Vertikale Abstufung in schrägen Wänden - falscher decay-Modus?

Ahoihoi,


vorab direkt das Problembild anhand eines Bildes



Was ihr seht sind vertikale "Linien", die an schrägen Wänden eines "Würfels" entstehen. Je nach Winkel der Wand, erhöht sich die Frequenz der Linien, von links nach rechts jeweils ansteigender Winkel.
Dies ist ein schnell erstellter Testkörper mit 4 verschieden gewinkelten Wänden, um das Problem besser verstehen zu können, es tritt jedoch an allen schrägen Wänden anderer Objekte auch auf.

Was man da nun sieht, sieht für mich nach einer art "Treppen"-Abstufung der Schrägen aus (ähnlich einem Aliasing-Effekt).

Der Fehler tritt sowohl in X-, als auch in Y-Richtung auf, scheint also systematisch zu sein.

Hier auch nochmal als versetzter Effekt an Benchy:

(das Stringing bitte ignorieren, muss noch an der Retraction rumspielen, aber dieses Problem ist mir gerade etwas wichtiger)


Verwendet wird eine (eigene) 8-bit Elektronik, basierend auf dem Mega2560, Standard Pololu DRV8825-Treiber mit 1/32er Microsteppung und Standard Nema 17 Motoren mit einem 24V-Netzteil.
Die Firmware basiert auf Repetier.

Mechanisch haben wir eine normales kartesisches System mit 1,8°-Steppern, Pulleys mit 20 Zähnen und GT2-Riemen, wodurch sich also folgende Werte ergeben:
- 6400 Schritte pro Umdrehung
- 160 Schritte pro mm
=> 0,00625mm pro (Mikro-)Schritt (in einer idealen Welt )
=> 0,2mm pro Vollschritt


Da ich diesen Fehler so noch nicht gesehen habe, war ich zuerst etwas ratlos und wusste nicht so recht, wonach ich suchen soll.
Nach einiger Rücksprache und Recherche bin ich jetzt darauf gestoßen, dass dieser Fehler wohl am "mixed decay"-Modus des DRV8825 liegen könnte.


Meine Erklärung dafür wäre jetzt nach der Recherche, dass die Microsteps des sich langsamer bewegenden Steppers teilweise übersprungen werden und der Motor dann stufenweise auf die Vollschritt-Abstände springt.


Hat jemand diesen Fehler schon in der Form gesehen und kann mir meine Vermutung bestätigen/widerlegen?

Mein Ansatz wäre jetzt kurzfristig meine DRV8825 umzulöten, um den fast decay Modus zu erzwingen, dauerhaft wären mir aber bereits ab Werk "richtig" eingestellte Treiber lieber.
Welche günstigen Treiber (gerne auch aus China) wären da heutzutage zu empfehlen?


Gruß
justMaD

Wenn du den Decay im Verdacht hast, einfach mal für 1,60€ die Standardtreiber probieren, bevor lange probiert und gerätselt wird: A4988 Treiber auf Ebay

Ich persönlich kenne das Problem nicht, eine Idee hätte ich allerdings. Messe dazu bitte mal bei dem Benchy den Abstand der Rillen zueinander. Sind das zufällig 2mm oder etwas mehr? Ach und: was für ne Art Drucker ist das? CoreXY, Hbot, Prusa?

3-mal bearbeitet. Zuletzt am 18.08.15 02:42.

---

Der 3D-Druck ist tot, lang lebe der 3D-Druck!

Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.

Die Rillen an der Kabine haben einen größeren Abstand zueinander: so ca. 3mm, eher etwas mehr.
Die Rillen unten am Rand haben unterschiedliche Abstände, da das ja keine gerade Wand ist, sondern sich noch in sich krümmt.

Ist ein eigener Drucker, ähnlich einem Ultimaker-Aufbau. An der Mechanik dürfte es allerdings nicht liegen.

