Кое что о jerk

ArtemKuchin
Идет загрузка
Загрузка
22.02.2019
1205
50
печатает на RepRap
Вопросы и ответы
JERK (MARLIN) - моментальное изменение скорости (не 2-я производная от нее, а просто моментальная скорость)

Пусть JERK = 30мм/сек

Начальная скорость 0.

Каково фактическое ускорение?

Скорость в прошивке определяется частотой импульсов от прошивки к драйверу.

Пусть установлено 100 шагов (фактически импульсов) на мм.

Тогда 30 мм/сек = 3000 импульсов / секунду

В идеале время между первым и вторым импульсом и есть время нарастания скорости от 0 до заданной (так как именно это время и определяет скорость).

Время между импульсами: 0,000333 сек

Таким образом идеальное ускорение составит

30/0,000333=90090 мм/с*с или 90 м/с*с или 9 g!

Вряд ли это имеет место быть, к тому же сила действующая на ремень с перемещаемой массой даже 300г (+ трение) будет более 30Н , что обычный NEMA17 на микрошаге в движении выдать никогда не сможет.

Т.е. что-то должно погасить это дикое ускорение или мотор должен пропускать микрошаги, накапливая энергию или что-то должно растянуться, согнуться, сжаться (потом стянется и разогнется и разожмется).

Что скажете, товарищи?
Ответы на вопросы

Ответы

22.02.2019 в 16:07
0

Камера для скоростной съемки, должна помочь решить этот ребус.
Вы уже с шириной экструзии исследования завершили?

22.02.2019 в 16:17
0

У меня камера макс 200 кадров в секунду есть, мне кажется этого мало.
По ширине экструзии: а что дальше то делать? В практическом плане там ясно одно  - периметры и замкнутые конторы можно печатать, будет хорошо. Все что хоть как-то прерывисто будет неясный результат. Ограничением ширины экструзии является скорее толщина слоя, а не размер сопла. Но чем больше разница тем меньше вероятность правильно укладки (может ехать в бока), но в 2 раза точно можно, проверено на 0.4. Думаю и меньше можно, но у меня слой такой тонкий не ложится.

22.02.2019 в 16:42
0

У меня камера макс 200 кадров в секунду есть
не маловато будет. 1000 возможно да.

22.02.2019 в 16:18
0

Конкретно в MARLIN jerk не jerk, а просто start speed, c которой она собственно начинает расти с неким ускорением. Настоящий JERK - вторая производная от скорости.

Так то размышления верные...но кто ставит стартовую скорость 30 мм/c? Да и какой смысл? У себя экспериментируя и следя за качеством стенок, пришёл к начальной скорости 7мм/c. И это при директе.

22.02.2019 в 16:30
0

Проблема этих размышлений в том, что из математики выходит, что чем больше шагов на мм, то меньнге должен бы jerk. Время между импульсами сокращается, ускорение быстро растет, сила тоже. Например, если используется понижение в 2 раза через доп ремень с 20 зубов на 40 и далее через ось на ремень экструдера, то в приведенном примере сила будет уже 180 ньютонов! Что превышает пиковую нагрузку на ремень, т.е. он может быть перманентно испорчен. На что и как там будет гнуться еще та загадка.

22.02.2019 в 16:21
0

Я читал другое. Джерк работает в связке с ускорением: Делим секунду на ускорение и получаем время приращения скорости на величину джерка, т.е. при ускорении 1000 и джерке 15, принтер будет наращивать скорость на 15мм/с каждую милисекунду. Как то так.

22.02.2019 в 16:27
0

Вы не то читали. Это не то, как марлин работает с этим параметром.

22.02.2019 в 17:28
0

Ну вот. Разрушил мою картину мира, а новой не построил :)

22.02.2019 в 16:32
0

По графику видно. JERK = изменение ускорения и обычно используется на профилях перемещения с нелинейным ускорением(S-curve, sinusoidal).

22.02.2019 в 16:34
0

Я же сказал, что в марлине JERK это не вторая производная от скорости!!! Слово то, но смысл другой. См ниже мой комментарий.

