Что такое пропуск шагов двигателя

Драйверы шаговых двигателей GECKODRIVE — Абсолютное американское качество

Предлагаем Вашему вниманию драйверы для шаговых двигателей от ведущего мирового разработчика и производителя устройств управления двигателями — компании Geckodrive Inc. (США).

Основной модельный ряд нового поколения представлен четырьмя драйверами: G201X, G210X, G203V и G213V. Все данные драйверы предназначен для управления биполярными шаговыми двигателями с максимальным рабочим током фазы до 7 Ампер при напряжении питания до 80 Вольт. Технические характеристики драйверов представлены в таблице.

Параметр G201X G210X G203V G213V
Входной ток управляющих сигналов STEP и DIR от 3 мА
Максимальная входная частота импульсов STEP 300 кГц 333 кГц
Встроенные функции защиты драйвера и ШД Нет КЗ, переполюсовка и превышение напряжения питания, перегрев
Габаритные размеры 64 х 64 х 22 мм
Вес 100 г

Основными функциональными преимуществами драйверов Geckodrive является:

  • подавление низкочастотных вибраций;
  • компенсация среднечастотного резонанса;
  • «морфинг» формы тока в фазах шагового двигателя в зависимости от частоты вращения;
  • адаптивная рециркуляция тока при простое двигателя;

Также следует отметить, что при всем этом функциональном разнообразии драйверы имеют миниатюрные габариты и малый вес (100 г).

Аппаратная функция компенсации среднечастотного резонанса и подавления низкочастотных вибраций является главным ноу-хау компании Geckodrive, и на сегодняшний день драйверы Geckodrive являются единственными в мире драйверами шаговых двигателей без обратной связи по положению ротора, в которых полноценно реализована эта функция.

В комплексе с микрошаговым управлением данная функция обеспечивает качественное и плавное вращение ротора шагового двигателя в широком диапазоне рабочих частот — от единиц Гц до десятков кГц, тем самым позволяя добиться от двигателя превосходной динамики и высоких скоростей вращения. Таким образом, проблемы, связанные с пропуском шагов на низких частотах и срывом вращения на средних частотах, больше не актуальны для пользователей драйверов Geckodrive.

Другим преимуществом драйверов Geckodrive является функция «морфинга» – плавного изменения формы тока в фазах шагового двигателя в зависимости от частоты вращения ротора. С увеличением скорости, драйвер плавно переходит из микрошагового режима с синусоидальной формой тока в фазах шагового двигателя к полношаговому режиму с прямоугольной формой тока. Следует отметить, что несмотря на изменение режима управления, драйвер точно осуществляет позиционирование ротора двигателя и никаких «проскоков» шагов не возникает.

Известно, что микрошаговый режим отлично подходит для низких скоростей вращения шаговых двигателей, но с увеличением скорости двигатель в данном режиме не может обеспечить достаточный крутящий момент, что приводит к срыву вращения. Использование функции «морфинга» позволяет увеличить крутящий момент шагового двигателя на средних и высоких скоростях до 30%.

В качестве примера приведены нагрузочные характеристики двигателя FL57STH76-2804A полученные при работе с драйверами Geckodrive G203V и Leadshine M542 (Китай). Как видно из графика, крутящий момент у двигателя под управлением G203V благодаря функции «морфинга» значительно увеличился в диапазоне скоростей вращения от 300 до 1500 об/мин. А именно этот диапазон скоростей и является основным для шаговых двигателей.

Во всех драйверах Geckodrive используется функция адаптивной рециркуляции тока в обмотках шагового двигателя, которая позволяет без потери выходного крутящего момента на валу двигателя уменьшить нагрев его корпуса как при вращении, так и в статическом режиме. Кроме того, благодаря данной функции корпус самого драйвера при работе на токах до 4 Ампер не нагревается больше чем на 40°, и, соответственно, не требует принудительного охлаждения.

В дополнение к данной функции в драйверах реализован режим автоматического уменьшения рабочего тока в обмотках шагового двигателя при простое. Данный режим дополнительно уменьшает нагрев как самого двигателя, так и драйвера, и позволяет значительно сократить потребляемую приводом мощность в статическом состоянии.

