Конструктивные решения Voron 1.6. Крепление двигателей и ленивцы.

Рассматривая конструкцию Voron 1.6, можно заметить сильное отличие некоторых узлов от типичных как в DIY принтеростроении в целом, так и от решений, применённых в Voron 1.5 и 1.8. Собирая свой Voron 1.6 мне хотелось разобраться в том, как эти узлы реально работают и насколько такие решения перспективны. Составить именно личное впечатление.

Первый узел это крепление шаговых двигателей XY.

Традиционно на валах шаговых двигателей посажены шпули, с различным числом зубьев, которые непосредственно крутят ходовые ремни. Самое известное отличие от этой схемы это кинематика Ультимейкер, где ходовые ремни получают движение от промежуточного вала, который приводится в действие отдельной замкнутой ременной петлёй с двигателя.  Например наш Ulti На принтерах с Carthesian/CoreXY/H-bot схемами я таких решений не видел до Voron 1.6.Скажу сразу – хотя такая схема чуть сложнее для установки, мне она понравилась сразу, как только я в ней разобрался.Легко заметить, что шаговый двигатель в Voron 1.6 установлен на демпферную прокладку, в эффективности которой многие сомневаются. И это чистая правда – в большинстве случаев люди, предельно неправильно используют эти прокладки.Для примера рассмотрим установку двигателей в принтере Flsun QQ-S, где тоже зачем-то стоят эти прокладки. Так как прокладка имеет вполне конкретную и конкретно маленькую жёсткость конструкции, то при попытке натянуть ремни башен XYZ в данном дельта принтере шаговики наклоняются в сторону натяжителей. А натягивать надо сильно, чтобы ремни не вибрировали при смене направлений, порождая волны на детали. Часто в результате этого наклона ремень начинает затирать переднюю шайбу шпули и срывает её с установочного места, да и сам перетирается.Кому интересно – вот типичный пост в ФБ Flsun с наглядным видом этой проблемы.

Да, надо отметить, что демонтаж демпферных прокладок, предложенный Дмитрием Соркиным в своём обзоре и Eddy Emck, полностью не помогает, так как железные кронштейны крепления двигателей не имеют ребёр жёсткости или иных усилений и прогибаются туда же, просто слабее.Для полного решения проблемы на кроншейн одевается дополнительный «башмак». По сути, привязывающий двигатель к корпусу. И напрямую передающий весь шум на корпус. И демпферы не работают.

В этом смысле схема Voron 1.6 на мой взгляд является одним из образцов того, как надо включать шаговый двигатель в ведущий механизм для использования демпферов. Первые два месяца я принтер гонял без демпферов (шли из китая) на TMC2660. В обычном режиме работы шумят, какие там микрошаги не ставь, в режиме SpreadCycle шумят куда слабее. Мне даже казалось, что, собственно, почти и не шумят (ну в самом деле – вентиляторы и линейные подшипники уже шумят сильнее, чем шаговики)После установки демпферов шум от принтера на расстоянии 1 метра упал на 2-2,5 дб(А) при использовании режима SpreadCycle, и на 4-5дб(А) при микрошаге 1/32 (меньшие микрошаги не тестировались в этот момент в силу ряда причин). При этом сам характер шума становится совершенно другим и куда менее привлекающим внимание.Ещё раз обращаю ваше внимание – при использовании в правильной схеме демпферы будут сверхрезультативны даже для заглушения «пения» драйверов без режима SpreadCycle, вроде популярных A4988 и DRV8825.Подозреваю что для более популярных TMC 2208, 2209 и иже с ними, при работе в режиме StealthChop никакой разницы по шуму не будет, но это просто потому, что там шум от шаговика исключается почти полностью, ещё на уровне драйвера.Кроме того, я бы отметил ещё два крайне интересных момента данного механизма:1)    Драйверы могут быть легко вынесены из рабочего объема, например на заднюю стенку, просто за счёт использования чуть более длинных ременных петель. А там наладить их охлаждение куда как легче, если вы используете движки на предельных токах или камера с подогревом рабочего объема.2)    Если на промежуточный вал одевать шпулю с большим числом зубьев, эта схема превращается в отличный редуктор с коэффициентом редукции 1:2-1:4 в зависимости от числа зубьев. То есть не надо искать экзотические движки 0,9° с уменьшенным тяговым усилием – ставишь Т40 pulley и получаешь вдвое выше точность и вдвое выше усилие. Ну а если хочешь сверхскорости – ставишь на движок большую шестерню и благодаря мультипликатору аглы 500мм/с.3)    Тестировать механику движения портала можно при «оторванных» движках совершенно элементарно. Что бывает если натягивать ремни при закреплённых на движках шпулях можно почитать у создателя Ulti. При этом учитывайте, что сами VoronDesign в Voron 1.8 отказались от такой схемы включения по следующей причине:

С одной стороны логично, да и не надо 5мм валы искать. А с другой стороны многие понимают кто этот узел спроектировал и почему его надо срочно выпилить, невзирая на возможные плюсы.

Второй узел – это ленивцы.

Традиционно в качестве ленивцев используют или сборки из подшипников вроде 695zz, или готовые ленивцы нужной ширины, с уже установленными подшипниками.

При этом одевают это всё на резьбовые элементы вроде болтов. Хорошо ещё если болтов М5. А можно ведь и на М3. При этом китайские ленивцы часто долго не живут.В Voron’e 1.5 использованы абсолютно традиционные решения.А вот в 1.6 ленивцы, идущие по зубчатой части ремня сделаны в виде следующих сборок:

То есть на вал одета шпуля, а вал закреплён в виде двухопёртой балки на подшипники качения. Собственно по две сборки такого плана используются для передачи движения от двигателя, а две именно такие сборки находятся в боковых каретках оси Y.Что характерно, в версии 1.8 ребята отказались как минимум от решения с использованием шпули на валу, как ленивца – используются традиционные китайские зубчатые ленивцы.Моё мнение…. Не зря отказались. Это надо очень сильно не любить китайские зубчатые ленивцы, чтобы так заморачиваться ради их исключения из конструктива. Да, всё работает. Но и с ленивцами по М5му болту работало бы точно так же. Сейчас не могу найти, но есть моды где подобная сборка с шпулей Т40-Т80 служит основой для узла натяжения. Переусложнённого узла натяжения.На этом всё. Надеюсь, кому-то было интересно. Лично мне в Voron 1.6 крепление движка понравилось, а вот ленивец просто слишком сложный без внятных плюсов.