Двигатель является очень важным силовым компонентом3D-принтер, его точность связана с хорошим или плохим эффектом 3D-печати, обычно 3D-печать с использованием шагового двигателя.
Итак, существуют ли 3D-принтеры с сервоприводами? Это действительно здорово и точно, но почему бы не использовать их и на обычных 3D-принтерах?
Один недостаток: слишком дорого! По сравнению с обычными 3D-принтерами не стоит своих денег. Если лучше, то для промышленных принтеров — примерно то же самое, можно немного повысить точность.
Здесь мы возьмем эти два двигателя, проведем подробный сравнительный анализ, чтобы увидеть, в чем разница.
Разные определения.
Шаговый двигательявляется устройством дискретного движения, оно отличается от обычного переменного тока идвигатели постоянного токаОбычные двигатели работают от электричества, но шаговый двигатель не работает, он получает команду на выполнение шага.
Серводвигатель — это двигатель, который управляет работой механических компонентов в сервосистеме, что позволяет очень точно регулировать скорость и точность позиционирования, а также преобразовывать сигнал напряжения в крутящий момент и скорость для приведения в движение объекта управления.
Хотя оба варианта схожи по принципу управления (импульсная строка и направленный сигнал), существуют существенные различия в эксплуатационных характеристиках и областях применения. Теперь сравним эксплуатационные характеристики двух вариантов.
Точность управления разная.
Двухфазныйгибридный шаговый двигательУгол шага обычно составляет 1,8°, 0,9°
Точность управления серводвигателем переменного тока гарантируется вращающимся энкодером, расположенным на задней части вала двигателя. Например, для полностью цифрового серводвигателя переменного тока Panasonic со стандартным энкодером на 2500 линий эквивалент импульса составляет 360°/10000=0,036° благодаря технологии удвоения частоты, используемой в приводе.
Для двигателя с 17-битным энкодером привод получает 217=131072 импульсов за один оборот двигателя, что означает, что его импульсный эквивалент составляет 360°/131072=9,89 секунды, что составляет 1/655 импульсного эквивалента шагового двигателя с углом шага 1,8°.
Различные низкочастотные характеристики.
Шаговый двигатель на низкой скорости испытывает низкочастотную вибрацию. Частота вибрации зависит от нагрузки и производительности привода и обычно составляет половину от пусковой частоты двигателя без нагрузки.
Это явление низкочастотной вибрации, обусловленное принципом работы шагового двигателя, крайне негативно сказывается на нормальной работе машины. При работе шаговых двигателей на низких скоростях для устранения низкочастотной вибрации обычно следует использовать демпфирующие технологии, например, установку демпферов на двигатель или использование технологии разделения привода.
Серводвигатель переменного тока работает очень плавно и не вибрирует даже на низких скоростях. Сервосистема переменного тока имеет функцию подавления резонанса, которая может компенсировать недостаточную жёсткость оборудования, а система имеет внутреннюю функцию разрешения частоты, которая может определять точку резонанса оборудования и облегчать настройку системы.
Различные эксплуатационные характеристики.
Управление шаговым двигателем осуществляется по разомкнутому контуру. Слишком высокая начальная частота или слишком большая нагрузка склонны к потере шагов или блокировке, слишком высокая скорость при остановке склонна к перерегулированию, поэтому для обеспечения точности управления следует решать проблему увеличения и уменьшения скорости.
Система сервопривода переменного тока для управления с обратной связью, драйвер может напрямую замерять сигнал обратной связи энкодера двигателя, внутреннюю структуру контура положения и контура скорости, как правило, не возникает явления потери шага или перерегулирования шагового двигателя, производительность управления более надежна.
Подводя итог, можно сказать, что сервосистема переменного тока по многим параметрам превосходит шаговый двигатель. Однако в некоторых менее требовательных случаях шаговый двигатель также часто используется в качестве исполнительного механизма. 3D-принтер — менее требовательная область применения, а серводвигатель стоит довольно дорого, поэтому обычно выбирают шаговый двигатель.
Время публикации: 05 февраля 2023 г.