Управление драйверами стандартное для устройств данного класса и осуществляется двумя логическими сигналами «ШАГ» (STEP) и «НАПРАВЛЕНИЕ» (DIR). Каждый импульс на входе STEP вызывает поворот ротора двигателя на один шаг или микрошаг в зависимости от выбранного режима работы в сторону, заданную уровнем сигнала на входе DIR.

Минимальный входной ток управляющих сигналов составляет всего 3 мА, что позволяет использовать для управления драйверами маломощные источники сигналов с выходным напряжением от 3.3 Вольт, а также подключать драйвер напрямую к LPT-порту компьютера без использования дополнительных буферных цепей.

Инженеры компании Geckodrive не останавливаются на достигнутом, и в настоящее время ведется активная работа по созданию контроллера шагового двигателя нового поколения с управлением через интерфейс RS-485, а также шагового сервопривода.

Компания НПО «АТОМ» является официальным дистрибьютором Geckodrive Inc. на территории России. Мы всегда поддерживаем на складе все основные модели драйверов шаговых двигателей и готовы оказать полную техническую поддержку и консультации по использованию продукции Geckodrive.

Пропуск Y-шагов, только при использовании Ultimaker Cura

Чтобы выяснить, почему мой принтер иногда пропускает Y-шаги (всегда в одном и том же направлении) только в Ultimaker Cura, я копаюсь в G-коде, чтобы лучше понять проблему. Однако тысячи строк G-кода сложно проанализировать.

Я использую нагревательный элемент Mk2 со стеклянным листом и двигатель NEMA17 в принтере P3Steel Toolson Edition. Ось чувствует себя относительно легко в обоих направлениях.

Снижение ускорения до 4000 не полностью избавило от проблемы — хотя, возможно, это помогло решить проблему. Я не делал количественных тестов, извините.

Есть ли другие очевидные вещи, которые я мог бы пропустить? Я знаю, что ускорение все еще может быть довольно высоким, но, поскольку он легко работает со Slic3r, я хотел бы воспользоваться некоторыми функциями Ultimaker Cura с этой скоростью печати.

Вы ответили на свой вопрос в комментарии.

Да, конечно, увеличение максимального подводимого тока к двигателю избавляет от проблемы. Тем не менее, я бы предпочел пойти с более низким током, чтобы ограничить нагрев двигателей. Мне было просто интересно, есть ли что-то в двух движках нарезки, которое заставляет cura вызывать гораздо более резкие движения, которые заставляют принтер терять шаги . — kamuro 21 мая ’17 в 21:22

Моторы жесткие

Моторы должны быть теплыми, а некоторые — горячими. Не все двигатели имеют одинаковые характеристики, но я выбрал один на Amazon ( ссылка ), который показывает номинальное повышение температуры на 60 ° C выше номинальной температуры окружающей среды 50 ° C. Если эти характеристики соответствуют друг другу, и они должны быть выполнены, поскольку изоляция двигателя рассчитана на 130 ° C, вы можете вскипятить воду на шаговых двигателях.

Но . другие факторы

Но каковы реальные пределы и какой ток вы должны проходить через двигатели?

Во-первых, многие 3D-принтеры имеют пластиковые крепления для шаговых двигателей. Вы не хотите, чтобы этот пластик смягчался. Может, если моторы нагреются. Я видел это на коммерческом 2D-принтере, и за ним последовало скрежет зубов по всему Тихому океану. Даже для PLA эта температура неудобна для человеческой плоти. Я смягчаю PLA при 75 ° C при установке плотных деталей, но PETG и ABS хороши для более высоких температур.

Низкая точность тока

Двигатели являются удивительно линейными преобразователями тока в крутящий момент, но они по-прежнему имеют нелинейности на границах. Это имеет наибольшее значение при микрошаге, который (AFAIK) все 3D-принтеры используют для более высокого разрешения.

Два фактора снижают точность при более низких токах при микропереходе.

Нелинейность в драйверах приводит к магнитным полям, которые не линейно совпадают с заданной силой привода. Крутящий момент не совсем то, что необходимо для позиционирования двигателя между полюсами под правильным углом.

Статическое трение, иногда называемое прилипанием, требует дополнительного крутящего момента для преодоления. В медленном шаге с микропереходом это приведет к тому, что движение будет висеть назад, а затем прыгать вперед. Движение может быть рваным, а не плавным. Экструзия может быть пульсирующей, а не гладкой.

