Waarom gebruiken 3D-printers geen servomotoren? Wat is het verschil tussen een servomotor en een stappenmotor?

De motor is een zeer belangrijk onderdeel van de aandrijving.3D-printerDe nauwkeurigheid ervan hangt samen met het goede of slechte resultaat van het 3D-printproces. Over het algemeen wordt bij 3D-printen gebruikgemaakt van een stappenmotor.

Zijn er 3D-printers die servomotoren gebruiken? Het is echt geweldig en nauwkeurig, maar waarom wordt het niet toegepast op gewone 3D-printers?

Een nadeel: het is te duur! Vergeleken met gewone 3D-printers is het de investering niet waard. Het is wel beter voor industriële printers, die min of meer hetzelfde zijn en de nauwkeurigheid iets kunnen verbeteren.

We zullen deze twee motoren hieronder nader vergelijken om te zien wat het verschil is.

Verschillende definities.

StappenmotorHet is een discreet bewegingsapparaat, dat verschilt van de gewone wisselstroomgenerator.DC-motorenGewone motoren worden aangedreven door elektriciteit, maar een stappenmotor niet. Een stappenmotor ontvangt een commando om een ​​stap uit te voeren.

Een servomotor is de motor die de werking van de mechanische componenten in het servosysteem aanstuurt. Hierdoor kunnen de snelheid en positioneringsnauwkeurigheid zeer precies worden geregeld en kan de motor het spanningssignaal omzetten in koppel en snelheid om het te besturen object aan te drijven.

Hoewel de twee qua besturingsmodus (pulsreeks en richtingssignaal) op elkaar lijken, bestaan ​​er grote verschillen in prestaties en toepassingsmogelijkheden. Hieronder volgt een vergelijking van het gebruik van de twee prestaties.

De nauwkeurigheid van de besturing is anders.

Tweefasenhybride stappenmotorDe staphoek is over het algemeen 1,8° of 0,9°.

De nauwkeurigheid van de aansturing van een AC-servomotor wordt gegarandeerd door de roterende encoder aan de achterzijde van de motoras. Bij een volledig digitale AC-servomotor van Panasonic, bijvoorbeeld, is de pulsduur bij een motor met een standaard 2500-lijns encoder 360°/10000 = 0,036° dankzij de viervoudige frequentietechnologie die in de aandrijving wordt gebruikt.

Voor een motor met een 17-bits encoder ontvangt de aandrijving 2¹⁷ = 131072 pulsen per motoromwenteling, wat betekent dat de pulsduur 360°/131072 = 9,89 seconden is, oftewel 1/655 van de pulsduur van een stappenmotor met een staphoek van 1,8°.

Verschillende laagfrequente eigenschappen.

Bij een stappenmotor met een lage snelheid treden laagfrequente trillingen op. De trillingsfrequentie is afhankelijk van de belasting en de prestaties van de aandrijving, en wordt over het algemeen beschouwd als de helft van de onbelaste aanloopfrequentie van de motor.

Dit laagfrequente trillingsfenomeen, veroorzaakt door het werkingsprincipe van de stappenmotor, is zeer nadelig voor de normale werking van de machine. Wanneer stappenmotoren op lage snelheden werken, moet er over het algemeen dempingstechnologie worden toegepast om het laagfrequente trillingsfenomeen te verminderen, bijvoorbeeld door dempers aan de motor toe te voegen of door subdivisietechnologie op de aandrijving toe te passen.

De AC-servomotor loopt zeer soepel en trilt niet, zelfs niet bij lage snelheden. Het AC-servosysteem heeft een resonantieonderdrukkingsfunctie, die het gebrek aan stijfheid van de machine kan compenseren, en het systeem beschikt over een interne frequentieresolutiefunctie, waarmee het resonantiepunt van de machine kan worden gedetecteerd en de systeemafstelling kan worden vereenvoudigd.

Verschillende operationele prestaties.

Stappenmotorbesturing is een open-lusbesturing. Een te hoge startfrequentie of een te grote belasting kan leiden tot stapverlies of blokkering, terwijl een te hoge snelheid bij het stoppen kan leiden tot doorschieten. Om de nauwkeurigheid van de besturing te garanderen, moet daarom rekening worden gehouden met het probleem van snelheidsverhoging en -verlaging.

Een AC-servoaandrijfsysteem voor gesloten-lusregeling: de driver kan het feedbacksignaal van de motor-encoder direct uitlezen. De interne opbouw van de positielus en de snelheidslus zorgt er doorgaans voor dat er geen stapverlies of overschrijding optreedt bij de stappenmotor, waardoor de regelprestaties betrouwbaarder zijn.

Samenvattend presteert een AC-servomotor in veel opzichten beter dan een stappenmotor. Toch wordt in minder veeleisende toepassingen vaak nog steeds een stappenmotor gebruikt. Een 3D-printer is zo'n minder veeleisende toepassing, en servomotoren zijn erg duur, vandaar dat er over het algemeen voor een stappenmotor wordt gekozen.