Не работает шаговый двигатель 3D-принтера:починим!

Хотя я думаю, что знаю, как обращаться с 3D-принтером, меня всегда пугает, когда машина выходит из строя из-за потенциальной аппаратной проблемы. В отличие от изменения какой-то неясной настройки в слайсере, мое сердце имеет тенденцию пропускать удары, когда я имею дело с механическими и электрическими частями.

Рано или поздно вам придется столкнуться с некорректно работающим шаговым двигателем. Если вы похожи на меня, вы, безусловно, предпочитаете провести некоторое исследование, прежде чем пытаться сделать что-то потенциально необратимое. Хотя мы собираемся углубиться в каждую причину, это наиболее распространенные причины неправильной работы шагового двигателя.

Шаговый двигатель 3D-принтера может не работать из-за недостаточного электрического тока, потери целостности проводки или разъема, неисправности драйвера шагового двигателя или платы управления.

Конечно, это краткое изложение не очень полезно, когда дело доходит до решения вашей проблемы, так что давайте приступим!

Как починить шаговый двигатель, который не двигается

Когда дело доходит до проблем, связанных с неработающим оборудованием, рекомендуемый путь их решения всегда идет от самого простого к самому сложному из возможных решений. Бесполезно проверять настройки прошивки или изменять расширенные настройки нашего принтера, если мы сначала не убедимся, что машина включена. Хотя это звучит глупо, большинство проблем обычно решаются с помощью почти тривиальных и очень простых проверок. при работе с шаговыми двигателями это не исключение из правил.

Прежде чем мы начнем отслеживать проблему, которая не позволяет двигателю двигаться, я задам вам вопрос:проблема вызвана самим шаговым двигателем?

Многие пользователи этого не знают (да и зачем им это знать?), но прошивка 3D-принтера настроена так, чтобы двигатель экструдера не двигался, когда хотэнд холодный. Это означает, что перед тем, как вы попытаетесь его переместить, вы должны предварительно нагреть хотэнд до температуры выше минимальной (я рекомендую 200 градусов, просто на всякий случай).

Теперь, когда мы это знаем, давайте попробуем починить этот надоедливый мотор!

Шаговый двигатель не получает ток

Прежде всего, вы должны проверить, что двигатель получает электрический ток. Для этого вам не нужен мультиметр или какой-то другой инструмент, просто включите принтер и попробуйте переместить моторы из меню.

На принтерах типа Marlin выберите «Подготовить». ” -> “Переместить ось ” и выберите ось двигателя, которая не работает. Закажите достаточно длинное перемещение, например, 150 мм по осям X/Y или 100 мм по оси Z. Если во время движения вы можете двигать мотор рукой, это означает, что внутри мотора не создается магнитное поле, необходимое для его работы. Поскольку поле генерируется электрическим током, скорее всего, это проблема с питанием.

Проверьте напряжение, подаваемое источником, с помощью мультиметра. Некоторые принтеры работают от 12 В, а другим требуется 24 В. Чтение должно быть стабильным все время. Если на клеммы источника питания не подается необходимое напряжение, компоненты принтера начнут выходить из строя. При необходимости замените блок питания.

Сделав это, убедитесь, что штекеры подключения двигателя правильно подсоединены, и убедитесь, что контакты не согнуты. Попробуйте проверить целостность каждого провода с помощью мультиметра (видео ниже показывает, как это сделать). Обрыв любого из проводов приведет к неправильной работе двигателя. Если вы обнаружите какой-либо провод, не прошедший тест на непрерывность, замените разъем.

Проверьте плату драйвера шагового двигателя

Следующим шагом в поиске причины сбоя является проверка драйвера. Как правило, Pololu A4988 используется. Эта небольшая плата регулирует мощность шагового двигателя и служит связующим звеном между платой управления и шаговым двигателем.

Попробуйте переставить драйвер на другой штекер и посмотрите, не переносится ли проблема на двигатель, к которому вы подключили этот драйвер. Будьте очень осторожны при подключении драйвера, так как его контакты должны быть правильно ориентированы (ищите «Enable» контакт на драйвере и на плате и сопоставьте их). Размещение его вверх дном приведет к перегоранию драйвера или платы управления.

Если вы обнаружите, что проблема была в драйвере, замените его таким же или эквивалентным. Есть более тихие и долговечные модели, но они намного дороже, чем A4988 водитель.

Теперь пришло время проверить плату управления. 3D-принтеры RepRap часто используют Arduino Mega. + Пандусы комбинацию, поскольку они являются самой дешевой и надежной версией, которую вы можете получить. Вам понадобится другая плата, чтобы проверить, сохраняется ли проблема.

Как исправить шумный/щелкающий шаговый двигатель

Увеличить напряжение драйвера двигателя для достижения требуемого крутящего момента

Когда шаговый двигатель должен генерировать действительно большой крутящий момент (выше, чем тот, который он может обеспечить), он останавливается, но магнитное поле продолжает требовать, чтобы вал двигателя вращался. Это можно услышать как один или несколько «щелчков» внутри движка.

Так как плата управления не имеет обратной связи относительно положения экструдера, печать продолжается как ни в чем не бывало и шаг «теряется». Это приводит к смещению слоев в объекте или секторов без осажденной нити, когда двигатель, который теряет шаги, является двигателем экструдера.