Die Treiber sind schon bestellt, aber ich will natürlich trotzdem dahinter kommen, woran das liegt.
Vielleicht hat ja doch schon jemand sowas gesehen und es liegt doch an irgendwelchen Beschleunigungswerten oder am Jerk, oder so.


Ich hab mir jetzt mal einen weiteren DRV8825, den ich noch hatte, umgelötet und setze ihn mal testweise bei einer Achse ein....



Edit: und danach könnte ich ja mal die A4988 meines Prusas nehmen.... (muss man auch erstmal drauf kommen, danke)

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 18.08.15 03:57.

Bei nem Ultimaker interessiert mich dann noch das Übersetzungsverhältnis der Motoren zu den endgültigen Riemen-Ritzeln. 20er Pulleys auf beiden Seiten? Bei dem Druckbild mag ich fast nicht glauben. dass das an den Treibern liegt...

---

Der 3D-Druck ist tot, lang lebe der 3D-Druck!

Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.

Die Ritzel sind überall gleich.

Ich habe jetzt den X-Treiber ausgetauscht und der Unterschied bei langsamen (100 mm/min Jogging) Bewegungen ist wirklich wie Tag und Nacht.
X läuft jetzt butterweich, während Y noch immer "rattert".

Ich werfe mal einen Druck an und gucke, wie sich das im Betrieb bemerkbar macht.

Was für einen X-Treiber hast du denn jetzt? Den umgelöteten DRV oder einen A4988?
-Olaf
Die Lötaktion interessiert mich für meinen Delta, gibts dazu einen Link?

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 19.08.15 03:51.

Ich habe an allen Achsen jetzt den umgelöteten DRV.
Es gibt definitiv eine Besserung, wobei es noch immer nicht komplett weg ist.

Mein Prusa mit den A4988ern ist grade noch in einem 24h+ Druckjob, weswegen ich die Treiber noch nicht ausprobieren konnte


Was mich darauf gebracht hat war folgender Thread hier im Forum: http://forums.reprap.org/read.php?249,388795

und dazu ein Video, das den Effekt zeigt: https://www.youtube.com/watch?v=JcRlM-UFq30

Bevor man einen DRV8825 umlötet: Ist es nicht viel einfacher, einfach einen TMC2100 oder ein RAPS128 einzusetzen? Beide sind deutlich leiser als der DRV8825 und bei Zweiterem muss gar nicht gelötet werden und der Decay kann per Poti eingestellt werden. Klar, die sind 4-6€ pro Stück teurer, aber das ist doch nicht die Welt...

---

--
Microsoft MVP in den Kategorien DirectX/XNA * Visual C++ * Visual Studio and Development Technologies seit 2011

• Mein Erster (RAMPS 1.4, Selbstbau WolfStrap-Derivat mit Linearführungen, Wade Extruder und E3D lite6 Hotend)
• Cub44 (Selbstbau Dual Wire Gantry Derivat mit Zahnriemen und Linearschienen, RADDS 1.5 und DUE, Custom Hotend - E3D like, Compact Bowden Extruder)
• HexMax (sechseckiger Delta (eigenes Design) mit Druckraum 300mm Durchmesser und >=400mm Höhe, RADDS 1.5, 24V, Custom Hotend, Compact Bowden Extruder)
• P3Steel Toolson MK2 - Keine Zeit zum selbst planen ;-)

Andere Projekte: FSR Board (ABL-Sensor-Platine inkl. Firmware) * ThirtyTwo (32Bit RepRap-Firmware)

Quote
Glatzemann
Bevor man einen DRV8825 umlötet: Ist es nicht viel einfacher, einfach einen TMC2100 oder ein RAPS128 einzusetzen? Beide sind deutlich leiser als der DRV8825 und bei Zweiterem muss gar nicht gelötet werden und der Decay kann per Poti eingestellt werden. Klar, die sind 4-6€ pro Stück teurer, aber das ist doch nicht die Welt...

