Warum verwenden 3D-Drucker keine Servomotoren? Was ist der Unterschied zwischen Servomotoren und Schrittmotoren?

Der Motor ist eine sehr wichtige Antriebskomponente auf dem3D-DruckerSeine Genauigkeit hängt mit dem guten oder schlechten 3D-Druckergebnis zusammen. Im Allgemeinen basiert der 3D-Druck auf der Verwendung eines Schrittmotors.

Gibt es 3D-Drucker mit Servomotoren? Das ist wirklich beeindruckend und präzise, ​​aber warum sollte man es nicht auch bei normalen 3D-Druckern verwenden?

Ein Nachteil: Es ist zu teuer! Im Vergleich zu gewöhnlichen 3D-Druckern lohnt es sich nicht. Wenn es besser ist, ist es für Industriedrucker mehr oder weniger gleich, die Genauigkeit kann ein wenig verbessert werden.

Hier werden wir diese beiden Motoren einer detaillierten Vergleichsanalyse unterziehen, um die Unterschiede zu ermitteln.

Verschiedene Definitionen.

Schrittmotorist ein diskretes Bewegungsgerät, es unterscheidet sich von der gewöhnlichen AC undGleichstrommotorenGewöhnliche Motoren benötigen Strom, um sich zu drehen, aber Schrittmotoren sind dazu nicht in der Lage. Schrittmotoren müssen einen Befehl empfangen, um einen Schritt auszuführen.

Der Servomotor ist der Motor, der den Betrieb mechanischer Komponenten im Servosystem steuert. Er kann die Steuergeschwindigkeit und Positionsgenauigkeit sehr genau machen und das Spannungssignal in Drehmoment und Geschwindigkeit umwandeln, um das Steuerobjekt anzutreiben.

Obwohl sich die beiden in der Ansteuerung (Impulsfolge und Richtungssignal) ähneln, gibt es große Unterschiede in der Leistungsnutzung und den Einsatzmöglichkeiten. Nun ein Vergleich der Leistungsnutzung beider.

Die Regelgenauigkeit ist unterschiedlich.

ZweiphasigHybrid-SchrittmotorSchrittwinkel ist in der Regel , 1,8 °, 0,9 °

Die Regelgenauigkeit eines AC-Servomotors wird durch den Drehgeber an der Rückseite der Motorwelle gewährleistet. Bei einem volldigitalen AC-Servomotor von Panasonic, beispielsweise einem Motor mit einem Standard-2500-Zeilen-Encoder, beträgt das Impulsäquivalent 360°/10000=0,036° aufgrund der im Antrieb verwendeten Vierfachfrequenztechnologie.

Bei einem Motor mit einem 17-Bit-Encoder erhält der Antrieb 217=131072 Impulse pro Motorumdrehung, was bedeutet, dass sein Impulsäquivalent 360°/131072=9,89 Sekunden beträgt, also 1/655 des Impulsäquivalents eines Schrittmotors mit einem Schrittwinkel von 1,8°.

Unterschiedliche Niederfrequenzeigenschaften.

Bei Schrittmotoren mit niedriger Drehzahl treten niederfrequente Vibrationen auf. Die Vibrationsfrequenz hängt vom Lastzustand und der Leistung des Antriebs ab und beträgt im Allgemeinen die Hälfte der Leerlauf-Startfrequenz des Motors.

Dieses niederfrequente Vibrationsphänomen, das durch das Funktionsprinzip des Schrittmotors bedingt ist, beeinträchtigt den normalen Betrieb der Maschine erheblich. Wenn Schrittmotoren mit niedriger Geschwindigkeit arbeiten, sollte im Allgemeinen eine Dämpfungstechnologie eingesetzt werden, um das niederfrequente Vibrationsphänomen zu überwinden, z. B. durch das Hinzufügen von Dämpfern zum Motor oder den Einsatz einer Unterteilungstechnologie am Antrieb.

Der AC-Servomotor läuft sehr ruhig und vibriert auch bei niedrigen Geschwindigkeiten nicht. Das AC-Servosystem verfügt über eine Resonanzunterdrückungsfunktion, die die mangelnde Steifigkeit der Maschine kompensieren kann. Das System verfügt über eine interne Frequenzauflösungsfunktion, die den Resonanzpunkt der Maschine erkennt und die Systemeinstellung erleichtert.

Unterschiedliche Betriebsleistung.

Die Schrittmotorsteuerung erfolgt im offenen Regelkreis. Eine zu hohe Startfrequenz oder eine zu große Last kann zu Schrittverlusten oder Blockierungen führen. Eine zu hohe Geschwindigkeit beim Anhalten kann zu Überschwingen führen. Um die Steuerungsgenauigkeit sicherzustellen, muss daher das Problem der Geschwindigkeitserhöhung und -verringerung berücksichtigt werden.

AC-Servoantriebssystem für geschlossene Regelkreise. Der Treiber kann das Feedback-Signal des Motor-Encoders direkt abtasten. Durch die interne Zusammensetzung des Positions- und Geschwindigkeitsregelkreises tritt im Allgemeinen kein Schrittverlust- oder Überschwingungsphänomen des Schrittmotors auf und die Regelleistung ist zuverlässiger.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass AC-Servosysteme in vielerlei Hinsicht leistungsfähiger sind als Schrittmotoren. In weniger anspruchsvollen Anwendungen wird jedoch häufig auch ein Schrittmotor eingesetzt. Der 3D-Druck ist weniger anspruchsvoll, und Servomotoren sind teuer, daher wird in der Regel ein Schrittmotor verwendet.