3D baskı, bir niş hobistten hızla modern üretim, prototipleme ve hatta kişiselleştirilmiş tıbbi cihazlara geçiş yaptı. endüstriler genelinde kabul edilebilir büyümenin ardından, sadece görsel olarak kabul edilebilir olmayan parçalar için talep eder, ancak dijital talimatlar ve fiziksel hareket arasındaki boşlukları yazdırmaya katkıda bulunurken - bir tanesi genellikle göz ardı edilen bileşen, tekrarlanabilir, yüksek sadakat sonuçları elde etmek için önemli bir rol oynar.Bu küçük ancak daha güçlü sensör köprüler için dijital talimatlar ve fiziksel hareketle hareket etmek için boşlukları sağlar.
Encoders nedir?
Bir encoder, bir mil veya eksenin elektrik sinyaline dönüşen bir elektromekanik cihazdır.Bir 3D yazıcıda, kodlayıcılar genellikle doğrulanmış pozisyonla karşılaştırmak için bağlanır.Eğer bir basamaklı pozisyondaki gerçek hareketi sürekli olarak izler veya eksperverir ve bu verileri gönderir), kontrol kuruluna geri gönderir.Bu geri bildirim döngüsü - yazıcının kontrolü – yazıcının varsayılan konumunu karşılaştırmak için gerekli olan pozisyonu - tam olarak kontrol edilen pozisyonu karşılaştırmak için doğru yolu takip eder.
Şifreleme olmadan, çoğu tüketici sınıfı 3D yazıcılar “open-loop” modunda çalışır: Kontrol, profesyonel tutarlılık peşinde herhangi bir adım için bir sinyal gönderir.Eğer motor tezgahları, hataya veya tork olursa, yazıcılar sürüklenmenin bir yolu yoktur.
3D Printing'de Kullanılan Encoders Türleri
Optik Encoders
Optik kodlamalar hassas hareket kontrolündeki en yaygın arasındadır. Bir ışık kaynağı (genellikle bir LED), fotodetektör ve geri dönüşlü iki kare dalga sinyali (A ve B) ile dönüşen bir disk, ışık kirişlerinin kesintiye uğramasına izin verir, bu pulsiyonları sayarak, milyonlarca parça veya hız elde edebilir.
3D baskıda, optik kodlayıcılar yüksek çözünürlük ve doğrulukları için ödüllendirilir, ancak, hassas ve sert makineler için hassastır - bu nedenle, birçok yazıcılar encoder veya bir şeffaf kapak kullanırlar.
Manyetik Encoders
Manyetik kodlamacılar bir mıknatıslı kutup tekerleği veya yüzük ve bir dizi manyeksiyon veya Hall- efektif sensörler olarak, manyetik alan yönlendirmesinde değişiklikler, onları pozisyon verilere dönüştürmek.Bu kodlayıcılar doğal olarak daha sağlamtır, çünkü tozlara bağışıklık sağlarlar, ve petrol. Ayrıca, onları daha geniş bir işletim sıcaklığı aralığına sahip olma eğilimindedirler, onları manyetik alan yönlendirmeleri için ideal hale getirirler.
Modern manyetik kodlayıcılar, Infineon'dan gelen kararları, genellikle 16-bit veya hatta 24-bit angular çözünürlüğüne ulaşırlar. AS5048 gibi Brands ve TLE5012B'den gelen sürümler, Videoperleri ile doğrudan monte edilen kompakt boyut ve montaj kolaylığı ile doğrudan onları birçok kapalı şarj kitleri için tercih etti.
Capacitive Encoders
Capacitive encoders, dönen bir plaka ve sabit bir elektrot serisi arasındaki değişiklikleri tespit ederek pozisyon ölçerek pozisyon ölçmektedir. Onlar son derece yüksek çözünürlükte (genellikle sub-mikron) sunarlar ve manyetik türlerden daha az hassastır.
Ana akım 3D yazıcılarda daha az yaygın olsa da, kapasitif encoders yüksek uç sistemlerde yol katıyor, örneğin hassas baskı veya endüstriyel FDM makineleri için kullanılanlar gibi. alt yönleri nem için daha yüksek maliyet ve hassasiyet içeriyor, ancak bu talep mutlak doğruluk talep eden uygulamalar için mükemmel bir seçim.
Mutlak vs. Incremental Encoders
Duyucu teknolojisi ötesinde, encoders çıktı türü tarafından kategorize edilir.ETHFLT:0)Incremental encoders) çıktı pulsları hemen başlangıç pozisyonuna göre değişir; eğer yazıcının gücü kaybeder veya çok yönlü sistemlerde güvenilirliğini kaybederler. [FONTD:0] Diğer yandan, her pozisyon için eşsiz bir dijital kod üretirler, böylece yazıcı başlangıçtaki konumunu bilir.