И то, и другое улучшается благодаря подаче достаточного тока на двигатель для создания достаточного крутящего момента. Чем больше ток, тем больше тепла, а также улучшается поведение и производительность.

Включите моторы!

Они могут принять это. Проверьте их крепления, чтобы убедиться, что крепления не занижены.

Почему Кура, а не Slic3r?

Глубоко детальный обзор g-кода будет необходимо. Это может быть так же просто, как направление заполнения или предпочтительное направление вашей модели по сравнению с направлением, выбранным двумя слайсерами.

Это могут быть некоторые ограничения, закодированные в части «пользовательского g-кода» двух слайсеров. Я не знаком с Cura, но Slic3r позволяет вам вставлять дополнительный g-код во многих ситуациях. Кое-что, введенное с профилем принтера, может ограничивать ускорение рывка.

Могут быть различия в настройке вентилятора или почти все.

Когда вы имеете дело с маргинальной ситуацией, и это звучит так, как будто она на грани, очень маленькие различия могут вызвать кардинальные изменения в реакции всей системы. 3D-принтеры представляют собой сложные системы с резонансами, множеством режимов вибрации, нелинейным трением. Знание наверняка может выходить за рамки ваших и наших инженерных инструментов.

Не работайте на полях

Установите двигатели на надлежащие уровни тока. Установите кровать на нужную высоту. Установите горячий конец на правильную температуру. Старайтесь всегда оставаться в сладком месте. Ваши отпечатки будут вознаграждать вас.

Что такое пропуск шагов двигателя

Как я нашел и устранил причину пропуска шагов. 4 года 18 ч. назад #2654

Собираю свой первый хоббийный станок. Оси поставил, приехали движки и драйверы из Китая. Начал запускать, настраивать, пробовать — играться, вобщем. Тут же после нескольких окружностей выяснилось, что 0 уходит прилично, по всем осям. Неделю насиловал Мач, двайвера, токи, напряжения — опыт нагуливал. Потом только решил достать осциллограф.
Компоновка такая:
USB-контроллер китайский, красненький, на 4 оси, 100кГц;
Китайский микро-степ драйвер 4А TB6600 (собран на TB67S109AFTG);
Движки 17HS8401;
Mach3 в реалтайм режиме;
Лабораторный БП Инстек.
Винду не урезал — домашний комп со всеми причиндалами.

Внутри драйвера стоят 3 оптопары, одна 4N25 (степ) и две PC817 (DIR и EN). Сначала посмотрел на длительность степ-сигнала с внешней стороны 4N25 — около 4 мкс получилось. Длительность не меняется из Мача, контроллер прижимистый. Светодиод питается от +5V через 270 Ом. Затем глянул внутреннюю часть оптопары — коллектор оптотранзистора. Там импульс хуинький такой, до нуля не доходит временами из-за худобы. Воот.
Смотрю, как включили транзистор — базу оптотранзистора китайцы посадили на землю через 47к, в коллекторной цепи 3.3к. Решил пожертвовать восходящим фронтом импульса, чтобы хоть до нуля доходил спадающий (активный). Поставил в базу 100к, до нуля стал доходить уверенней, но ширина в нуле получилась 1-2 мкс (осциллограф карманный, 8 бит, точнее трудно ). Погонял ось рывками-тычками — стало лучше, но недокруты остались.
Поставил 150к — ширина импульса в нуле изменилась чуть только, но и восходящий фронт совсем немного стал затянут (я большего ожидал). Погонял ось — вроде норм, но когда стал мучить ее часами, драйвер нагрелся, транзистор тоже, и ноль опять не пришел на место.
Плюнул тогда на резистор и убрал его совсем, база транзистора осталась висячей. Импульс в нуле стал длинным, порядка 10 мкс — долго заряд на базе рассасывается, потом очень плавный восходящий фронт. В 5в приходит где-то на 45-50й микросекунде от активного спада считать.
На этом и остановился. Долгие издевательства по всем осям показали надежное возвращение в ноль. Правда, максимальная скорость в этом случае будет ограничена максимально возможной частотой следования импульсов степ — около 20кГц. В моем случае (при 400 имп/мм) скорость выставил 3000. А может можно и чуть больше, не лазил в большие скорости для проверки. А почему бы и не слазить?
Покрутил ось на 4000 — норма, на 5000- недокрут возобновился. Пропускает, значит, импульсы по недошедшему до уровня восходящему фронту.
Правда, на 4000 — экран Units/min показывает реальную 3100, на 5000 — показывает 3800. Минус 3 децибелла?

