RepRap_Prusa i3_3D打印机步进电机参数计算

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3D打印机的调试中，最重要的就是步进电机参数的设置，这个设置涉及到打印机的精度，甚至是能否成功的关键点。之前整理过一份RepRap Prusa i3 3D打印机自己组装diy的图文教程，但是由于各种原因3D打印机的配置参数方法一直没有整理。今天给大家讲讲如何调试Prusa i3 3D打印机的步进电机参数。

跟着我的教程一起组装打印机的小伙伴都知道，Prusa i3一共使用了5个打印机（x轴、y轴、e轴各1个，z轴2个），其中x轴和y轴使用同步带驱动，z轴使用丝杆驱动，e轴使用齿轮驱动，今天主要介绍这三种驱动方式的设置方法。

1、同步带驱动

同步带驱动的关键部分是3个，步进电机、同步轮和同步带，其原理是：同步轮通过螺丝固定在步进电机的输出轴上，然后把同步带放在同步轮的槽内，电机转动带动同步轮转动，同步轮在通过齿轮上的齿带动同步带一起转动。

计算同步带的分辨率需要准备一些必要参数。

1）步进电机的步距角

步进电机的旋转是靠脉动信号来驱动的，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，步进电机的轴就会转动一个固定的角度，这个转动的角度，就叫“步距角”。最常见的有三种步距角：0.9°，1.8°和7.5°。这三种步距角，也就对应了步进电机每旋转一周（360°），需要的脉冲信号个数为400个、200个以及48个。这个参数是步进电机的内部物理参数，购买步进电机时一定要确认清楚。

2）步进电机驱动板细分

与脉冲信号相关的另一个参数是步进细分数，这个参数取决于使用的电机驱动板，驱动电路的主芯片，通常具有驱动细分功能，常见的有1/2、1/4、1/16等，如果是1/16细分代表的含义就是原来一个脉冲可以控制电机转动一个步距角，现在需要16个脉冲电机才能转动一个步距角，如果点击的步距角是1.8°，那么电机旋转一周就需要200*16（3200）个脉冲信号。我是用的Ramps1.4的板子，使用的A4988电机驱动器，如果每个驱动板下边的3个跳线帽都插了，那么就是16细分。跳线帽在下图中用蓝色标出了。

3）同步轮齿数和同步带型号

齿轮数很简单了，自己数一数就知道了，prusa i3上对这个型号没有严格要求，而且卖家的也有可能是定制过的，常见的同步轮从十几齿到三十几齿都能在市面上买到，所以一定要数。另外，同步轮还有另外一个参数，就是支持的同步带的型号，例如我之前教程里用的就是GT2，代表同步带上两个齿轮间的节距是2mm,。

有了参数，计算就很简单了，假如步进电机旋转一周需要3200个脉冲信号，同步轮有15个齿，同步带型号是GT2，也就是节距2mm的同步带，那么步进电机旋转一周，会带动同步轮旋转一周，也就是前进15个齿的距离，对应到同步带上，就是前进30mm的距离（15×2）。在这种情况下，同步带带动打印头或者热床前进1mm，需要的脉冲信号为3200÷30=106.67个。

如果觉得计算麻烦也可以使用官方的计算器： prusa i3计算器

2、丝杆驱动

prusa i3的z轴是使用丝杆来传动，丝杆的优势是精度高，传动效率高，缺点是速度慢，接触过3D打印机的都知道，频繁移动的是x和y轴，z轴只是再打印完一层以后才会升高一层，所以不需要很高的速度。

同样丝杆驱动也需要几个参数

1）步进电机的步距脚

前边已经介绍过如何获取，这里不在重复

2）步进电机驱动板细分

前边已经介绍过如何获取，这里不在重复

3）丝杆螺距

丝杆中有几个重要参数，分别是逻距（P），导程（L），头数（n）。

螺距就是相邻两个螺线的距离，导程是指丝杆旋转360度，丝杆上的T型螺母移动的距离，头数是丝杆上螺线的数量（下图中用不同的颜色表示出不同的螺线）。

查看螺线的条数大家可以看丝杆的头部，有几个丝口入点就有几根，螺距可以在丝杆上涂一点墨水，然后再纸上滚一下，直接测量纸上的距离就可以了。

给各位小伙伴举个例子，比如用1/16驱动细分的电机驱动板来去哦的那个步距角为1.8°的步进电机，这时步进电机旋转一周就需要3200个脉冲信号。步进电机以一个4头螺距2mm的丝杆为轴（导程为8mm），因此Z轴上升或者下降1毫米，需要3200÷8=400个脉冲信号。

同样可以使用计算器来计算：

LeadScrew pitch填写我们测出来的螺距P，Gear ratio填写n:1（图中是另外一种计算方法，小伙伴们可以想想为什么）

3、齿轮驱动

3D打印机的送料是通过齿轮与料紧紧的挤在一起，产生很大的摩擦力，通过齿轮转动，推动料向下或者向上。所以齿轮驱动的原理就很简单了，齿轮上一个点旋转一周产生的距离就是料移动的长度，就等于齿轮的周长。

一般我们MK8上用的齿轮直径是11cm，所以齿轮旋转一周的周长就是3.14*11=34.54mm

建议大家还是测一下齿轮的直径，可以用尺子，也可以用线在齿轮上绕一周，记录下位置，然后测线的长度。

同样还是举个栗子：用1/16驱动细分的电机驱动板来去哦的那个步距角为1.8°的步进电机，这时步进电机旋转一周就需要3200个脉冲信号，电机旋转一周通过齿轮推动料移动34.54mm，料移动1mm需要3200/34.54=92.64个脉冲。

这个这么简单，应该不需要计算器了。

大家学会了电机参数的计算，接下来给小伙伴们一个传送门：

prusa i3 3D打印机 Marlin（马林）固件配置