Encoders'ları 3D Printing
Geliştirilmiş Hassasiyet ve Hassasiyet
Encoders'ın en acil yararı, pozisyonsal doğrulukta dramatik bir gelişmedir. Açık bir-loop sisteminde, yüksek hızlarda baskı yaparken adım atabilir, yazıcınız bile bir savaşla çarpıştırır, ya da filamentler reçel olduğunda bile, tek bir eksik adım bu iplikleri yakalamakta ve küçük posterlerin telafi etmesine izin verebilir.
Geliştirilmiş Katman Konsolosluğu
Katman tutarlılığı, 3D baskının kutsal grailidir.siz tabakalar zayıf noktalara yol açar, zayıf yüzey bitirmek ve boyutsal hataların. Encoders, Z-axis'in tam olarak belirtilen mesafeyi garanti altına almasını sağlayarak sürekli katmanlar için sabit tabaka yükseklikleri korur.Eğer Z-ksiyel motor karşılaşmaları veya bağlayıcılığı tespit ederse, encoder sapmayı algılar ve kontrol cihazı doğru olana kadar motor sürücüyü düzeltebilir.
Azaltılmış Baskı Başarısızlıkları
Baskı hataları pahalı, hem boşanmış zaman hem de malzeme. Encoders baskıyı mahveden önce birçok başarısızlık modunu tespit edebilir ve düzeltebilir. Örneğin, eğer ekstrüder yüksek geri baskı nedeniyle adımlar atlarsa, encoder motordaki bir pozisyon hatası rapor eder.
Daha İyi Kalibrasyon ve Tuning
Encoders, ileri kalibrasyon için kullanılabilir gerçek zamanlı verilerin zenginliklerini sağlar. Birçok bilgisayar seçeneği, bir test baskısı sırasında encoder verileri analiz ederek, gevşek kumandanlar, eksantrik tekerlekler veya bağlayıcı lineer raylar gibi daha etkili konuları belirleyebilirsiniz.Bu tanılama yeteneği, yazıcıyı bir “kara kutu”dan seslendirmeye dönüştürmek için daha iyi bir şekilde dönüştürebilirsiniz.
Artan Baskı Hızı
Hızlı baskı genellikle kaliteli pahasına gelir, çünkü hız ve decelerasyon, tüm axes'te kodlayıcılar yüklenerek sabitlenebilir.Üretim ortamları için, bu hızları azaltın.Birçok kullanıcı raporu, rework olmadan yüksek kaliteli ticaret yapma imkanı sağlar.
3D yazıcılarda Encoders'ı Uygulamayın
Doğru Encoder Tipini Seçin
Kablolamaya başlamadan önce, hangi eksenlerin kapalı-loop kontrolünden faydalanacağına karar verin. X ve Y axes (gantry hareketi), bir manyetik encoder doğrudan adımlı motor mil genellikle yeterli ve maliyetle etkisizdir: Z-ksimetri için, özellikle de bir tahrikli yüksek çözünürlükle bir enkoder düşünün (≥4096 kişi başına) artış gösteren bir temel hatadır.
Ticari olarak kapalı bir PCB'de kapalı olan modüller, ana tahtanızla adım / sinyal veya seri protokolleriniz (örneğin UART gibi) ile iletişim kurmak için kapalı bir anahtarlama ve bir kontrol cihazı ile bağlantı kurmak için bir Arduino-projektif modüller ile iletişim kurmak için, mevcut sürücüye doğrulanmış adım komutları düzelterek, standalone encoders (örneğin, AS5600 veya 730 MA) "Down" ile bağlantı kurabilirsiniz.
Kurulum ve Wiring
Bir enkoderin Dağı basit: Çoğu manyetik kodlayıcı, üreticinin toleransı içinde sabit bir şekilde ayarlandığında, sensöre bağlı hareket önlemek için küçük bir PCB kullanır.
Optik kodlamalar için, disk mil üzerinde merkezi olmalıdır ve ovma olmadan döndürmek için özgür olmalıdır. Temiz, tozsuz bir ortam gereklidir. Bazı inşaatçılar 3D-printed kapak ve bir pencere ile kontrol için. Wiring: en çok kodlayıcılar 5 V veya 3.3 V güç, zemin ve iki (veya daha fazla) sinyal hattı için bir ve B ve B kanalları için.