Остался вопрос по домашнему референсу в Mach3:
выполняю Ref All Home, датчики отрабатывают, откат происходит, но на ЦИ текущих координат ни в какую не хочет ставить значения из столбца Home off, всегда нули лепит. Auto zero стоит, в макросе стандартные команды. Я хочу после домашнего референса в левом нижнем углу откатится на середину стола, чтоб там был машинный ноль. Помогите пожалуйста заставить мач учитывать Home off, кто знает в чем проблема.

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

пропуск шагов в одну сторону

Тема раздела Драйверы и контроллеры для CNC в категории Станки ЧПУ, Hobby CNC, инструмент; Привет всем, проблема такая в одну сторону крутит нормально в другую пропускает шаги, нижний пост читал с переустановкой системы и .

Опции темы
  • Версия для печати
  • Отправить по электронной почте…
  • Подписаться на эту тему…

пропуск шагов в одну сторону

Привет всем, проблема такая в одну сторону крутит нормально в другую пропускает шаги, нижний пост читал с переустановкой системы и установкой на другой комп не помогло, драйвер гековский питание от трансформаторного бп ,хотел до нового года опробовать ,а тут такая засада блин. Bсех с наступающим. За ответы огромное спасибо заранее .

Может получится найти осциллограф и посмотреть что там творится на ногах STEP и DIR. Скорее всего по DIR помеха от работающих двигателей проходит. Когда идет пропуск шагов на DIR какой уровень, высокий или низкий? И какое напряжение питания идет на драйвера? Если больше 30V то попробуйте его уменьшить до 20-24V и посмотрите на пропуск шагов опять. Если пропадет, экранируйте и заземляйте все что можно, особенно силовые части. Вся земля должна приходить в одну точку- минус конденсатора на блоке питания. Все экранированные провода подсоединяются к корпусу там-же и только одним концом.

прошу прощение за глупый вопрос, но из подручных средств чем лучше экранировать провода?

Попробую проверить, напряжение питания 55 вольт движки fl86-151 по поводу вопроса на днях вышлю

Самое плохое, что простой осцилл может и не увидеть. Мой С-1-94 помеху не видит, а простое зазамление сняло проблемму. Правда у меня станок сам нормально ходит, а при включении шпинделя начинал «нервничать»

Если Геки 210 или 212 -> Был примерно такой же глюк, портачила платка делителя шагов, Если есть еще Геки то переставь ее с заведомо рабочего драйвера.

проблема ушла когда напряжение снизил до 18 вольт

Поздравляю, в каком направлении двигаться теперь знаете.
Надеюсь ответ на свой вопрос я отработал

Ну для этого надо хотя-бы знать какие подручные средства есть.
Я провода от двигателя сделал максимально короткими и драйверы разместил прямо под двигателями. Сами провода от двигателя поместил в экранированную оплетку снятую с многожильного экранированного кабеля. Провода питания идут скрученные вместе прямо в кабеле. То-же самое для контрольных кабелей для Step & Dir (можно использовать экранированный ethernet кабель, patchcord). Желательно использовать все экранированные провода. Можно еще на проводах повесить по ферритовому кольцу. Способов много, включая правильное заземление самого станка.

Последний раз редактировалось boldive; 28.12.2009 в 21:00 .

Шаговые двигатели. Ответы на часто задаваемые вопросы Комментировать

Что такое шаговый двигатель?

Шаговый двигатель представляет собой электромеханическое устройство, преобразующее электрические импульсы в поворот вала двигателя на заданный угол.

Какие преимущества имеют шаговые двигатели?