Das kommt auf deine Definition von "einfacher" an


Mir ging es hier hauptsächlich um eine Fehleranalyse, da ich mir zuerst nicht sicher war, ob es denn wirklich der decay war, oder nicht doch etwas anderes.
Für einen schnellen Test ist es durchaus "einfacher" mal eben die Treiber umzulöten, die man schon hat, anstatt einen Satz Treiber jeder anderen Machart zu bestellen, um diese zu testen, bevor man überhaupt weiß, ob das hilft.

Im zweiten Anlauf heißt es jetzt einen alternativen Treiber zu finden, bei dem ich nichts umlöten muss. Da nehme ich deinen Hinweis gerne auf und gucke mir die Treiber einmal an

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 19.08.15 04:08.

Ich glaub nicht dass das am Decay liegen kann. Der spielt ja nur eine Rolle bei jedem vollen Schritt. Dann wären die Linien ja viel kürzer beieinander. Bei 160steps/mm wären das dann ja eine Linie alle 0.2mm bei einer reinen X bzw. Y-Bewegung.

---

Triffid Hunter's Calibration Guide

--> X <-- Drill for new Monitor

Most important Gcode.

Reine X- und Y-Bewegungen sind ja auch "sauber"*, ohne großartig sichtbare Linien.

Die Abstufungen, die man oben in den Bildern sieht, passieren bei schrägen Wänden, bei denen eine Achse eben viel schneller läuft, als die andere.
Und je größer der Winkel, desto mehr Abstufungen gibt es.
Wenn ich den Testkörper zum Beispiel beim Slicen direkt um 45° gedreht habe, sodass die Winkel größer sind, fallen die Abstufung viel feiner aus.


Ich versuche mal einige Fotos zu machen (und hoffe, dass man dadrauf etwas erkennen kann).



* Edit: ich hab mir gerade nochmal ältere Testdrucke angeguckt, und auch bei geraden Wänden gibt es eine leichte Linienbildung. Messen ist schwierig, aber ich komme auf ungefähr 0,6mm Abstände. Da könnte also noch eine mechanische Resonanz oder so mit reinspielen.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 19.08.15 04:44.

So, hier mal ein weiterer Versuch mit Bildern:


(Die beschriebene Seite ist jeweils der Boden und alle Objekte sind gleich ausgerichtet, sodass der jeweils gleiche Winkel "oben" liegt.

Im Hintergrund seht ihr einen der alten Vergleichskörper aus dem ersten Bild, mit deutlich sicht- und fühlbaren Rillen.

1) Der vorhin erwähnte Probedruck, bei dem der Körper beim Slicen um 45° gedreht wurde
2) erster Versuch mit modifiziertem X-Stepper bei 32er Microstepping
3) modifizierte Stepper auf X, Y und Extruder bei 32er Microstepping
4) modifizierte Stepper bei 16er Microstepping
5) modifizierte Stepper bei 32er Microstepping und 45° Drehung

Die Rillen sind schon schwächer und stehen auf den Bildern sogar noch mehr hervor, als in Realität. Wenn man mit dem Fingernagel drüberstreicht sind sie auf jeden Fall deutlich schwächer.


Hier nochmal mit geraden Wänden. Wie im vorherigen Beitrag im Edit erwähnt, gibt's hier auch leichte Rillenbildung in X- und Y-Richtung mit ca. 0,6mm Abständen...
Es scheint wohl noch zusätzlich eine Art "zittern" zu geben :/

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 19.08.15 06:18.

Hi,

ich würde eher auf irgendetwas mechanisches tippen.
Wie wurstnase schon sagte wäre ein decay Fehler viel feiner. 160 steps per mm bei 3mm macht etwa 480 steps. ein decay Fehler würde bei jedem 2ten vollschritt (oder bei jdem Vollschritt bin mir da nicht sicher) auftreten also alle 64 schritte (32).