22.02.2019 в 16:33
0

ЦИтата из марлина
 * 'Jerk' specifies the minimum speed change that requires acceleration.
 * When changing speed and direction, if the difference is less than the
 * value set here, it may happen instantaneously.
 */

JERK задает минимальное изменение скорости для которой используется ускорение. Если разница меньше - то изменение скорости производится моментально.

22.02.2019 в 16:38
0

Ну да, в Марлине так. В действительности JERK совсем другое понятие, выше привел картинку.

22.02.2019 в 16:47
0

А в других прошивках как с этим обстоит?

22.02.2019 в 16:52
0

Smoothieware используется Junction Deviation

в марлине тоже уже есть и я его использую успешно, вместе с s-curve acceleration стало все намного лучше.

22.02.2019 в 17:00
1

Junction Deviation
Я попробовал эту фичу MK4DUO V4/3/8 При настройке Lin Adv/ Полная хрень. Принтер дельта. Если бы я до этого не настраивал на Hbot где этой фичи не было, то не знал бы как правильно ведет себя принтер. А тут целый вечер убил, пол дня следующего думал в чем проблема может быть. Потом выяснил в каком сочетании и при каких значениях F это возникает, вспомнил что где-то было упоминание, что эта фича мешала нормальной работе. Отключил, и все встало на место.

22.02.2019 в 17:07
0

LIN ADV не имеет отношение к jerk, ускорению и скорости. Это про экструзию. LIN ADV у меня тоже вклоючен и тоже заметно улучшает прохождение углов.

22.02.2019 в 17:11
0

Я не фантазирую, а делюсь с какой проблемой столкнулся.
Вы выполняли настройку LA, смотрели табличку при генерации Gcode ? Там и джерики и ускорения присутствуют, а эта самая джус связана с джериком, я так понял из описания.
 

23.02.2019 в 08:12
0

Что такое ДЖУС?
Вообще на гитхабе марлина в одном из обсуждений о переходе на JD один товарщ расписывает, почему это не очень годится для дельт вообще, у низ большая нелинейность отношения движения мотора к движению актатора, а алгоритм это не учитывает.

23.02.2019 в 13:49
0

Что такое ДЖУС?
виноват, я так обозвал Junction Deviation.
расписывает, почему это не очень годится для дельт вообще
вот спасибо. избавили от  бесполезных попыток это решить.

23.02.2019 в 12:19
0

Я как то пытался настроить Junction Deviation вместе с 2130 на хботе. В итоге получал постоянные пропуски. Бился-бился, так и не смог побороть. Вернул джерки, все стало нормально. Подскажите что куда крутить и главное где конкретно можно увидеть разницу?

23.02.2019 в 15:47
0

Разница видна на поворотах, от тупых до острых.
Настраивается там всего два параметра: ускорение и сам JD. JD - это теоретическое отклонение от траектории, по умолчаанию 0.02мм. Это не используется для движения, только для расчета скорости. Чем выше это число, тем быстрее будет прохождение поворота, а чем меньше - тем медленее. 0.02 довольно хороший вариант и можно не трогать, а вот ускорения скорее всего у вас завышены, поэтому и пропуски. А может прошивка была баговая еще. Новую пробовать надо.

23.02.2019 в 15:59
0

Ускорения у меня 1000 стоят. Я пробовал и больше и меньше. 
Надо попробовать на свежей прошивке и не 2130.

23.02.2019 в 17:20
0

У меня на дрыгостоле стоят 2100 с последней прошивкой, все включено: JD,LIN ADV, S CURVE ACC - все стало намного лучше, меньше звона, углы лучше

22.02.2019 в 17:02
1

В других не знаю, кроме Marlina не разбирался досконально в прошивках по части перемещения.
Разбирался для написания своей версии перемещения(для STM32), а конкретно для создания Синусоидального профиля ускорения.

22.02.2019 в 16:42
0

скорость (количество импульсов в секунду) нарастает плавно (потому ничего не рвётся и не гнётся) по гиперболе пока не достигнет разрешённого максимума, и так же плавно снижается. если заданного расстояния не достаточно для достижения максимальной скорости - она не достигается, если оно больше, то на некотором отрезке она максимальна а потом снижается. джерк (грубо говоря) начальное количество импульсов в секунду (стартовая минимальная скорость). скорость меняется при каждом изменении направления движения. таким образом, достигнутая скорость зависит от геометрии детали и её размеров. много кривых - фактическая скорость близка к значению джерк, много длинных прямых - скорость максимальна. в идеале новая скорость рассчитывается перед каждым шагом, фактически берётся из таблицы (текущая время между шагами -> время до следующего шага). а нафига я всё это писал?..

