3D打印機的步進電機一般是連到同步帶,絲杠一類傳動組件,來將圓周運動變換為直線運動,以進行相應(yīng)的工作。
同步帶,是一種特殊的皮帶,它帶齒,可以保證不會打滑,電機怎么轉(zhuǎn),它就同步地動,所以叫"同步帶".本質(zhì)上還是柔性材料,雖然比起一般皮帶來說伸縮性低得多(部分同步帶內(nèi)部還有鋼絲),但總歸會有些伸縮的,因此同步帶傳動的機構(gòu),帶子越長越影響精度。
當然,同步帶有個最大的優(yōu)點就是便宜,而且以3D打印機的精度需求來說,大部分情況下用步帶足夠了。
它需要配合同步帶輪來工作,同步輪的齒距與齒數(shù),決定了導(dǎo)程。
(導(dǎo)程:電機圓周運動360度,機構(gòu)直線運動的距離.比如同步輪24齒,兩齒間2mm,則轉(zhuǎn)一圈的話同步帶會走48mm,那么這個同步輪的導(dǎo)程就是48mm)
但如果又要大行程,又要高精度,例如工業(yè)級的,那咋辦呢?這時就需要絲杠出場了。
絲杠此物,也叫滾珠絲杠,由一根帶螺紋的金屬棍以及一個滑塊組成。一般來說滑塊里是滾珠來無間隙地連接滑塊與絲杠,以達成圓周運動轉(zhuǎn)直線運動的轉(zhuǎn)換功能,并精確地讓滑塊與絲杠的圓周運動以確定的關(guān)系運動。
絲杠的制造比較復(fù)雜,因為它自己需要以極高精度來生產(chǎn),這樣才能保證精度,然后再以焠火之類的熱處理技術(shù)進行處理,以保證極低磨損率,這樣才能讓精度保持時間更長,所以這貨一般都不便宜。
決定同步帶精度的參數(shù),主要就是其伸縮率,越低越好;而決定絲杠精度的,主要就是配合間隙以及壽命,間隙當然越低越好,不過也是越貴;然后壽命也是越長越好,當然也是更貴。
這個傳動部分對精度的影響也是比較明顯。
其它參數(shù),還有不少細節(jié),比如位置波動等,但這些都是3D打印機里用不上的,還是上面的話,3D打印對精度要求并不敏感。感興趣的朋友可以看看THK的絲杠精度相關(guān)文檔:
THK-滾珠絲杠的精度
上面所講的,主要還是針對COREXY結(jié)構(gòu)的3D打印機,至于Kossel一類的并聯(lián)臂打印機,還有三層傳動,那就是連桿及魚眼軸承....這兩者又是三處耦合,進一步影響精度。
所以在同樣的條件下(同樣成本,或同樣電機+傳動機構(gòu)),并聯(lián)臂機器的精度以及可靠性是不及COREXY的。
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