Läuft der riemen evtl mit der zahnseite über ein Kugellager? passt dein Riemen nicht ganz ins Pully? zu wenig spannung auf den Riemen -> Schwingungen? verkanten irgendwelche lager abwechselnd?
Wie stark vibriert dein drucker? vielleicht hast du irgendwelche inteferenzen...

könnte mir vorstellen das es mit den TMC oder RAPS treibern besser wird oder
vielleicht helfen ja stepper entkoppler, die gehen zwar theoretisch auf die Genauigkeit praktisch habe ich es noch nicht gemerkt. Seit dem habe ich fast keine vibrationen mehr und der Drucker ist viel leiser geworden.

Gruß
Kevin

Die 3mm Abstände beim Benchy sind aber nicht auf einer Achsenparallelen, sondern in einem leichten Winkel.
Und wie man an den "Würfeln" sieht, ergibts sich je nach Winkel ein anderer Abstand.

Die Riemen kommen nur mit Pulleys in Kontakt. Die Spannung sollte auch einigermaßen passen, wobei ich Schwingung und die abwechselnde Verkantung der Lager aktuell noch nicht komplett ausschließen kann, da ja auch parallele Wände Wellen aufweisen (wie ich gerade aber feststelle, sind diese Wellen auch bei meinem Prusa i3 erkennbar).


Was genau ist mit Stepper Entkopplern gemeint, wenn ich mal so doof fragen darf?

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 19.08.15 13:37.

Quote

Was genau ist mit Stepper Entkopplern gemeint, wenn ich mal so doof fragen darf?

Ich hab das für mich mit "Kork? Schwingungsdämpfer" übersetzt. Einfach eine Maßnahme, um die Stepper Vibrationen nicht auf den Drucker zu übertragen.

Habe ich in meinem Delta mit selbstgeschnippeltem Filz gelöst und hoffe , daß es auch gegen Temperatur-Übertragung zwischen Stepper und Delta-Ecke hilft.
-Olaf

Hi,
schau mal hier, ich hatte ähnlich Phänomene mit DRV8825...mit RAPPS verschwunden. Ich hätte mir die Lötarbeit sparen sollen...

Lg, Manu

---

Deltadrucker, Tantillus Reborn by Toolson/Protoprinter, meine kommerzielle Webseite

Du hattest aber die DRV8825 nicht mehr mit dem Mega verglichen um das auszuschließen

---

Triffid Hunter's Calibration Guide

--> X <-- Drill for new Monitor

Most important Gcode.

Stimmt, meine Lebenszeit ist mir da doch zu endlich

---

Deltadrucker, Tantillus Reborn by Toolson/Protoprinter, meine kommerzielle Webseite

Ja, da hast du recht. Aber mit nem Mega und den A4988 hattest ja schon keine Probleme die du mit dem Due hattest. Das war ja auch nur vollständigkeitshalber. Also sagt das ja auch noch nicht aus, dass man mit den DRV und nem Mega die gleichen Probleme hat

Ich würde auf einem Mega auch keine RAPS verbauen. Da passen viel besser die TMC wenn man am besten auch noch 1,7A-Motoren verbaut hat.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 20.08.15 09:43.

---

Triffid Hunter's Calibration Guide

--> X <-- Drill for new Monitor

Most important Gcode.

Quote
Wurstnase
Ich glaub nicht dass das am Decay liegen kann./quote]
ditto

Bevor man irgendwelche Lötaktionen startet, ist es immer eine gute Idee, zunächst eine andere Mikroschrittteilung auszuprobieren, insbesondere Voll- und Halbschritt, zur Ursachenforschung ist das zielführender.
Quadratische Grundflächen parallel zu X und Y sind auch nicht optimal, Dreieck ist besser.

Entkoppelt habe ich meine Stepper mit jeweils zwei O-Ringen + U-Scheiben.

Sind ja auch keine quadratischen Objekte mit parallelen Seiten.
Jede Seite des Objektes hat einen anderen (flachen) Winkel (ich habs jetzt mal angehangen).

