Problema macroscopico di slittamento asse X

Ciao a tutti.
Sono nuovo del forum e quindi mi presento... Sono un informatico appassionato di elettronica e tecnologia. Ho iniziato ad interessarmi alla stampa 3d da circa 2 anni. La mia prima stampante é stata una Tronxy x5sa che, giusto per iniziare bene, é arrivata con il driver di linea su scheda madre andato... Quindi 2 minuti dopo aver finito di montare la stampante ho iniziato l'upgrade senza che avesse mai stampato nemmeno il cubetto di prova !!!
Non sto a dilungarmi sull'upgrade, perché ormai la Tronxy ha finito i suoi giorni ed ha il piatto devastato (troppa adesione del PLA+)...
Per la Tronxy ho creato un "box" con un rudimentale sistema filtrante che vedete qui sotto:

Box x Stampante 3d

Ho poi deciso di provare a costruirmi una CoreXY con queste caratteristiche: 400x400x500, Duet3d wi-fi, piatto riscaldante da 800W, alimentazione 24v (2000W max), motori Nema 23, doppio motore in Z con viti a ricircolo di sfere, estrusore BondTech e hotend Mosquito Magnum Slice Engeenering. I movimenti in X ed Y sono montati su rail mgn12h. Tuttl la parte hardware é isolata dalla parte elettronica e di potenza. Segnali e potenza sono trasmessi tramite una sorta di bus costruito con connettori di tipo aeronautico (correnti elevate). La Duet controlla direttamente solo il motore dell'estrusore (unico Nema17). Gli altri motori sono controllati da driver esterni (DM542 se non ricordo male... ma poi controllo...). Il piatto viene controllato tramite relé a stato solido ed ho inserito una sonda di temperatura sotto al piatto collegata ad un relé termostatico che a sua volta fa scattare un relé bistabile togliendo la corrente a tutto in caso di temperature troppo elevate.
L'unica parte stampata della stampante é il carrello dell'asse X. Mi spiego... Non che abbia niente contro le parti stampate !!! Anzi !!! Ma prima di arrivare a questo risultato ho cambiato tantissime configurazioni, specialmente a causa del peso del piatto che non é la classica "sottiletta". Ho poi dovuto rinunciare ad altri pezzi in plastica perché avevo distrutto la Tronxy...

Detto questo... Ho un problema enorme:

Questo dovrebbe essere un cubo...

In X il carrello é completamente impreciso.

Ho smontato le cinghie 5 volte: senza cinghie il carrello scivola come fosse su una lastra di ghiaccio, sia in X che in Y.
Ho riprogettato e modificato i sistemi di rinvio delle cinghie almeno 3 volte, ponendo attenzione che non ci fosse attrito.
Ho rimontato le cinghie... e lí iniziano i problemi: qualsiasi sia la tensione della cinghia, con l'ingranaggio libero di muoversi sull'albero motore (viti di ancoraggio tolte) sento giá il carrello muoversi a scatti lungo l'asse X. Una volta rimontato tutto la stampa slitta in X positivo ad ogni singolo layer.

Qualcuno di voi avrebbe qualche suggerimento da darmi prima che prenda il carrello e lo riprogetti con una vite a ricircolo ???
Non lo vorrei fare, anche perché ho un problema di ingombri e masse in movimento che diventerebbero notevoli, ma a mali estremi...

Allego altre foto di questo "Frankestein"...

Frank1

Frank2

Frank3

Frank4

Frank5

Frank6

Frank7

Frank8

Frank9

Frank10

Frank11

PS: ho qualche dubbio sul controllo da parte della Duet3d tramite la scheda di espansione sui driver esterni... Qualcuno ha avuto qualche tipo di problema simile con una configurazione paragonabile?
Un grazie in anticipo a tutti quelli che leggeranno e 2 grazie a chi proverá a darmi una mano !!!
Ciao a tutti.

Forse hai messo troppa carne al fuoco.

Le core XY sono particolari come movimenti, per cui diventa complicato separare un problema dell'asse X rispetto a quello Y, anche perché i motori devono muoversi "in sincrono" per fare i movimenti.

Se le guide scorrono bene, a vuoto non dovrebbe essere un problema meccanico.

Ora non sono un esperto di core XY per cui prendile con la molle, ma quando ai tempi avevo analizzato le varie possibilità, mi sembra di ricordare che se il carello è collegato ai due lati, cioè le cinghie devono muoversi in sincrono, sia molto importante, anche la posizione dei rinvii e i diametri dei rulli per tenere "in quadro" il carello.

Ora la cosa potrebbe diventare complicata se ad esempio una puleggia fosse eccentrica, oppure posizionata in modo scorretto, per cui un avanzamento di tot passi del motore 1 e di tot passi del motore 2 non si riflettesse in un movimento della cinghia di destra e di sinistra perfettamente in sincrono, in quel caso più le guide sono "precise" più il carrello sforza.

Tutti i problemi relativi poi alla taratura del numero di passi per mm e dell'eventuale allungamento delle cinghie e dei giochi ovviamente entrano nelle vari possibili cause del movimento scorretto.

Ahimè avrai potuto vedere che il forum non è molto frequentato, però so per certo che qualche utente di coreXY passa da queste parti per cui se ha un po' di pazienza probabilmente otterrai una risposta più mirata, da qualcuno che conosce la macchina.

Saluti

Carlo D.

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P3Steel - MKS GEN v1.2 e REPRAP_DISCOUNT_FULL_GRAPHIC_SMART_CONTROLLER + Gen 7 MOSFET (HotBed) + alimentatore step-down 12V -> 5V
Firmware MK4duo 4.3.6 con ABL induttivo con LJ18A3 - Slic3R (Originale) ed ESP3D per controllare la stampante da remoto.
HotEnd Cinese V6 clone con ugello da 0.4mm.

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Grazie mille Carlo.

In effetti le tue osservazioni possono dare spiegazioni al problema...
Io però credevo (forse sbagliando) che in una CoreXY il movimento del carrello X avvenisse con il motore Y in "blocco" (quando si muove solo X naturalmente)... Sbaglio ?
Credo anch'io che le pulegge possano essere IL problema... Ma capire perchè........ boh...
Continuo però ad avere quella sensazione (tutta di pancia) che sia la Duet3d sul controllo della scheda di espansione a non dare i giusti segnali (o la corrente necessaria al blocco di Y).
Farò qualche prova.
Grazie del tuo tempo e della tua risposta.
Ciao.

wec71

No, il singolo motore muove l'hotend a 45 gradi, per cui servono entrambi per spostamenti sul singolo asse.

A vedere sembra proprio che 1 motore perda passi. Quando stampi il cubetto rimani presente e verifica che la perdita di passi avvenga con o senza brutti rumori da parte del motore.

Se quando accade senti il motore che gratta e fa rumoracci, allora il nozzle sbatte sulla stampa, la quale impedisce l'avanzamento.
Se invece fila tutto liscio ma perdi passi, allora verifica i driver, corrente fornita ai motori e relativi cablaggi.

Con le cinghie montate e a stampante spenta se muovi a mano piano l'estrusore senti impedimenti?

Come tensioni le cinghie? X é perpendicolare a Y?

Ciao whitedevil.

Grazie per la precisazione sui motori. Avevo capito male...
No, non ci sono rumori di perdite di passi dai motori.
Purtroppo potrò verificare i cablaggi e la corrente solo da Sabato.
La corrente è controllata dal driver esterno ed è impostata via pin nel
valore massimo. Per questo tipo di motore l'ho settata a 0,2 A in più di
quanto riportano le specifiche (intendo che se le specifiche del motore
riportano 3 A max ho dovuto impostare 3,2 A perchè il driver non ha
il valore esatto). I motori non scaldano, non vibrano e sembrano girare
bene.
A stampante spenta il carrello si muove, ma non mi sembra totalmente
fluido. Anche se tolgo i blocchi dalle pulegge sugli alberi del motore...
E' libero ma non fluidissimo...
Le cinghie sono tensionate con il buon vecchio metodo del "se premi si
deve muovere di 0,5 cm e tornare in posizione..."
Non ho installato regolatori di tensione. Però ho rimontato 5 volte le
cinghie variando tensione con gli stessi risultati.
La perpendicolarità di X su Y e tutta la struttura in generale l'ho verificata
con un livellatore elettronico. Direi che con una tolleranza di 0,1 gradi
è tutto in asse.
Appena avrò fatto le verifiche che mi hai indicato le riporto.
Grazie mille per il tuo aiuto.
Buona giornata.

wec71

A dire il vero ho anche un altro dubbio...
La breakout board prende i segnali dalla Duet3d...
Essendo che i segnali poi vanno all'optoisolante del driver esterno.
Non ho trovato indicazione sulle impostazione della corrente minima
da fornire sulle specifiche della Duet.
Ci sono quelle del driver che indicano un segnale minimo di 0,3 A.
Ho settato la scheda a 0,5 A massimo nel config.
E' corretto il ragionamento ?
Grazie.

In teoria no.
La duet non è stata progettata per portare fuori i segnali e non è buona cosa fornire tensione ai driver senza motore.

Comunque, in primis verifica che tipo di segnali accetta il driver esterno.
Se solo TTL potresti avere problemi. La duet esce con +3.3v...

Ciao wec71,
in primo luogo compimenti per l'impegno, un po eccesivo forse nella scelta dei materiali, ma ammirevole.
Il difetto del cubo che mostri è causato dalla perdita di passi su un motore, ma potrebbe anche essere lo slittamento della cinghia sulla puleggia del motore, o un motore che non riceve tutti gli impulsi di comando. Come ti è stato detto le CoreXY sono "rognosette" da far funzionare.
Meccanicamente non si vede bene dalle foto ma posso dirti un paio di cose che devi controlare:
- il tiro della cinghia è basilare ma se è eccessivo fa più danni che altro, specie se usi quel tipo di pluegge e ne vedo almeno due lisce su cui poggiano i denti della cingha. Speciamente quelle dei carrelli di Y devono scorre molto bene sotto carico. A suo tempo le ho sostituite con una coppia di cuscinetti flangiati e il movimento degli assi è migliorato molto.
- il percorso delle cinghie è importante almeno quanto l'allinemanto delle guide lineari. I rami che vanno dai carrelli di Y a quello di X e ai due estremi della corsa di Y devo essere il più possibile paralleli al movimento. Tieni conto poi che nel sistema CoreXY è la cighia che mantiene la perpendicolarità del portale X agli assi, non viceversa. Se sbagli il tensionamento ti ritrovi con carreli e cinghie che fanno a botte. Ogni volta che si modifica la tensione bisogna allentare il portale per per far assestare la struttura, poi fissi controlli la perpendicolarità. Casomai regoli la tensione di uno o dell'altro ramo della cinghia. Non avere un sitema di tensionamento per ramo mi sembra assurdo. E non ho capito il metodo della bolla, ma 0,1°; su 400mm sono 0,7mm che non è poco.
Lato motori invecie vedo dalle foto che usi i DM542T, che sul datasheet richiedono segnali di controllo tra 4 e 5V, quindi il problema di funzionamento della scheda in realtà potrebbe dipendere dal fatto che i segnali dati dalla Duet non sono adatti, come ti ha detto Whitedavil. Magari vanno ma siamo al limite. Non saprei come puoi risolverla in maiera semplice, se non cambiando drive o scheda di controllo. Ho visto delle schedine di adattamento 3,3..5V in rete ma non so se reggono la frequenza.
Posso chiederti perchè Nema23?

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Luca

CoreXY custom (LF Mark1) 395x360x350 - Mega (clone per ora..) + RAMPS1.4 + 4xA4988 + 4 Nema17 17HS4401 - HotEnd V6 clone con ugello da 0.4mm - RepRapDiscount - Display LCD 2004 Smart Controller - Firmware MK4duo 4.2.9 - Repetier-Host 2.1.6

Ciao WhiteDevil e truck64.

Come sempre grazie mille per le vostre risposte.
Dunque... per i materiali...beh... nessuno dica a mia moglie quanto ho speso !!!!
Vorrei avere ancora una casa dove tornare ogni tanto...

Il problema dei segnali TTL e CMOS l'ho considerato in fase di progettazione basandomi su quanto scritto nei forum e nella documentazione della Duet. In effetti l'unico modo di pilotare i driver esterni é utilizzare la scheda di breakout, progettata appunto per questo fine. Durante i primi test ho avuto il problema di conversione sui segnali di enable a 3,6 V che non venivano recepiti. Nella documentazione online della scheda di breakout ho trovato questo:

"The Duet Expansion Breakout Board uses a differential output signal of -3.6V to +3.6V. The differential outputs help the LEDs in the optocouplers in most drivers turn off faster. Also they are compatible with drivers that accept RS485 signal levels instead of 5V. Most external drivers are quite happy with the 3.6V differential signals. However, for those few drivers that really do need 5V, you can achieve this by connecting STEP+ from your driver to +5V, which is available on the H6_PWM and/or H7_PWM pin headers (see wiring diagram above), and STEP- for your driver to STEP- on the expansion board. Similarly for DIR and ENA.

Depending on the driver, your ENA input may be a Disable input, not an Enable input. You can fix this by swapping the ENA+ and ENA- wires."

Ho applicato questa soluzione e, apparentemente, il problema si é risolto. Non avrei grossi problemi a construire un convertitore CMOS/TTL, ma effettivamente devo fare un paio di calcoli sulla frequenza massima dei segnali ed individuare il giusto integrato. La Texas Instrument ne ha diversi papabili.

Sul fatto di non avere tensionatori... azz... é una grossa mancanza, lo so. Ma non sono riuscito a trovare un sistema (che non implichi la stampa di pezzi per me oggi non possibile) con parti in alluminio acquistabili. Anche perché devo rispettare le altezze delle pulegge per restare parallelo alla struttura con le cinghie.

Ho scritto male... l'errore é di 0,01 gradi circa rispetto alla perpendicolaritá della struttura e agli allineamenti. Ho pensato (magari sbagliando di grosso) che se i cinesi vendono la Tronxy con una struttura ben fatta ma non certo costruita con il comparatore in mano... vuoi che non si riesca a farne una decente in modo artigianale ???
Ecco... forse lí mi sono tirato la zappa sui piedi...

Nema23: uno dei problemi piú grossi avuti con la Tronxy é stato il piatto di stampa non perfettamente liscio (oltre allo Z level da rifare ogni 2 minuti...). Per la mia creatura ho scelto questo piatto:

Piatto stampa

É lavorato in maniera impeccabile e non subisce distorsioni anche quando viene riscaldato. Tuttavia per arrivare a questo risultato ha uno spessore di 5mm. 400x400x5mm sono un peso da gestire non indifferente. Le prime versioni della stampante avevano viti trapezioidali per il movimento in Z, ma il peso con i nema17 era al limite, con il piatto che si inclinava spesso e volentieri. Adesso ci sono due carrelli monster per la gestione del piatto. Con i nema23 e il sistema a vite a sfera l'asse Z ha una precisione altissima. Sull'asse X e sull'Y ho mantenuto gli stessi motori per evitare surriscaldamenti e sforzi, oltre al fatto che ogni giorno penso a come potrei sostituire le cinghie con viti a ricircolo di sfere senza modificare gli ingombri: lí i nema23 sarebbero indispensabili.

Spero di riuscire a fare tutte le prove durante il weekend.

Per ora un grosso grazie ad entrambi.

Ciao.

wec71

Ciao a tutti.
In questo weekend ho potuto dedicare poco tempo alle prove...
Tuttavia sono riuscito a testare tutti i cavi di trasmissione della potenza ai motori X ed Y: hanno tutti una resistenza misurata di 1,8 Ohm, stabile. I connettori sono solidi e ben agganciati. Non credo che il problema possa essere lí.
Mi sono accorto che nei comandi M569 di settaggio della lunghezza dei segnali per gli assi X ed Y ho usato il parametro suggerito dal manuale del diver esterno: 2,5ys/5ys.
Per gli assi Z sono stato piú prodenziale: 3 e 6 ys. Ho provato a variare a 3 e 6 anche gli assi X ed Y: non ho avuto il tempo di fare una prova di stampa, ma ho fatto un paio di prove mandando a destra e sinistra l'asse X segnando le posizioni di andata e di ritorno. Non lo dico ad alta voce, ma sembra che sia migliorata di brutto la situazione.
Secondo voi puó essere che il valore del manuale sia un valore cosí vicino al minimo che il dispositivo rischi di perdere dei cambi di segnale? O viceversa che il timing della breakout board (o della Duet) non sia abbastanza preciso da fornire segnali corretti con i tempi impostati? L'oscilloscopio mi manca...
Ho ricercato anche un integrato adatto per il cambio di livello logico dei segnali da 3 a 5 volt... Ci sono diversi integrati, ma per ora ho trovato che la massima frequenza operativa é di 80kHz. Il driver regge 200kHz. Per vedere quali velocitá consentono gli 80kHz devo mettermi a fare un pó di calcoli, ma risulta comunque l'introduzione di un limite, e non mi piace !!!
Appena posso faccio una prova di stampa.
Buona serata e grazie per l'aiuto.
wec71

Lascia stare la misura in ohm dei cavi, se fossero davvero 1.8 ohm sarebbe un gran problema.

Il problema lo hai già trovato ed è il timing degli impulsi.
La duet monta i tmc che accettano tempi molto brevi. I dm542(se non erro) usano tempi più elevati.
Sul datasheet del driver DEVE essere specificato.

Infatti sul datasheet del DM542T c'è scritto che il segnale PUL deve avere una durata MINIMA di 2,5us per il valore basso e altrettanto per quello alto, e che servono almeno 5us per accettare il cambio di DIR. Non ho capito bene come ragiona la DUET ma se 3/6 vuol dire periodo 6us e dutycycle 50% sei abbastanza vicino al limite.

Edited 1 time(s). Last edit at 05/13/2021 07:02AM by truck64.

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Luca

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Ciao.
Purtroppo niente da fare...
Modificato la durata degli impulsi in configurazione ho lo stesso risultato.
Rismonto tutto ?
Escludo i driver esterni su X ed Y ?
Qualsiasi consiglio sull'ordine da seguire nei controlli é piú che gradito !!!
Buona serata

Mi sembra strano che quei mptori possano perde passi per eccessivio sforzo, specie visto che la maggior parte delle macchine lavora egregiamente con dei NEMA17. Sulla carta reggono 200kHz ma non è detto che non si perdano qualceh passo.
Su rismontare dipende se hai dubbi sulla meccanica. E' sempre bene controllare ma andando a caso non è detto che trovi qualcosa.
Tanto per avere un idea, a che velocità stampi, con che accellerazioni e Jerk hai impostato la scheda?
Poi io fare anche un segno sulle pulegge dei motori e in corrispondenza sulle cinghie e sull'albero dei motori, poi verificherei al primo accenno di perdita di passi se i segni coincidono.