Наиболее частой причиной потери шагов в осях перемещения является низкое напряжение, установленное в драйвере двигателя. Для увеличения напряжения драйверы имеют небольшой потенциометр сверху. С помощью отвертки с керамическим наконечником поверните потенциометр по часовой стрелке. При этом подаваемое напряжение следует считать мультиметром.

Необходимое напряжение зависит от каждого принтера, типа шагового двигателя и нагрузки, необходимой двигателю. Двигатели оси Z и экструдера часто требуют большего натяжения, чем другие. Некоторые люди выполняют расчеты для определения напряжения в зависимости от используемого двигателя, но по моему опыту это нужно делать эмпирическим путем, увеличивая значение напряжения до тех пор, пока не будет достигнута надежная работа.

Другие распространенные причины

• Отсутствие смазки в направляющих :это заставляет движение требовать большего крутящего момента.
• Чрезмерное натяжение ремней :ремень сильно натягивает вал двигателя, делая его ненужным. Ремни должны быть относительно тугими, но не переусердствуйте.
• Низкая температура экструзии :если нить недостаточно горячая, она не будет плавно проходить через хотэнд, что приведет к увеличению давления, необходимого для экструзии. Термостат — лучший тест для определения оптимальной температуры печати.
• Отказ в охлаждении ствола :если жар «поднимается вдоль ствола, это приводит к тому, что нить становится мягкой. Верхняя часть нити должна выполнять роль поршня, поэтому она должна быть максимально холодной. Когда это не удается, двигатель форсируется сильнее, что приводит к потере шагов и заклиниванию сопла. Решить эту проблему может добавление радиатора и/или охлаждающего вентилятора.
• Задана слишком высокая скорость :требуемое от двигателя ускорение должно быть в пределах его возможностей. Когда двигатель не может удовлетворить потребность в движении, он теряет шаги. Эта проблема больше всего затрагивает оси X/Y.
• Зазор на валу :если ремень слишком ослаблен или система направляющих допускает небольшой люфт, первые шаги в изменении направления будут потеряны, что приведет к деформации объекта.
• Перегрузка драйвера :Поскольку драйверы работают с очень большими токами, им необходимо рассеивать большое количество тепла. Для этого на основную микросхему драйвера обычно крепятся алюминиевые радиаторы. При чрезмерном нагреве драйвер начинает работать со сбоями, и одним из наиболее частых симптомов является потеря шагов в двигателе. Чтобы избежать этого, я рекомендую разместить охлаждающий вентилятор, направленный прямо на драйверы.

Другие часто задаваемые вопросы

Может ли шаговый двигатель перегреться?

Если вы прикоснетесь к двигателям во время очень длинной печати, вы заметите, что они могут сильно нагреваться. Это происходит потому, что часть мощности, вырабатываемой двигателями, преобразуется в механическую энергию, а другая часть теряется в виде тепла.

Корпус двигателя и его внутренние компоненты рассчитаны на то, чтобы выдерживать большое количество тепла, но при превышении максимальной температуры они могут быть повреждены.

Максимальная рабочая температура шагового двигателя всегда указывается в паспорте конкретной модели. Хотя конкретные значения сильно различаются, обычно они находятся в диапазоне от 70°C до 100°C.

Как правило, можно сказать, что если вы не можете прикоснуться к шаговому двигателю, значит, он слишком горячий. Хотя это относительно, это хорошая отправная точка. Отрегулируйте напряжение в драйверах в средней точке, при которой работа будет ожидаемой, но без слишком сильного повышения температуры.

Если у вас есть хорошая конфигурация, я рекомендую вам записать значения для каждого шагового двигателя. Если вам нужно заменить драйвер, вам не придется повторять этот тест.

Требуется ли техническое обслуживание шаговым двигателям?

Шаговые двигатели не требуют технического обслуживания. Нет необходимости вдаваться в подробности, но в отличие от обычных двигателей постоянного тока в них нет щеток или контактирующих деталей, которые могут изнашиваться. Просто следите за тем, чтобы на нем не было пыли и грязи. Если вы используете лак для волос для улучшения сцепления с поверхностью, не забудьте покрыть все электронные детали перед распылением.

Как заменить шаговый двигатель

Если вы добрались сюда, не обнаружив проблемы, скорее всего, вышел из строя шаговый двигатель и его необходимо заменить. Для этого важно, чтобы вы знали, что обозначение NEMA 17 (наиболее часто используемое в 3D-печати) относится только к распределению монтажных резьбовых отверстий. В этом диапазоне двигателей есть бесчисленное множество вариантов, которые могут соответствовать или не соответствовать нужным вам спецификациям.

Прежде чем покупать новый двигатель, уточните у производителя принтера следующие характеристики:

• Рабочее напряжение
• Крутящий момент
• Градусы поворота для каждого шага (количество шагов на оборот)
• Высота мотора (чтобы убедиться, что он стоит на том же месте, что и предыдущий)

Ознакомьтесь с разделом рекомендуемых продуктов

Мы создали раздел рекомендуемых продуктов, который позволит вам избавиться от догадок и сократить время, затрачиваемое на поиски того, какой принтер, нить накала или обновления приобрести, поскольку мы знаем, что это может быть очень сложной задачей и обычно приводит к путанице. .

Мы выбрали лишь несколько 3D-принтеров, которые, по нашему мнению, подходят как для начинающих, так и для продвинутых пользователей, и даже для экспертов, что упрощает принятие решения, а нити, а также перечисленные обновления были протестированы нами и тщательно отобраны. , чтобы вы знали, что любой из них будет работать так, как задумано.