Die Silentstepsticks sind noch nicht eingetroffen, obwohl sie heute morgen angeblich ins Zustellfahrzeug geladen wurden...
Deshalb hab ich mal die A4988er aus meinem i3 getestet (und dementsprechend von 1/32 auf 1/16 runtergesetzt).
Sieht mehr oder weniger genauso aus, wie mit den modifizierten DRVs. Also etwas geschmeidigere Übergänge zwischen den "Wellen", aber ganz weg sind sie noch nicht.

Da das decay-Problem ja gerade bei langsamen Motorbewegungen auftritt, habe ich heute auch mal die Druckgeschwindigkeit erhöht.
Das hat schon viel bessere Auswirkungen auf die Glättung, wobei das Filament da mit dem Abkühlen nicht so recht hinterherkommt (also sollte ich das Objekt mal größer drucken und meinen Ausdruckskühler mal fertigkriegen...).


Mit dem Löten habe ich weniger ein Problem als damit, die gesamte Mechanik auseinander zu schrauben um die Motoren zu entkoppeln.
Die Wellen sind mir auch zu regelmäßig, als dass ich glauben könnte, dass sie tatsächlich durch Motorschwingungen kommen.


Voll- und Halbschritte machen das Bild doch sicherlich eher noch schlechter als besser?


Aktuell sind die Stepper Driver auf ungefähr 1A eingestellt, ich werde auch da mal versuchen etwas dran zu schrauben.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 21.08.15 12:41.

Quote
justMaD
Voll- und Halbschritte machen das Bild doch sicherlich eher noch schlechter als besser?

Besser oder schlechter interessiert nicht, sondern eher das wie.
Bei Mikroschritten sinkt das Dreh- bzw Lastmoment rapide ab, schwergängige Mechanik kann sich dann austoben.
Voll- und Halbschritte machen Radau und verursachen ordlich Vibrationen, bringen aber die Power der Motoren zur Geltung.

Also mit Voll- und Halbschritten klingt das wie erwartet lauter und man sieht und hört die Ruckler besser.
Das Ergebnis sieht ebenfalls wie erwartet ziemlich vergleichbar aus.

Es werden also unabhängig von den eingestellten Mikroschritten die Vollschrittpositionen im Objekt stärker hervorgehoben, bzw. sind die Mikroschritte nicht gleichmäßig verteilt, wodurch sich das Muster eben abzeichnet.


Hier nochmal zum besseren Verständnis die Grundform des Objekts, worüber ich rede (von oben betrachtet).
Ich habe extra weit rausgezoomt, um das "Aliasing" der Kanten darzustellen, das sich auch im gedruckten Objekt so zeigt (das Modell an sich hat natürlich glatte Wände).

Nächste Feststellung: mit steigender Stromstärke wird es auch besser (schon ohne Mod, aber mit Decay-Mod noch besser).

Bisher haben wir die Motoren eher mit zu wenig Strom angesteuert (laut Umrechnung des Vref mit ~1A, wobei diese einen maximalen Spulenstrom von 2A angeben).
Werde da also auch nochmal mit "schwächeren" Steppern experimentieren und gucken ob die besser laufen, wenn man Sie näher an ihrem optimalen Wert betreibt.



Die SilentStepSticks sind übrigens gespenstisch leise. Ich muss immer wieder hinsehen um sicherzugehen, dass der Drucker überhaupt noch läuft
Der Druck lässt sich soweit auch sehen (sogar der beste soweit ich das schon erkennen kann; läuft grade noch), aber auch hier kann ich die Motoren ja nicht mit der idealen Stromstärke versorgen (max 1,2A Dauerlast mit den SSS).

Die 1,2A beim TMC2100 sind nur der Effektivwert. Der Maximalstrom liegt bei 1,7A (bzw. 2.5A kurzzeitig).

---

Grüße
Marco

Thingiverse