Основными преимуществами, обеспечивающими шаговым двигателям высокую популярность, являются такие их особенности, как:
– точное перемещение на заданный угол даже в отсутствии обратной связи;
– малая погрешность позиционирования (не более 5% от заданной величины шага) без накапливания ошибки при повторениях;
– длительный срок службы, ограниченный только ресурсом работы подшипников, обеспечиваемый отсутствием в конструкции шагового двигателя щёток;
– возможность работы вала на сверхнизких скоростях без участия редуктора;
– широкий диапазон скоростей.

Какие недостатки имеют шаговые двигатели?

Недостатками шаговых двигателей являются:
– подверженность резонансу;
– возможность пропуска шагов;
– довольно низкое значение удельной мощности;
– обеспечение малого момента при работе на высоких скоростях;
– высокий уровень энергопотребления.

Можно ли разобрать шаговый двигатель?

Большая часть шаговых двигателей имеют неразборный корпус, и это не случайно: внутри шагового двигателя создаётся замкнутый магнитопровод ротора и статора, поэтому вскрытие корпуса неминуемо приведёт к тому, что момент двигателя значительно сократится.

Какова величина минимального угла поворота шагового двигателя?

В режиме полного шага шаговый двигатель может иметь минимальное значение шага, равное 0,9 градуса, т. е. на оборот приходится 400 шагов. Использование микрошагового режима позволяет сильно сократить это значение, однако следует учитывать тот факт, что при делении шага более чем на 16 частей точность позиционирования перестаёт расти.

Какое программное обеспечение лучше использовать для работы с шаговым двигателем?

Современные разработчики предлагают широкий спектр ПО, оптимизированного для работы с ШД. Подбирать ПО следует исходя из поставленных целей и задач. Наиболее распространёнными являются программы MACH3, Turbocnc, LinuxCNC и NC Studio.

На какие характеристики следует обратить внимание, решив купить шаговый двигатель?

Все характеристики, указанные в описании устройства, имеют важное значении при покупке электродвигателя. Важно понимать, что каждый из таких показателей, как индуктивность, напряжение, ток и т.д. определяют главный показатель шагового двигателя: зависимость крутящего момента от скорости. Подбирая шаговый двигатель для готового оборудования, необходимо произвести предварительные расчёты. Если вы не знаете, как сделать это самостоятельно, консультанты нашего торгового дома всегда готовы прийти вам на помощь.

Что такое драйвер шагового двигателя и зачем он нужен?

Драйвер шагового двигателя представляет собой электромеханическое устройство, предназначенное для управления шаговыми двигателями. Использование драйвера совместно с шаговым двигателем позволяет, помимо точного управления, получить такие преимущества, как:
– подавление резонанса;
– возможность подключения дополнительных устройств через вспомогательные гнёзда драйвера;
– функция мягкого старта;
– защита от перенапряжения.

Почему шаговый двигатель перегревается?

В первую очередь, необходимо убедиться, что двигатель действительно перегревается: следует отметить, что нагрев до 80°© является нормальной рабочей температурой для двигателей такого типа. Если же температура нагрева превышает указанное значение, снизить температуры помогут такие мероприятия, как:
– проверка рабочего тока. Часто чрезмерный нагрев шагового двигателя происходит из-за того, что используемый рабочий ток не соответствует номинальному току устройства;
– подключение функции снижения тока обмоток в режиме удержания;
– снижение питающего напряжение является эффективным методом снижения уровня нагрева ШД, но используя данный метод следует учесть, что момент снизится прямо пропорционально питанию;
– при сильном нагреве двигателя и отсутствии возможности снижения его рабочих характеристик выходом из сложившейся ситуации может стать установка на корпус агрегата охлаждающего устройства – радиатора или вентилятора.

Почему шаговый двигатель пропускает шаги?

Пропуск шагов является одной из наиболее часто встречающихся проблем, связанных с эксплуатацией шаговых двигателей. Чаще всего это происходит по следующим причинам:
– высокий резонанс;
– некачественное исполнение самого шагового двигателя или подключённого к нему драйвера;
– ошибки в настройках драйвера: для корректной работы проверьте настройки напряжения и тока;
– слишком большая нагрузка на двигатель. Решить проблему можно снижением скорости, или же заменой электродвигателя на более мощный;
– проблемы, связанные с контактами или генерацией управляющих сигналов STEP/DIR.

Читать еще:  Фаза работы дизельного двигателя
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector