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Stepper
Verfasst: Sa 12. Dez 2020, 16:38
von mhier
Wir hatten ja im Klipper-Thread mal das Thema der etwas unrund laufenden Stepper angeschnitten. Dort hatten wir gesehen, dass beim 3D Benchy an den Seitenflächen (fast parallel zur X-Achse) Linien auftreten, die genau den Abstand eines Vollschritts auf der Y-Achse haben. Die Vermutungen gingen in Richtung Treiber und Stepper.
Im Moment habe ich mein altes v2-Hotend mit 3mm Filament wieder ausgegraben, um noch vorhandenes Laywood zu verdrucken. Bei 3mm Filament dreht sich der Extruder-Motor deutlich langsamer (1.75^2/2.85^2 = 37% der Geschwindigkeit bei gleichem Volumen pro Zeit). Dabei ist mir aufgefallen, dass der Motor sich bei langsamen Geschwindigkeiten deutlich sichtbar ungleichmäßig bewegt - geschätzt mit einer Periode von 1.8 Grad.
Ich habe daraufhin mal einen anderen Motor angeschlossen, um das besser vergleichen zu können. Seht selbst, zuerst der Original RF1000-Motor, dann ein anderer, billig bei Amazon geschossen:
https://youtu.be/Pls0pCBMpT4
Der andere Motor läuft erheblich ruhiger, wie man gut sehen kann, wenn man die Spitze des Papier-Arms beobachtet. Ich habe den jetzt mal als Extrudermotor verbaut, die ungleichmäßigen Bewegungen sind damit vorbei
Wenn man genau hinhört, kann man auch auf dem Video den Unterschied hören
Re: Stepper
Verfasst: Sa 12. Dez 2020, 19:31
von AtlonXP
Hallo mhier,
dieses Wochenende habe ich angefangen ein Gehäuse aus ABS für meine TronnXY Steuerung zu drucken.
Das Gehäuse hat eine Grundfläche von 220 X 135 mm.
Es ist mein erster Druck mit dem E3D V6 und Schmelzdraht Durchmesser von 1,80 mm in solchen Dimensionen.
Die Digits sind nun sehr niedrig.
Zwischen 800 und 1600.
Mit dem V2 und 3,0 mm Schmelzdraht musste ich mit der Geschwindigkeit runter,
da die Digits gelegentlich bis 6000 gingen.
Was mich heute genervt hatte, war das ich im ersten Layer ein More Muster auf der Fläche hatte.
Der Extruder Motor knirbselte sehr stark und oft.
Das geht natürlich auf die weiteren Schichten über.
Ich denke es gehen hier wirklich Mikroschritte verloren.
Eine bessere Erklärung habe ich hier für nicht.
Das V2 hatte in der ersten Schicht gleichmäßiger Extrudiert.
Ich vermute, dass bei höheren Drücken, die Extrusion wie bei einem Ballon (Puffer) ausgeglichen wird.
Bei meinem nächsten Druck werde ich mit dem Extruder Strom um 10 Punkten hochgehen.
Mal schauen ob es eine Veränderung gibt.
LG AtlonXP
Re: Stepper
Verfasst: Sa 12. Dez 2020, 21:56
von mhier
AtlonXP hat geschrieben:Ich denke es gehen hier wirklich Mikroschritte verloren.
Eine bessere Erklärung habe ich hier für nicht.
Ich versteh nicht genau, was du damit meinst. Mikroschritte können nicht "verloren gehen", nur Vollschritte. Wenn Vollschritte verloren gehen, gibt es ein recht markantes Geräusch, so ein "Dung". Da ein Vollschrit mit 1.8 Grad relativ groß ist, kann man deutlich die Extruderachse zurückspringen sehen. Das habe ich schon oft erlebt. Bei Drücken von um die 1000 Digits sollte das aber nicht passieren, vor allem wenn du früher 6000 Digits problemlos aufbringen konntest (mit den gleichen Strom-Einstellungen nehme ich an).
Das "Moire-Muster" (ist kein Moire, aber egal) hat nichts mit dem Extruder-Motor zu tun, sondern wird durch die X/Y-Motoren verursacht. Das kann nur passieren, wenn die Flächen nicht exakt parallel zu der X oder Y Achse sind. Bei großen Winkeln wirst du den Effekt nicht sehen, weil die Linienabstände viel zu klein werden.
Warum können Mikroschritte nicht verloren gehen? Mikroschritte werden elektrisch durch ein bestimmtes Verhältnis der Ströme in den beiden Spulen des Steppers erzeugt. Bei Vollschritten ist immer nur eine der beiden Spulen aktiv. Ein Halbschritt wäre dann z.B., wenn beide Spulen mit dem selben Strom betrieben werden. Dadurch steht der Motor dann theoretisch exakt zwischen zwei Vollschritten. Da der Zustand elektrisch bestimmt ist, kann er nicht mechanisch durch Kraft verändert werden. Wenn genügend Kraft aufgebracht wird, springt der Motor um einen ganzen Vollschritt weiter.
Das kann man sich so vorstellen, wie eine Kugel, die über eine Sinus-Welle rollt. Übt man genügend Kraft aus, rollt sie rüber ins nächste Tal. Weniger Kraft kann sie zwar etwas verschieben, aber wenn die Kraft dann fehlt, geht sie zurück an die gleiche Stelle. Der Treiber verschiebt jetzt die Täler z.B. um 1/32 der Talabstände bei jedem Mikroschritt. Dadurch wird die Kugel ebenfalls vorwärtsbewegt.
Eine konstante Kraft kann bewirken, dass der Stepper Motor immer etwas seiner Soll-Position "hinterher hinkt", aber das ist dann ebenfalls ein konstanter Abstand. Es kann keinenfalls sein, dass der Motor durch eine zu große Kraft dauerhaft um einen Mikroschritt versetzt wird und ohne Kraft diesen Versatz beibehält, bzw. bei fortlaufend großer Kraft sich dieser Effekt aufsummiert. Das geht immer nur mit Vollschritten.
Vielleicht mutest du dem v6 ja auch zu viel Geschwindigkeit zu. Nur weil die Digits niedrig sind, heißt das noch lange nicht, dass alles in Ordnung ist. Aber so genau weiß ich auch gar nicht aus deiner Fehlerbeschreibung, was genau das Problem ist. Das Linien-Muster bei fast parallelen Flächen wirst du nur durch einen Austausch der X/Y-Motoren wegbekommen. Da bin ich mir jetzt ganz sicher. Die Geräusche des Extruder-Motors haben damit nichts zu tun und sind evtl. gar kein Problem.
Edit: Ja das v2 Hotend neigt dazu, die Extruder-Bewegungen etwas "abzurunden". Ich denke, das ist eher ein Problem als dass es hilft. Defacto bedeutet das, dass das Material nicht zur gewünschten Zeit aus dem Hotend kommt, und damit nicht am richtigen Ort landet. Das muss man dann mühsam mit Advance kompensieren, was aber natürlich nur teilweise gelingt. Der Effekt kann aber natürlich die Ungenauigkeiten im Extrudermotor verdecken. Besser wird es dadurch aber eher auch nicht, es gibt dann zwei Effekte, die dafür sorgen, dass das Material zur falschen Zeit kommt, durch den einen sieht man den anderen Effekt nicht. Am besten, man hat beide nicht
Re: Stepper
Verfasst: Sa 12. Dez 2020, 23:25
von AtlonXP
Danke mhier für deine umfangreiche Antwort.
Wie das klingt wenn ein Stepper im Vollschritt überspring ist mir bekannt.
Wir hatten früher den Motor Strom für den Extruder so abgestimmt, das der E Stepper bei etwa 13000 Digits überspringt.
Das ist der Wert den unsere DMS ohne Schaden zu nehmen, mitmachen können.
Wenn der Drucker kalt ist, dann fräst das Vorschubritzel nicht, sondern der Stepper überspringt.
Emergency stop wurde erst später eingeführt.
Wenn ich den ersten Layer auf die Druckplatte presse, dann fahre ich sehr langsam.
Jedoch sind die Digits gewollt höher.
Ich möchte wenn man das Druckteil von unten ansieht, eine saubere geschlossene Fläche sehen.
Ich bin mir ziemlich sicher, dass die Störungen durch einen ungleichmäßigen Vorschub entstehen.
Es könnte aber auch Spiel in Z Richtung sein.
Nur kann ich mir das am RF1000 nicht vorstellen !
Ich habe nicht um sonst die Kunststoffbrücke verstärkt.
Wenn ich von Knirbseln schreibe, kannst du das Geräusch dem Extruder zu ordnen?
Bei langen Geraden, knirbselt der Extruder nicht.
In dem ersten Layer und den darauf folgenden vollflächigen Layern, ist das Knirbseln zu hören.
Wenn man irgendeinen Stepper Schrittweise durch taktet, oft Pfeift der Stepper bei jedem 3. Schritt.
Irgendwo muss da ein Wurm drin sein.
Dein Video über die Motorbewegung sieht gut aus.
Vielleicht liegt das Problem auch nur am Motor.
LG AtlonXP
Re: Stepper
Verfasst: Sa 12. Dez 2020, 23:46
von mhier
Nicht jedes Geräusch stellt ein Problem dar oder weist auf eines hin. Das Pfeifen kommt von der Stromregelung der Treiber. Je nach Microschritt innerhalb des Vollschritt werden die beiden Spulen mit unterschiedlichem Strom betrieben. Manche Ströme machen mehr Geräusch als andere. Das ist lästig, aber wahrscheinlich vollkommen egal für die Bewegung.
Bestimmte Geschwindigkeiten erzeugen durch den Effekt, den du beschreibst (jeder dritte Schritt pfeift), recht markante Geräusche, weil das Pfeifen periodisch kurz an ist und dann wieder weg. Das könnte dein Knirbseln sein.