22.02.2019 в 16:48
0

Да, я тоже не  понял для чего вы это все писали. Так как jerk это как раз минимальная скорость для которой частота импульсов плавно изменяется, а до скорость JERK марлин врубает частоту импульсов сразу необходимую для заданной скорости. Геометрия и т.д. это не важно. рассматривается простейший вариант. Стоит ось, начала двигаться ось. Первое же движение делается со скоростью JERK , а вот далее применяется ускорение.

22.02.2019 в 16:54
1

Первое же движение делается со скоростью JERK , а вот далее применяется ускорение.
я иное утверждал?
з.ы.
для чего я это писал - я не понял что вам это даст

22.02.2019 в 17:08
0

все что вы написали так и есть, просто не проясняет ситуацию никак

22.02.2019 в 17:48
0

мгновенное ускорение (между шагами) всегда невелико, потому нет не пропусков ни изгибов и натяжений с растяжением (заметных). пропуски начинаются когда драйверу не хватает мощности или достигли предела характеристик двигателя. у марлина максимальная частота импульсов - 40Кгц, т.е. минимум между импульсами примерно 25мкс. НО, это не ускорение, это уже просто скорость. И если на 1мм делать 100мкш то это всего 400мм/с или 0,4м/с максимум, что достаточно далеко от 9G, даже ели достигнуть этой скорости от нуля до максимума за 1 секунду. Потому ускорение больше 0,4м/с в марлине, да с учётом нескольких двигателей и других задач, практически не достижимо

22.02.2019 в 17:55
0

Что значит

мгновенное ускорение (между шагами) всегда невелико
Невелико это как 'слегка беременна'. В цифрах это сколько? какой параметр регулирует? От чего физически зависит?

У вас с физикой беда. F=ma, a - это ускорение, а не скорость. Какая там конечная скорость, хоть 1мм/сек - не важно, важно ускорение, а оно зависит от времени измерения скорость от V1 до V2.

Но есть мысль у вас хорошая про частоту импульсов. Сейчас подумаю.

22.02.2019 в 18:10
0

Итак, пусть будет квад степпинг
Максимальная частота импульсов 40000 в секунду.
Т.е.0,000025 сек на импульс!
В моем примере получилось, чтобы достичь такого ускорения надо чтобы импульсами было
0,000333 сек
Как видим это на 1 порядок меньше, чем может быть, точнее в 13 раз медленнее.
Так что все нормально, теоретически в прошивке достижимо такое ускорение.
При 100 импульсах на 1 мм теоретическое максимальное ускорение получается так:
на 1 импульс приходится 0.01мм
Т.е. за 0,000025 ремень подвинулся на 0.01мм, тогда скорость за получается
0.01мм/0,000025с=400 мм/сек
В начале она была 0, стала 400мм/сек, а прошло 0,000025с
ускорение:
400мм/сек / 0,000025с=16000000мм/с*с=16000м/с*с или 1600 g :)

Разумеется такое недостижимо, но что при этом произойдет. Пропуск шагов? Растяжение ремня? Изгиб конструкции? Все это произойдет, чтобы, условно, растянуть время ускорения до разумного значения, когда сила в пределах возможностей мотора, потом пойдет движение. Но в итоге сразу произойдет падение качества печати, а потом все что загнулось и сдалось, будет возвращать обратно и осцилировать.

22.02.2019 в 18:25
0

вы путаете, по вашему выходит за 0,000025с прошивка выдала все 40 000 импульсов, а это не так, она выдала только один-два

22.02.2019 в 18:30
0

Это вы путаете. По моему она выдала ровно один. Я считаю предыдущий за точку ноль (так как до нее все было в покое бесконечно долго и соответственно скорость будет бесконечно мала), а вот этот и дал весь прирост скорости.

Где в моих вычислениях вы увидели, что я считаю все 40000 импульсов?

22.02.2019 в 18:47
0

через 0,000025с она станет 0,01мм/0,000025с, что тоже самое что 400мм/с
и если сразу выдать импульсы на этой частоте двигатели не тронутся с места

22.02.2019 в 19:17
0

Разумеется ничто не сдвинется с места. Хотя бы потому что у двигателя есть момент инерции довольно большой.
Суть вопрос как раз в том, что понять происходящее там и попытаться прикинуть реалистичные значение для jerk, а также еще одну странную вещь.
Исходя их математики и равноускоренного движения выходит, что если был jerk 20 и 100 шагов на мм, а потом сделали 200 шагов на мм но оставили jerk прежним, то время между импульсами сократилось в 2 раза, ускорение первого шага выросло в 4 раза и прилагаемая сила тоже в 4 раза. И хотя двигатель будет опять накапливать энергию для поворота, чтобы будет  тянуться и гнуться, но в итоге из-за большей приложенной силы получается больше звона, загиба, пропуска микрошагов и т.д. Т.е. при большем значении шагов на мм надо выставлять меньший jerk. Вот такая странная математика выходит.

И это же не только на движение с точки покоя получается. Берем дрыгостол. сли двигались по оси X и потом резко повернули на ось Y, то X должен остановится резко, а Y резко начать двигаться с точно такими же проблемами.

Если (ЕСЛИ) математика моя правильная, то получается все надо подгонять в конечном итоге по силы: 1) момент вращения двигателя 2) максимальную допустимую силу растяжения ремня.
С 1 все понятно ,а вот со вторым не очень. По паспорту одно, но ведь он тянется. И надо знать на сколько процентов он тянется при каждом усилии. Если он, например, при полученных ускорениях получает силу при которой растягивается уже на 0.5мм, это это большая погрешность в печати. По ремням надо делать экспериментальные замеры, данных нет доступных.

А есть еще упругость напечатанных деталей. Как тянется пластик - я не представляю..

22.02.2019 в 23:45
0

с точки зрения математики - да, но только если бы мы не имели ограничений по времени между импульсами (в иделаьном аналоговом мире). но в чипе мы эти ограничения имеем, + мы их имеем в моторе и драйвере. мы просто не можем создать такие 'бешеные' ускорения. ниже vitek_n про джерки написал чётко. и в марлине (думаю  других тоже) есть планировщик, который заранее рассчитывает все величины для перемещения на заданное расстояние. т.е. выхода за предельные ускорения не происходит, не благодаря математике, а благодаря логике. хотя и математике тоже, но она просчитана и загрублена заранее. и я кажется понял, почему вы задались таким вопросом, но теперь я уже пьян :) чтобы что-то советовать, кроме ка не делать джерки слишком большими

22.02.2019 в 18:00
0

Jerk - как буфер начального ускорения при смене направления или старте с места. Просто очередь шагов без пауз, как будто двигатель может мгновенно отреагировать (с учетом что контроллер не мгновенно может посылать команды, а есть ограничение). Выполнить столько то шагов якобы мгновенно - на деле с минимально возможными паузами. Тут и двигатель и плата и параметры марлина и растяжимость ремня - так что скорее определяется опытами и расчету скорее не поддается. Типа Drag racing - насколько на дыбы с места авто может подняться и не перевернуться, параметр педали газа в пол при старте. При переборе можно получить проблемы, при малых значениях просто будет медленнее печататься.

P.S. Если передача не ременная, то данный параметр скорее всего смысла не имеет. Т.е. быстро но коротко рвануть учитывая растяжимость ремня, а далее все по обычному. Т.е. даже от натяжения ремней данный параметр будет зависеть, насколько можно вначале дернуть...

22.02.2019 в 18:18
0

в цифрах это может быть условно ноль (два шага подряд без паузы), 25мкс или кратное 25мкс между импульсами. никакого регулирующего параметра нет. ограничение прошивки и возможностей меги, и всё. на АРМах можно быстрее, но никто тоже не делает, т.к. заурядные шаговики тоже сильно не разгонишь, как и рядовые драйвера этого не сделают.

ок, дано: V1=0м/с, V2=0,4м/с, между замерами прошла 1 секунда
или V1=0м/с, V2=0,1м/с, между замерами прошло 0,25 секунды.
или V1=0м/с, V2=0,01мм/с, между замерами прошло 25 микросекунд.
каково ускорение в каждом случае?

22.02.2019 в 18:44
0

1) 0,4/1=0,4
2) 0,1/0,25=0,4
3) 0,000001/0,000025=0,04
Я еще раз поясню, может понятно станет.
Чтобы определить скорость надо разделить расстояние на время.
У нас есть один импульс. Когда он произошел прошло 25мкс и ремень подвинулся на 0,01 мм
Делим расстояние 0,01мм на на 25мкс, получаем скорость 400 мм/сек
Это наше V2
Т.е. за время 25мкс скороть выросла с 0 до 400 мм/сек.
Соответственно ускорение составило (V2-V1)/t=16000000 мм в секунду за секунду.
Конечно, у нас не было секунды, но нам нужно знать нормально выраженную физ величину, чтобы силу далее считать. А если бы у нас была
секунда то эта бандура улетела бы в космос.

Разумеется модель упрощенная, потому что скорость я нахожу как при равномерном движении. А на самом деле скорость должна быть на отрезке быть меньше, а в конце больше.
Хорошо, считаем его равноускоренным.

x=X0+V0+(a*t^2)/2
X0=0
V0=0
t=25мкс
x=0,01мм
a=(2*x)/ t^2
a=32 000 000 мм/с*с = 32 000 м/с*с

22.02.2019 в 20:37
0

У jerk нет начального ускорения, т.е. если 100 импульсов на 1 мм, то получается 30мм/с = 3000 импульсов/сек.
это 0.000333 сек на импульс.
для одного импульса получается действительно космические :) 183 м/с2
но ШД работает в режиме микрошага, и если повезет и ротор стоял в положении полного шага и мы начали разгон, но у нас есть еще 16 шагов на это дело, и конечно ротор идет с запозданием и тут уже получается 11.5 м/с2
пусть движимая часть весит 0.5 кг F = a*m = 11.5 * 0.5 = 6.75Н
что на плече шкива с 16 зубами будет 0.7(радиус шкива) * 6.75 = 4.72Н . порядок значения похож на то что может осилить двигатель.
для ремня 6мм это конечно сурово :)

22.02.2019 в 22:29
0

но ШД работает в режиме микрошага, и если повезет и ротор стоял в положении полного шага и мы начали разгон, но у нас есть еще 16 шагов на это дело, и конечно ротор идет с запозданием и тут уже получается 11.5 м/с2
не понял, на какое дело у нас еще 16 шагов? Почему именно 16? Привязки полного шага к движению нет никакой. Да, это более стабильное положение, ну и что из этого следует? Все 16 микрошагов будут делать с интервалом соотвествующему скорости 30мм/сек, туб будут идти импульсы. На каком из микрошагов эта скорость будет достигнута я не знаю и не знаю как узнать, ну кроме по пркекидкам силы, чтобы было в районе 30Н.

4.72Н для ремня ерунда. Его стандартное натяжение от 30 до 40Н и разрешенные краткие пики до 150Н. Это параметры для ремней GATES. А уж как там китайские это загадка.

22.02.2019 в 22:53
1

16 шагов до пропуска шага ( у большинства на 1/16 сделан микрошаг) да не важно сколько, если мерить до полного шага.
Вы думаете что вы поменяли ток в катушках и двигатель тут же повернется на заданный угол?

Ток будет меняться а вот физически ротор может и отставать, т.е. без пропуска шага скорость ротора может нарастать за время полного шага, что в случае 100 шагов на мм и 16 зубом шкиве и моторе 1.8 градуса = 16 микрошагов. т.е. времени у нас в 16 раз больше на разгон, конечно и расстояние тоже увеличивается, но время в квадрате.
Точность такого перемещения 'поплывет', но визуально все будет работать, и шаги пропускаться не будут.
ну и конечно нагрузку на ремень и ускорения определяет максимальный момент двигателя, он либо поедет либо пропустит шаг.

я как-то сделал 30 джерк, за ремни стало страшно, звенели очень сильно хотя были натянуты, но может это мои китайские)))

23.02.2019 в 08:22
0

Да почему вы выделяете какие -то отпределенные положения двигателя? А если мы стартуем за 1 микрошаг до полного? Тогда у достаточно энергии чтобы его сделать? Получаем сумашедшие ускорения?