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Luca

CoreXY custom (LF Mark1) 395x360x350 - Mega (clone per ora..) + RAMPS1.4 + 4xA4988 + 4 Nema17 17HS4401 - HotEnd V6 clone con ugello da 0.4mm - RepRapDiscount - Display LCD 2004 Smart Controller - Firmware MK4duo 4.2.9 - Repetier-Host 2.1.6

Le accelerazioni sono abbastanza importanti, che firmware usi?

Alcuni firmware hanno le definizioni di accelerazione "palesemente sbagliate", cioè i numeri che metti non riflettono i dati veri, ad esempio se metti 10mms2 non ottieni quelle accelerazioni, ma cose totalmente diverse, va visto bene la documentazione o magari addirittura i sorgenti del firmware per capire le cose.

Il timing è decismaente importante.

Saluti

Carlo D.

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[My Building Log]

Ciao ragazzi. E grazie ancora per le risposte.
Allora... Il timing l'ho alzato a livelli più che sicuri: impulsi da 10us (il manuale riporta 2,5us) ma non cambia nulla.
La corrente impostata sui driver esterni per i nema23 in uso è più alta di quella dichiarata dai motori (di poco, 0,3 A).
I motori non scaldano, non fanno rumori strani e non vibrano. In hold mantengono più che bene.
Non so se è quello che intendevi con le "tacche", ma ho messo una striscia di alluminio sotto l'ugello, ho fatto un
segno, ho mosso tramite comandi la testina in X avanti ed indietro e sono tornato al punto di partenza...
Visivamente il punto è quello segnato. Non ho ancora provato in Y, ma essendo coinvolti entrambi i motori...
Il problema dei segnali a 3,6v contro i 5v richiesti dal driver l'ho dato per risolto collegando il 5v a tutti i segnali
positivi (Dir+,PUL+,ENA+). Se devo dire la verità io sulla scheda di breakout qualche dubbio l'ho... Ma è una
sensazione... Non ho elementi per dire che ha effettivamente problemi...
Velocità ed accelerazione sono quelle che usavo con la Tronxy... Però verifico...
L'alimentatore è da 2000W, fin troppo per quello che deve gestire...
La cosa strana è che lo slittamento è quasi lineare, con i layers che slittano in X ed Y in modo quasi costante ad
ogni cambio.
La meccanica l'ho guardata e riguardata... Però anche lì non posso essere certo al 100% che non ci siano problemi...
Le puleggie restano un mistero... Sembrano perfette, ma vai a saperlo...
Sto valutando di inserire degli attuatori lineari su X ed Y, risolvendo almeno i possibili problemi meccanici.
Tuttavia facendolo non sarebbe più una CoreXY... Avrebbe un motore su X indipendente e due motori su Y
sincronizzati come su Z. Che tipo di stampante dovrei impostare nel firmware ? Assomiglierebbe di più
ad un CNC...
Il firmware è quello della DUET3D wi-fi, ultima versione, RRP3. Usavo il 2 sulla Tronxy e non mi ha dato particolari
problemi.
Avrò cambiato il progetto per l'asse Z almeno 3 volte: vite trapezioidale, vite a ricircolo di sfere libera, attuatore
lineare con vite a ricircolo di sfere. Con le prime due soluzioni il piatto finiva per inclinarsi su uno degli assi...
Pensavo fosse la meccanica... Adesso mi viene qualche dubbio... Però con gli attuatori montati (sono della Hanpose)
il piatto viaggia che è una meraviglia...
Secondo me per capire se c'è qualche problema con i driver, la breakout ed il timing, devo provare a collegare i
motori direttamente alla Duet. Un lavoro non proprio veloce ma possibile.
Grazie ancora.
Ciao.

wec71

Comunque sia... ho appena ordinato gli attuatori lineari...
Che tanto un upgrade in tal senso lo volevo comunque provare.
Ci vorrà almeno un mese per averli tra le mani...
E altri 15/20gg per trovare il modo di montarli...