Die Geschwindigkeiten des Extrudermotors zwischen 3mm und 1.75mm Filament sind ca. nen Faktor drei anders. Das klingt natürlich dann auch ganz anders. Wenn du bisher noch nicht so viel mit 1.75mm gearbeitet hast, ist das vielleicht einfach ungewohnt. Ich würde die Geräusche erstmal ignorieren und mir eher anschauen, was da wirklich passiert
Man kann die Ungleichmäßigkeit des Extruder Steppers übrigens am Filament sehr deutlich fühlen. Ich habe ein kurzes Stück von dem Kunststoffschlauch (war beim Rf1000 dabei) zur besseren Führung im Extruder stecken. Am oberen Ende davon kann man gut anfassen und fühlen, wie das Filament langsam eingezogen wird. Das mache ich gerne bei langsamen Bewegungen, wenn ich wissen will, ob überhaupt noch was kommt oder das Hotend vielleicht dicht ist. Da spürt man die Unregelmäßigkeit recht gut.
Re: Stepper
Verfasst: So 13. Dez 2020, 07:53
von AtlonXP
Ich denke, das meiste haben wir jetzt angesprochen.
Nochmals zu dem Knirbseln.
Es ist eher ein leichtes Knackgeräusch.
Es hat immer die den gleichen Ton unabhängig der Geschwindigkeit.
Der Intervall könnte jedoch geschwindigkeitsabhängig sein.
Voll Stepp abhängig kann es auch nicht sein, dafür sind die Intervalle zu lange…
Ich sollte auch mal, einen anderen Motortype dran hängen.
Der Motor in deinem Video hat auf jeden Fall kein Problem mit Decay.
LG AtlonXP
Re: Stepper - Geräusch beim Drucken
Verfasst: So 13. Dez 2020, 10:12
von rf1k_mjh11
Hallo Athlon,
Ich sorgte mich ganz am Anfang auch wegen eines unregelmäßigen Geräusches. Es stellte sich rasch als Z-Kompensation heraus (da drehen sich die Kugelumlaufspindeln beinahe unmerklich und ergeben ein leises, unregelmäßiges 'Ticken'). Das konnte ich erst bestätigen als ich mit dem Finger oben auf die Stirnseite der Spindel tastete. (Inzwischen habe ich die Spindeln mit einem Filzstift markiert und man kann die Bewegung erkennen.)
Anfangs dachte ich der Drucker 'knarzt' weil eine Schraube locker wäre. Deswegen ging ich dem Geräusch gezielt nach.
Allseits Gesundheit, möge COVID-19 alle verschonen,
mjh11
Re: Stepper
Verfasst: So 13. Dez 2020, 11:03
von AtlonXP
Danke rf1k_mjh11,
die Z Kompensation hatte ich auch schon im Visier.
Die klingt jedoch ein wenig anders (eher schabend).
Was aber vielleicht noch eine Ursache sein könnte,
unsere MCU muss einiges an Arbeit leisten in den ersten Layern.
(Z Kompensation und Ausschleichen).
Vielleicht besteht auch hier ein Zusammenhang?
Das Knirbseln kommt eindeutig aus dem Extruder Motor.
Man könnte dies auch als Lagergeräusch deuten.
Das Knirbseln war aber schon immer da und ein Motor tausch des gleichen Typs, brachte auch keine Besserung.
LG AtlonXP
Re: Stepper
Verfasst: So 13. Dez 2020, 12:56
von zero K
Guten Morgen - Morgen - na ja
Auch im Rückblick, dass Du häufig von recht hohen Digits berichtet hast und die geblockten Federn Deiner Andruckrolle, würde ich den Motor inspizieren.
Zunächst im unbelasteten Zustand, angelehnt an Martins Videoclip das Laufverhalten und dann mechanisch auf einen Lagerschaden prüfen.
Merkliches radiales Spiel wäre dann ein Ausschlusskriterium für die Weiterverwendung.
Auch wenn man nicht jedem Klangbild einen Schaden zuordnen muss, so mag ich es nicht wenn ein Antrieb irgendwie gequält klingt.
Daher habe die Accellerations und Jerks in meinem Drucker um knapp ein Drittel vom Anlieferzustand reduziert.
"Ich glaube der Drucker fühlt sich damit wohler" klingt doof - aber so wenig Probleme wie ich mit dem Ding habe, scheint es nicht ganz so verkehrt zu sein.
Möglicherweise lässt sich mit Klipper noch einiges verbessern, aber da traue ich mich der zeitig noch nicht dran, das steht aber unter intensiver Beobachtung.
Gruß zero K
Re: Stepper
Verfasst: So 13. Dez 2020, 14:41
von mhier
Vielleicht kannst du mal versuchen, das Geräusch aufzunehmen, dann kann man sich das besser vorstellen.