Como determino o valor da aceleração para a minha impressora?


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Quando a cabeça de impressão muda de direção, a impressora deve acelerar e desacelerar a cabeça de impressão. Quando calibrada corretamente, a impressora é capaz de fazer isso rapidamente e sem causar tremores demais, sem diminuir drasticamente o processo de impressão.

Se eu definir muito alto, minha impressora treme violentamente, especialmente durante o preenchimento. Se eu definir um valor muito baixo, o tempo de impressão será dobrado ou triplicado.

Que processo posso seguir para determinar (ou como posso calcular) o valor de aceleração mais rápida que minha impressora pode usar sem causar problemas na impressão?

Eu preferiria um processo que eu possa seguir sobre uma fórmula na qual eu possa conectar valores, especialmente se a fórmula incluir números mágicos.


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Pesquisa binária , ou seja, tentando valores até encontrar um que funcione.
Tom van der Zanden

Respostas:


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Como Tom apontou, a pesquisa binária é o melhor caminho. Caso esse termo não seja familiar para todos os leitores, aqui está um pouco mais detalhado:

  1. Estabeleça um valor de aceleração que você tem certeza de que é muito baixo (chame de L ) e outro que você tem certeza que é muito alto ( H ). Parece que você já conhece esses valores por experiência própria.

  2. Calcule a velocidade no meio: (L+H)/2 . Chamada que .M

  3. Tente imprimir em velocidade . Algo como um cubo de calibração escalonado pode ser uma boa escolha de objeto (muito disponível no Thingiverse).M

  4. Se ainda for muito rápido, tome como seu novo limite de alta velocidade (ou seja, redefina para o valor de ) e repita da etapa 2.MMHM

  5. Se estiver lento o suficiente para funcionar, use como seu novo limite de baixa velocidade ( ) e repita a partir do passo 2.ML

Cada repetição reduzirá o intervalo pela metade. Continue repetindo até e chegarem o mais próximo que quiser; digamos, dentro de 5% um do outro.LH

Eu não me incomodaria em tentar me aproximar, porque o valor praticável variará um pouco ao longo do tempo (atrito da poeira entrando em várias partes; pequenas diferenças de tensão; massa diferente e tensão de tração do rolo de filamento, temperatura dos motores, complexidade de o objeto que você está imprimindo, o comportamento do programa de fatiamento que você usa, o nome dele).


Parece um método de calibração interessante! Existe algum lugar onde eu possa ler mais sobre isso?
Tormod Haugene

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É um método muito comum para pesquisar em programas de computador. Procure "pesquisa binária" e você encontrará muitas informações. Não conheço boas referências sobre o uso para otimização de hardware em particular.
TextGeek

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Uma ferramenta que você pode achar útil para experimentar a aceleração é a Calculadora de aceleração do RepRap Centrals (na parte inferior).

Ao definir uma aceleração , duração da viagem e velocidade alvo , você pode ver:

  1. A velocidade teórica que pode ser alcançada durante a viagem com a aceleração definida (linha amarela).
  2. A distância necessária para atingir a velocidade desejada e por quanto tempo ela será mantida antes de diminuir (linha azul).

Por exemplo, definir acceleration = 3000, length = 30 and speed = 150significa que ele irá percorrer 4 mm antes de atingir a velocidade desejada de 150 mm / s, enquanto essa mesma aceleração teoricamente poderia fornecer uma velocidade de 300 mm / s para a distância especificada:

insira a descrição da imagem aqui

Cálculo de velocidade, aceleração e empurrão:

Em muitos casos, sua impressora terá algumas limitações na velocidade máxima ou nas configurações fornecidas pelo seu provedor que podem ser usadas como ponto de partida. Caso contrário, tentativa e erro é a maneira mais direta de fazê-lo.

Eu separaria a calibração de velocidade em três tarefas:

  1. Primeiro, encontre a velocidade máxima que sua impressora pode tolerar. Uma maneira de fazer isso é imprimir um objeto com longas distâncias de deslocamento e variar a velocidade máxima de deslocamento.
  2. Usando a calculadora acima, aumente a aceleração para várias distâncias de viagem até obter curvas de aceleração adequadamente suaves para a velocidade desejada para distâncias médias e longas.
  3. Ajuste sua configuração de empurrão para permitir uma aceleração rápida em curtas distâncias de viagem. Velocidade de arranque é a velocidade para a qual a impressora salta imediatamente antes de levar em consideração a aceleração. Com um empurrão de 20 mm / s, a impressora faz um salto imediato de 0 a 20 mm / s e, em seguida, acelera até a velocidade desejada seguindo o perfil de aceleração.