Firmaware Konsüment
Donanım kurulumundan sonra, encoder sinyalleri yorumlamanız gerekir. kapalı bir-loop sürücüsü kullanıyorsanız, modül genellikle PID döngüyü içsel olarak ele alır; ana tahtanız standart adım / komutlar gönderir ve modülün geri bildirim sistemi motorun bu durumda, hiçbir şekilde “kes algılama” özelliğine izin vermez.
Ana tahtanın doğrudan encoder kullandığı sistemler için (örneğin, özel bir mikrokontrolör kullanarak), hareket planlayıcılarına pozisyon güncellemeleri sağlayan özel bir “sensor” yazmanız gerekir. Birçok kullanıcı, ESP32 veya Arduino gibi bir yardımcı MCU (örneğin, ABD'nin Flash'ı kullanarak iletişim kurmanızı sağlar.YouTube'un esnek mimarisi, hareket planlayıcısı ile ilgili olarak tanımlanan özel bir “sensor” yazmanıza izin verir.
Kalibrasyon ve Tuning
Her şey telli ve yapılandırıldığında, encoder modeliyle eşleştirmek için bir kalibrasyon rutini çalıştırın.Bir arama göstergesi veya lineer bir encoder mükemmel bir dış referanstır.Relamentoder çözünürlük ayarları (parçalamalar per Revolution) uyumlu olarak, yazıcının yükseltilmeden bir pozisyona sahip olabileceğini fark edebilirsiniz.
Ortak meydan okumalar ve Sorun Gider
Şifreleyiciler önemli faydalar sunarken, elektrik hatlarında boşluklar olmadan değildir.(0)Elektrikli gürültü) periyodik olarak yozlaşmış bir sinyale yol açabilir, rastgele pozisyon atlar.Use kalkaned-onve ferrite beads on the power lines.Forevernes[D) için optik diskler otomatik olarak yüksek çözünürlüktedir.
Bazen encoderin kendisi, Z-simetri için en az 4000 sayıyla sınırlı olabilir.Forder, 2000 darbe başına 2000 puls ile bir encoder - iyi Z ayarlamaları için mükemmel bir şekilde şarj sağlar.
3D Printing'teki Encoders'ların Geleceği
3D baskı, tam ölçekli üretime prototypingten hareket ettikçe, encoders'un rolü daha da kritik hale gelecektir. zaten kapalı-loop kontrolü orta sınıf yazıcılarda standart bir özellik haline gelir (örneğin, Bambu Lab X1 serisi, filament spool'da optik kodlayıcıları kullanır).
- [FONT=0) Yüksek çözünürlük, düşük maliyet: 24-bit mutlak manyetik kodlayıcı ve kapasitif teknoloji, nanometre seviyesinde hassas tüketici yazıcılarına getirecek.
- [FONT:0) Çok eksenli geri bildirim: Motor başına bir encoder yerine, önümüzdeki sistemler tüm kodlayıcılardan verileri aynı anda tüm kodlamalı titreşimlerden elde eden tek yüksek hızlı bir kontrol cihazı kullanabilir.
- [FONT:0)AI-assisted izleme:[Dönetici:[Dönetici:0) Encoder verileri ince anomalileri tespit eden makine öğrenme modellerine beslenebilir - gelişmekte olan bir clog veya yatak aşınma gibi - bir başarısızlıktan önce saatler.
- [FONT:0)Standartize protokolleri:[DD baskı topluluğu, encoder ve motor geri bildirimleri için CAN-FD gibi ortak arayüzlere doğru ilerliyor ve maliyeti azaltmak için.
- [FONT:0]Hybrid açık-loop/kapı-loop:[Dönetici: 1 ) Bazı Donanımlar yalnızca gerektiğinde (örneğin, yüksek hızlı hareket veya geri çekilme sırasında) kapalı olarak geçiş yapabilir ve encoder'de aşınmayı azaltır.
3D baskı hakkında ciddi biri için, encoders, her baskıda en etkili yükseltmelerden biridir. -precision, güvenilirlik, hız ve teşhis anlayışı - ilk çaba ve maliyet olarak üretip, mevcut bir yazıcıyı yükseltmeye devam edin, encoder teknolojideki yatırım her baskıda kar payı öder.
Daha fazla okuma için encoder seçimi ve uygulanması, danışmanlık:0)Digi-Key'in enkoder temel kılavuzu), [[DRAM mikrokontroller encoder çözümleri) ve )[Döneticileri entegre etmek için)|s/tr|s/tr|s/tr|s FONT|DRAM mikro kontroller[FLT: 7) topluluk test edilen tarifler sunar.