Разумеется, есть задержка между накачкой катушек и движением. Даже если нет нагрузки на двигатель у самого ротора есть инерция. С математикой этой физики я еще не разбирался, там не все так банально просто.

Касательно того, что пока идет нарастание тока, а движения нет, а потом оно 'за время полного шага' я не пойму почему именно за время полного шага то. Если стартовали в полушаге, то оно будет нарастать до следующего полушага? Почему вдруг? А вдруг за время полушага в позиции полного шаге нарастет? Я не вижу и математики этого процесса ни логики утверждений (откуда что берется). 'Может нарастать' означать, что может и не может, так ведь. Если вы рассматриваете частный случай этого процесса, то это не интересно, так как  интересует как раз общая картина.

22.02.2019 в 21:07
0

Каретка не движется непрерывно. Движение каретки это серия шагов с ускорением jerk и остановкой после каждого шага. 
Ускорение определяется скоростью нарастания тока в катушке ШД, массой каретки  ну и какими-то потерями на трение.

23.02.2019 в 07:48
1

Давайте посчитаем ускорения. При вращении вместо массы идёт момент инерции, а вместо силы — момент силы. Момент инерции шаговика NEMA17 с моментом удержания 0.25 Н*м около 20 г*см*см. Пусть масса каретки с ремнём 240 г, а шкивы диаметром 1 см невесомые. Тогда картека приведённая к моменту инерции двигателя даст 240 * 0.5 * 0.5 = 60 г*см*см. Итого момент инерции на валу двигателя оси Х: 20 + 60 = 80 г*см*см или 0,000008 кг*м*м (по 2 знака с см в м и 3 знака с г в кг).
Далее, момент силы на валу двигателя 0.25 Н*м или 0.25 кг*м*м/с*с (Н = кг*м/с*с). Делим момент силы (силу) на момент инерции (массу) получаем угловое ускорение (ускорение): 0,25/0,000008 = 31250 рад/с*с. Делим на 2 пи — порядка 5000 оборотов/с*с.
Из типичной нагрузочной кривой двигателя, коих много в инете есть, следует, что он может сохранять момент до частоты импульсов ~ 1 кГц, если частота выше, то момент падает из-за индуктивного сопротивления обмоток и соответствующего падения тока в них. Но 1000 = 200*5 — то есть момент сохраняется до частоты вращения двигателя 5 оборотов/с. Следовательно максимальную скорость вращения без потери момента двигатель набирает за 1 мс = 5/5000 — то есть на первом своём полном шаге (1/1 кГц)! Максимальная скорость для тактирования 1 кГц-ем с сохранением момента будет в такой кинематике 5 * 32 = 160 мм/с (16 зубов на 2 мм на зуб = 32 мм/оборот). Один шаг это — 0,16 мм или меньше половины диаметра сопла 0.4.
Но даже и при превышении 1 кГц момент начинает падать медленно. Скорости 320 мм/с он достигнет, если не на первом, то на втором шаге точно (лень высчитывать по графику). Причём пропуска шагов не будет, для пропуска надо чтобы двигатель отстал на 2 шага и более.
У меня в медведе (p902), в Марлине 1.0.0 по умолчанию стоит максимальное ускорение 4000 мм/с*с, скорость — 330 мм/с, а джерк — 20 мм/с. С учётом вышеприведённых рассуждений эти цифры мне теперь кажутся обоснованными (ранее мне ускорение казалось диким).

Таким образом, действительно, джерк ограничивает лишь деформацию ремней и конструкции, а не предотвращает пропуск шагов (этот вывод я для себя делаю). И влияет на качество печати — звон ремней, вылет углов — в той мере, в коей снижает эти деформации.

Здесь везде имеются в виду полные шаги двигателя, тогда как вопрос вы формулировали в микрошагах, коих обычно 16 (для pololu) на один полный шаг.