Como regra geral, pode ser inteligente definir a velocidade, o jerk e a aceleração reais aproximadamente 20% abaixo do máximo encontrado como uma salvaguarda ao imprimir.

Além disso, lembre-se de que a força dos motores de passo diminui para velocidades mais altas , para que o bico não mantenha seu caminho muito bem se obstruído. Se isso se tornar um problema, considere diminuir a velocidade.


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Excelente último ponto - minha impressora possui um grande eixo Y (1200 mm), com muita inércia. Eu tive que rodar o stepper muito devagar para que ele tivesse torque suficiente para girar o parafuso de avanço. Mudei para um parafuso de avanço "5-start" (para girar 1/5 o mais rápido no mesmo movimento) e sem mais problemas.
TextGeek

@TextGeek Thanks! Esse é o tipo de coisa que você descobre da maneira mais difícil. Minha introdução à curva de força do motor de passo foi que defeitos muito pequenos, devido ao nivelamento da cama muito perto, afastariam o bico do caminho durante viagens de alta velocidade.
Tormod Haugene

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Não compreendo completamente como você chega ao número de "menos de 5 segundos". A calculadora deve mostrar o comprimento no eixo x, e a aceleração poderia, teoricamente, fornecer uma velocidade de 300 mm / s, com um comprimento de 30 mm, conforme indicado por você, levando em consideração que a impressora precisa acelerar e desacelerar até 3000 mm / s ^ 2. Eu vejo isso corretamente? Caso contrário, excelente resposta!
Kamuro

@ Kamuro, excelente pergunta! Eu adicionei uma imagem onde destaquei as informações. Observe onde a linha verde cruza o eixo x (aproximadamente 4 segundos). :-)
Tormod Haugene

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Mas não pode ser coincidência que o eixo x do gráfico seja escalado com o campo 'distância ou comprimento do eixo', pode?
Kamuro

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A maioria das impressoras usa entre 2000 e 5000 mm / s 2 .... os movimentos de extrusão são geralmente 2000 (em média, entre impressoras diferentes), o deslocamento é normalmente visto em 3000-5000, embora para a maioria das extrusoras de unidade direta de extremidade inferior ou duelo ), esse valor deve ser menor (alguns até 500-1000, outros até 2000 para viagens). Extrusoras mais pesadas precisam de valores mais baixos, além de valores mais lentos, para evitar que os motores pulem. A configuração do empurrão sendo ajustada para baixo pode realmente ser benéfica, pois isso proporciona uma extrusão mais suave após um canto ou um buraco (algumas pessoas verão ondulações perto dessas áreas à medida que acelera fora da mudança de direção - valores mais baixos tornam essas ondulações menores, mas ligeiramente aumentar o tempo de impressão).

Acabei de modificar o meu com um design de carro protótipo no qual estou trabalhando. São adicionados cerca de 100 gramas ao peso das ações. Ele foi afinado antes, então esse peso extra o colocou sobre o travesseiro de 20 a 30% na configuração e faz o X e o Y pularem enquanto se sacode no prato; especialmente em modelos de alta resolução, particularmente círculos de alta resolução com 200 faces no eixo vertical, porque a impressora tenta empurrar cada nó - normalmente isso não é um problema, mas em projetos pesados, a configuração de empurrões precisa ser reduzida. Eu tive meu empurrão aos 20 para o XY, e agora é aos 4, depois de ter testado e reprovado os valores 8 e 15. A aceleração foi em 2000 para extrusão e deslocamento (alguns firmwares não permitem valores separados para movimentos de deslocamento e extrusão, mas se o seu permitir, será necessário " é melhor ter um valor de deslocamento aproximadamente o dobro dos movimentos de impressão - quando sua viagem é o dobro da velocidade dos movimentos de extrusão -, use a fórmula 1-1 em relação à velocidade, escalando-a para cada velocidade desejada definida no slicer). O meu foi testado em 2000, 1500, 1000 e 800, falhando em todos eles, com a configuração de jerk de 5. Agora, teste 500 para aceleração e comece a ficar um pouco confuso sobre o motivo disso estar acontecendo.

Agora estou pensando melhor ... Depois de chegar a 800 a partir de 2000, e ainda pular (aparentemente pior), estou fazendo isso aqui de trás para a frente? Preciso de um valor mais alto se o motor estiver pulando em movimentos rápidos? Meu entendimento é que quanto menor, melhor para esses problemas, mas talvez eu tenha me confundido.


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