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3D打印機馬達失步的原因及其處理方法

文章來源：更新時間：2016/7/8 11:44:00

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張順平 3003262363

張代明 3003290139

鄢先輝 2850985542

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相信大家都有這種經驗(沒遇過的實在是狠幸福)，一早起床發現打印作品被攔腰截成兩截，3D打印到一半的時候馬達失步了怎么辦？打印失步！開始印的時候都沒問題阿，印的好好的。可是偷懶沒顧著機器，機器就跟著偷懶，出包給你看。(其實就算顧著，一樣會失步，而且束手無策。)G-code里面幾千個指令中，只要其中一個指令造成馬達失步，整件作品就毀了。

發生失步的原因，其實狠簡單，就是工作需要的力量太大，馬達不夠力。所以解決失步的方向，不外乎加強馬達的力量(難)，另外就是減輕馬達的負擔。

加強馬達力量的方法，不外乎換更大顆的馬達，或是增加供應給馬達的電流。換更大顆的馬達，得要花大錢重新買，而且買來到底夠不夠力，也沒個準。42型步進馬達的規格中，身長要多長？電流要買多少的？都要靠復雜的仔細計算才能有參考。

另外比較可行的也許是增加供應電流。大家買的馬達，額訂電流(電流上限)大約都是1.5~1.7A，但是4988驅動板上的電流供應設定，一般都不會超過1A。所以電流是可以再繼續提高的，不過4988驅動板要另外買，或是更換Rs電阻。電流提高后，還要面對4988散熱不良會燒毀的困擾，要千萬注意。

以上是增加馬達力量的方法，除了既有4988驅動板的電流調高到接近1A以外，其他方法可行性都不高。另外一方面要設法減低馬達的負載，可以嘗試的方法就比較多了。

1.放松皮帶的松緊度

皮帶太緊，會增加馬達軸，還有墮輪的摩擦力。合適的松緊度，有助于馬達順利運轉，而且兼顧定位的精準度。

2.減少馬達的負載重量

打印平臺的玻璃、打印臺底板(有些人使用金屬)，是Y軸負荷重量的主要來源。使用較薄的玻璃，或是用玻纖板替代原有的玻璃，可以減輕重量。在強度充足的前提下，打印臺底板上盡量鏤空，或使用更輕的材質，也可以減少Y軸馬達的負荷。

X軸最大的重量負荷，來自擠出機馬達。如果把擠出機構改成遠端送料Bowden型態，可以大幅降低X軸馬達的負荷。

3.降低打印速度

車開慢一點，需要的力量就減低了，這不需要再解釋吧~~

4.降低加速度

這其實是最有效又實惠的解決辦法，可以印得又快又穩。

牛頓運動定理中提到F(力量)=M(質量)xa(加速度)

當加速度減小，所需的力量也會等比例得減小。雖然質量減小也有幫助，可是質量能減小的比例有限。加速度減小，可以改善失步，但是不代表“最高打印速度”也會跟著降低。只是加速到最高速度需要的時間會增長而已。所以降低加速度，但是不降低打印速度，仍然可以保有相當快的打印速度。只犧牲一些些打印時間，但是又不會失步，一舉兩得！

加速度的設定，建議可以直接透過LCD修改Marlin韌體里的參數，然后儲存到EEPROM里面。也可以直接修改Marlin的Configuration.h設定檔，再重新燒錄到2560控制板。再不然也可以在切片軟體里面設定。

Marlin的加速度設定，分為Default(預設)與Max.(最高)兩個部分。Default是當Gcode執行G0、G1等“移動指令”時所使用的加速度，預設值是3000mm/s2。當Gcode執行M204，嘗試著要修改Default加速度時，設定值不能超過Max.加速度的值。直接把Max加速度設定到3000mm/s2以下，才能有效避免Gcode里面的M204又把加速度調高。

LCD控制板內選擇“Control->Motion->Amaxx”與“Control->Motion->Amaxy”可以修改Max.加速度。修改好后記得要使用“Control->Storememory”把設定值存入EEPROM中，下次開機才不必重新再調整一遍。

如果想從Marlin的Configuration.h做修改，請找到這行：

#defineDEFAULT_MAX_ACCELERATION{9000，9000，100，10000}把兩個“9000”的數字調低到合適的數字，再重新燒錄韌體進2560控制板。

如果之前使用過EEPROM記錄設定值，記得要在LCD選擇“Control->RestoreFailsafe”，清除EEPROM中的設定，才會讓燒錄進去的設定值升效。

修改成#defineDEFAULT_MAX_ACCELERATION{1500，1500，100，10000}

切片軟體KISSlicer的加速度設定，在“Printer->Speed->XYAccel[mm/s^2]”

Slic3r的加速度設定，在“PrintSettings->Accelerationcontrol(advanced)”。如果填0，Slic3r會使用3000mm/s2這個預設值。請把這個框框里所有的0，都修改成合適的加速度。

至于加速度設定多少會合適呢？建議可以用二分法慢慢做實驗。預設值是3000mm/s2，所以第一次測試時使用1500mm/s2。如果不會失步，就再提升至1500-(3000-1500)/2=2250mm/s2；如果會失步，就要再降低至750mm/s2。重復幾次測試之后，應該就可以找出自己機器的合理設定值了。另外要注意，測試時打印速度也許可以設高一點，譬如100mm/s，而且千萬要記得關閉切片軟體的autocooling功能，要不然測試時使用較小件的模型，會讓切片軟體強迫減慢打印速度，導致實驗不準確。

KISSlicer中，每層打印時間至少要10秒的設定，改成0秒，避免打印速度變慢影響實驗結果。