27.02.2019 в 00:17
0

Разбирался с математикой физики. Тут вот в чем дело, есть ведь еще момент инерции ротора, который, например у моего 47 г*см*см. т.. почти скоько, сколько каретка из примера.
Еще есть момент инерции ремня, со своими заморочками, который я не знаю как прикинуть.
Ну так вот. Надо брать не ускорение а угловую скорость исходя из необходимой линейной.
Например, нужна нам 20мм/сек. С нуля. Пересчитываем это в угловую скорость, скорость определяем как ускорение * время, и выражаем отсюда время, через угловую скорость, моменты инерции и момент силы. И я подозреваю,что это время будет больше чем время одного микрошага. Вот сколько там будет, делим на микрошаги и получаем время старта. А из времени можно получать ускорение и силы.
Кроме этого, та как на карретки есть трение, то как минимум надо момент инерции нагрузки умножить на 1.1 из-за трения.
Еще бы с ремнем разобраться,  но там сложно, так как от натяжении зависит. Как бы это измерить на стенде что ли.

27.02.2019 в 04:30
0

Тут вот в чем дело, есть ведь еще момент инерции ротора, который, например у моего 47 г*см*см. т.. почти скоько, сколько каретка из примера.
В моём примере момент инерции ротора взят 20 г/см*см.
Еще есть момент инерции ремня, со своими заморочками, который я не знаю как прикинуть.
Момент инерции ремня = масса всего ремня * 0.5 * 0.5 г/см*см (для шпули 1 см диаметром, как в примере), так как весь ремень идёт в массу каретки — у меня в примере он в массу каретки записан.
Ну так вот. Надо брать не ускорение а угловую скорость исходя из необходимой линейной.
Например, нужна нам 20мм/сек. С нуля. Пересчитываем это в угловую скорость, скорость определяем как ускорение * время, и выражаем отсюда время, через угловую скорость, моменты инерции и момент силы.
Собственно весь мой расчёт-пример этому и посвящён. Вы с ним не согласны?
И я подозреваю,что это время будет больше чем время одного микрошага.
Естественно время будет больше 1 микрошага, так как 1 шаг двигателя обычно 16 микрошагов. В моём расчете применяются шаги двигателя.
Кроме этого, та как на карретки есть трение, то как минимум надо момент инерции нагрузки умножить на 1.1 из-за трения.
Силу трения каретки можно померить динамометром (только снять ремень для этого, а то измерите статический момент шаговика) и игнорировать её зависимость от скорости, так речь идёт о разгоне каретки, когда скорости малы. Затем пересчитать её в момент, исходя из радиуса шпули (попросту умножить на радиус), и вычесть из момент двигателя. Сила будет наверняка меньше 1 Н раз в несколько, то есть поправка будет меньше 4% (при моменте шаговика 0,25 Н*м из примера) раз в несколько. Коэффициент 1.1 — это вы хватили много, там если 1% наберётся, то ещё куда ни шло учитывать.
Еще бы с ремнем разобраться, но там сложно, так как от натяжении зависит. Как бы это измерить на стенде что ли.
А в чём конкретно: 'с ремнём разобраться'? С растяжением? С моментом инерции вроде разобрались...

27.02.2019 в 10:21
0

С вашим расчетом я согласен и  вообще это был самый полезный ответ из всех на мой пост, который дал мне, полагаю, правильное направление мысли, за что огромное спасибо.

Только вы делали расчет в своем ключе мысле, ну или я не понял, и сделали вывод для себя, а мне несколько другое. Я бы пошел не от нагрузочной кривой, а от приращения крутящего момента на каждый микрошаг и посмотрел бы когда он станет достаточным, чтобы сдвинуть всю это массу, таким образом определилось количество микрошагов, которое требуется мотору, чтобы достичь заданной скорости. Это даст время, а время даст ускорение, а ускорение даст силу, а знаю силу и проведя тесты (уже сделаны) можно определить влияние на ремень и какие искажения в печать вносят эти ускорения. Зная это уже можно определить нужен ли ремень шире, или нужна ли другая система ременная или просто надо добиться меньших ускорений, через другие параметры. У меня вот такой ход мысли и такая задача.

С коэффициентом трения я неверное выразился. Имел ввиду 0.1, конечно. По трению. Я 0.1 взял из трения стали о сталь. Простейший расчет учитывает только вес, и обычно там трение качения, коэф которого что-то вроде 0.005. Но проблема в том, что обычно оси в той или иной мере преднагружены. Поэтому я думаю, что 0.1 более реалистичная цифра.

