme vääntömomentin pienemmälle taipumalle. Se ei tarkoita, että vääntömomentti pienenisi kokonaisuudessaan.

Odotan monia menetettyjä mikrovaiheita ennalta määritetyillä asetuksilla.

Et voi "menettää" mikrolaskua. Askelmoottorin roottorissa on fyysisiä lisäyksiä, ja askeleen menettäminen tapahtuu, kun se napsahtaa seuraavaan lisäykseen. Ainoa asia, jonka voit menettää, on täysi askel.

Askelmoottorin staattori luo pyörivän magneettikentän. Roottori yrittää seurata tätä magneettikenttää, mutta (jos se on kuormitettuna) jää aina sen jälkeen, koska kahden magneetin kytkentä käyttäytyy jousena. Täysvaiheisessa tilassa pyörivä magneettikenttä liikkuu erillisinä vaiheina. Kaikki mahdollistavat mikrolaskutoiminnot on saada kenttä pyörimään "sujuvammin". Se ei kuitenkaan muuta kentän suuruutta.

Jos katsot roottorin kiihtyvyyskaaviota hyvin pienellä aikavälillä, saat sahahammasaallon. Joka kerta, kun moottori teki täyden askeleen (ts. Magneettikenttä hyppää), kiihtyvyys olisi suuri (koska kenttien välinen vääristymä olisi suuri) ja putoaisi sitten vähitellen, kun roottori kohdistuisi jälleen magneettikentän kanssa.

Jos käytät 16-kertaista mikroporrastusta, näet jälleen sahahammasaallon, mutta 16-kertaisella taajuudella ja pienemmällä huipusta huippuun-amplitudiin. Keskimääräinen arvo olisi kuitenkin sama kuin täysasennustilassa. Huipusta huippuun -amplitudin pieneneminen vastaa vääntömomentin pienenemistä (ja tasaisen kiihtyvyyden vuoksi tämä pienennys on todella hyvä).

Tärkein syy olla kiinnostunut kasvavasta vääntömomentista on määrittää paikannusvirhe. Jos luulet tulostuspään olevan levossa, yksi mikroporras ei välttämättä aiheuta liikettä, koska inkrementtivääntö on liian pieni staattisen kitkan voittamiseksi. Joten 16-kertaisen mikroporrastuksen käyttö ei salli 16-kertaista tarkkaa paikannusta. Suurimpaan kiihtyvyyteen ei kuitenkaan vaikuteta.

Kysymyksesi toinen osa, josta saat epärealistisen pienen arvon 52mm / s 2 , perustuu yksinkertaiseen laskuvirheeseen. Oikea arvo on 52m / s 2 tai 52000mm / s 2 .

Selvisit hyvin, kiitos. Tein kuitenkin virheen kaavassa, joten kysymys mikrovaiheista on nyt vähäinen. Voitteko päivittää vastauksen?
@FarO On vähemmän ihanteellista muuttaa kysymystä vastauksen jälkeen.
Tässä tapauksessa se on kuitenkin helppoa: mainitse vastauksesi ensimmäisellä rivillä, että yksiköt ovat väärässä, joten se ei ole ongelma, jätä sitten loput sellaisenaan, koska se on hyvä vastaus kysymyksen toiseen osaan. Mutta kyllä, en ollut varma, miten edetä vastauksesi huomioon ottaen, mutta en tiennyt, miten muokata kysymystä poistamatta vastaamasi osan syytä
Yhteenvetona tarkistaakseni, että ymmärsin todella, johtopäätös on, että jos haluan enemmän tai vähemmän varmistaa, että paikannusvirhe pysyy mikroportaalla, minun pitäisi pitää kiihtyvyys ~ 1/10 laskemastani arvosta. Jos haluan pitää heilumisen kiihdytyksen aikana täydessä vaiheessa, minun on käytettävä laskeani koko arvo. Päinvastaisessa tapauksessa voin käyttää moottoria kierrosluvulle asti, joka tuottaa 10 kertaa tarvittavan vääntömomentin valitun kiihtyvyyden perusteella.
@FarO Jos suoritat kiihtyvyyden kymmenesosassa, se pysyy mikroportaalla, vaikka kitka lisääkin paikannusvirheen tämän teoreettisen arvon yli. En ole varma, mitä tarkoitat lauseella, joka alkaa "päinvastaisessa tapauksessa", enkä ole varma, onko se oikein. 52m / s ^ 2 on kova raja, jonka ylittämisen jälkeen voit taata ohittaa vaiheet.
Ihmettelen, kuinka paljon kitkaa todella on. Luin siitä useita kertoja, mutta en löytänyt mitään arviota suuruudesta. Paikannustarkkuus ei myöskään ole täydellinen hihnan venyttämisen takia: 3000 mm / s ^ 2 ja puoli kg tuottaa noin 1,5 N, mikä voi vaikuttaa, koska puhumme 12 mikronista mikrolaskua kohti.


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 4.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...