３Dプリンターの基本４（ステッピングモーター）

３Dプリンターの基本部品にステッピングモーターというものがあります。

一般の人にはあまりなじみのないものだと思いますので、ｽﾃｯﾋﾟﾝｸﾞﾓｰﾀｰとは

なんぞやって話からしたいと思います。



普通のモーターは電気を流すと一定方向に回転を続けます。

ステッピングモータはパルス信号と呼ばれる信号を受け取ると、そのパルス数に応じた分だけ回転するというものです。

そして、1パルスでどれだけ回転するかというのはモータの仕様に明記されています。


３Dプリンターの場合は1.8deg　とか 200P/R（1回転するのに200パルス必要という意味 360度／２００で1.8度）というものを使います。

大きさも４２ｍｍ角のものがよく使われています。

このあたりも、どうとでもなるので、大型機で力がいればもっと大きなものを使えばいいわけです。



例えば上記モータに対して５０００パルス出力したなら、５０００／２００で２５回転するという事です。　そして速度はどうなってるかというと５０００パルスを出すのにどれだけ時間をかけるかということで、ゆっくり５０００パルスをだせば、ゆっくり回転し、速くパルスを出せば速く回転します。　ただしあまり速くパルスをだしたり、

モータの出力に対して負荷が大きすぎるとモーターが追従できなくなり脱調という現象になります。　（指示したパルス量より少ない移動量となる）　速度が速いとトルクも落ちますので、トルクの強いモーターにするか、負荷を軽くするかが、どれだけ速く脱調せずに動作できるかという設計の肝になります。

そして、arduinoはこのパルス信号を簡単に作る事ができるんです！




わかれば簡単なんだけど、ほんとによくできたシステムですよ。



それから、

MKprinterの特徴としてH_botという構成にしています。

これは、モータ２個を同時に回転して、回転方向の組み合わせにより、X方向、Y方向

に水平移動させるという機構を採用しています。

MKprinterの場合、Z軸は門型で支えて独立していますので、XY軸にはZ軸の重さはかかりません。　XY軸にかかるのは造形テーブルと、スライダーのすべり抵抗だけですので、負荷が軽い上に、常にモータ２軸で動作する事により、モータートルクは２倍になります。

なので、かなり高速で動作させることが可能です(CNCステッピングモーター)。

フィラメントを溶かす速度が関係しますのでMAX速度での印刷はできませんが、調整次第でかなり速く動作させることが可能です。



現在は市販のプリンターと同程度の速度ですが、実力はもっと上にあると思っています。