По ремню да, проблема в эластичности. Ты мы дергаем ремень, а он же резиновый, он начинает тянуться, а нагрузка еще стоит. А его растяжение поглощает энергию и передает ее дальше за вполне чувствительное время. Во-вторых он же натянутый, одно дело крутить ремень который натянут на 40 Н, а другое когда он натянут на 200 Н, это создает дополнительное трение как в холостом шкиве на другой стороне, так и подшипниках ротора двигателя. Но видимо при этом снижает эластичность. Физика ремня и коэффициенты потрению для подшипников меня пока не известны.

С динамометром вообще хорошая идея. Им же можно было бы прикинуть силу трения всей системы в целом. Измерить вместе с двигателем, потом двигатель отдельно и вычесть.  Тут, конечно, если проблема сложно постановки самого эксперимента, чтобы вес системы измерения не влияет на само измерение. И вторая проблема - диапазон измерения. Пусть даже это будет тяжелый стол 600г (с ремнем и всем на свете).
Пусть трение будет 0.1, т.е. речь идет об усилии в первом приближении около 0,6 Н (эквивалент веса 60 г). На самом деле будет еще меньше, может быт в 10 раз. Я таких динамометров не видел что-то. Однако, у меня есть аптекарские электронные весы  с точностью до 0.01г, может быть можно поставить камеру и добавляя давления на стол через систему с винтом на каком весе он сдвинется. Камера нужна, чтобы потом поймать этот момент. Однако, это не универсальный способ, так как эластичность ремня - процесс динамический, таким измерением он полностьб нивелируется. Тут бы датчик нагрузки в разрез ремня с опросом хотя бы в килогерц, вот это было бы ОЧЕНЬ интересно. А это мысль.. Есть же тензодатчики всякие.. Вставляем в разрез, гоняет двигатель, снимаем показания через ардуинку - фантастишь. Сейчас нет времени рыть, потом гляну какие они есть.

27.02.2019 в 13:46
0

Думаю понял, что надо. Надо FSR сенсор использоать с операционным усилителем с небольшим усилением! Только нужно в разрыв ремня придумать конструкцию, которая будет FSR сдавливать при натяжении. А ардуинка сможет считывать 1 килогерц замеров оттуда без проблем.  Заказал FSR-ки с али на разную силу. Вот это будет реальная картина происходящего в ремне.

Это не отменяется необходимости просчитать все максимально учтя все моменты, так как позволит потом сравнить теорию и практику.

20.05.2019 в 11:26
0

Очень интересная дискуссия. Обязан вставить свои 5 копеек. Об неизбежности этого самого JERK. Необходимость в моментальном изменении скорости на некоторую величину (которую как раз и задаёт параметр jerk) проистекает из принятого всеми слайсерами формата g-кода. Все перемещения описываются с помощью линейной аппроксимации G1. В траектории движения нету плавных линий. Есть куча коротких промежутков с некоторым углом между ними. Из теоретической механики следует, что для того, чтобы траектория являла собой угол (неважно какой) при неизменной скорости, в этом угле ускорение должно равняться бесконечности. Для понимания: Представим себе движение по траектории некоторого угла (две линии). Одна из сторон угла совпадает с осью X, Угол  близок к 180. Теперь представим себе проекцию скорости на ось Y. На пером участке траектории (стороне угла) эта скорость равна нулю. В момент перехода ко второй стороне угла скорость моментально вырастает до некоторого (пусть и небольшого) значения. Неважно насколько мал этот угол, важно, что значение меняется мгновенно. Единственный способ избежать бесконечного (теоретического, конечно) ускорения при сохранении точности траектории это плавно изменять скорость до нуля в угле. При печати объектов, состоящих из прямых линий - кубов - треугольников и пр. - этот подход применим. Но если речь идёт о плавных кривых - окружностях и прочих подобных - то печать замедляется до неприемлемого уровня. Замедляться до нуля на каждом коротеньком отрезочке - это швах. Есть два пути решения: простой и сложный. Простой - это ввод того самого JERK. Сложный - скругление углов.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Презентация нового модельного ряда 3D принтеров Hercules 2020 на 3Dtoday Fest 2019

Акция невиданной щедрости от Filamentarno

Печать для мебельных механизмов.

Задумчивый дяденька

Показал принтёр - 2. И чуть-чуть о мамкиных "экспертах-первопечатниках".

Боевой скелет