3D プリンターの PID 調整。便利な校正ガイド!

高品質の 3D プリントを取得するには、機能の優れた 3D プリンターを使用する必要があります。また、互換性のあるプリンターソフトウェアバージョンが必要です。

それでも、3D プリントのニーズに適している必要があるため、フィラメントの選択によって違いが生まれます。

PID キャリブレーション

重要なのは、印刷を開始する前の次のステップは、3D プリンターの PID 値を正しく取得することです。

PID キャリブレーションまたは PID チューニングの主な目的は、設定値の変更に対する PID コントローラーの反応を調整し、制御誤差の変動を最小限に抑えることです。

言い換えると、PID 設定は、PID コントローラーが設定点または目的の値の測定プロセス値を保持するのに役立ちます。

ノズル温度とプリントベッド温度の変動を制御すれば、印刷品質が向上することは間違いありません。

3D プリンターの PID チューニング。正確には何ですか?

マーリンのファームウェアのような 3D 印刷技術の進歩は、3D プリンターの熱制御で際立っています。ヒーターのオンとオフを切り替えて、ホットエンドとプリントベッドの温度を制御する必要がなくなります。

代わりに、可変出力調整アプローチを使用して、より革新的で正確な出力制御を行います。

PID は、比例、積分、微分を指します。したがって、3D プリンターの PID チューニングは、プリンターが加熱ベッドと押出機またはホットエンドの印刷温度調整にどのように対処するかを制御します。

PID チューニングを正常に実行すると、これらのパラメーターにより、3D プリンターのホットエンドと加熱ベッドがより一貫した安定した温度を享受できるようになります。

最適で安定した温度により、発熱体は最高の状態で動作します。したがって、印刷品質が向上します。

PID チューンとは?

3D プリンターは、コンポーネントを加熱することで機能します。プリンターのホットエンドと加熱されたベッドは、2 つの最も有名なプリンターの発熱体です。

プリンタノズルと加熱されたベッドによって生成される熱は、不安定で一貫性がなくなるたびに、新しい PID 値を必要とします。

そのため、発熱体の温度を安定させるために PID 技術を使用することが求められます。

では、P、I、D は何を意味するのでしょうか?

割合 (P) 要求された温度に対する実際の温度の比率を表します。

インテグラル (I) は、加熱プロセスの実際の温度と予想される温度を比較したときに記録されるエラー値を表します。

最後に、デリバティブ (D) 実際の温度が要求された温度より上または下に上昇する速度を示します。

PID 加熱の仕組み

ファームウェアのマシンコントロールパネルは、P、I、および D 値を受け入れます。つまり、3 つの値を操作して PID 自動調整を開始できます .

アルゴリズムは、プリンターが発熱体を加熱する方法を計算します。

3D プリント用に PID を調整するにはどうすればよいですか?

お使いの 3D プリンターで、ホットエンドと加熱ベッドの印刷温度にさまざまな変化が生じると、印刷物にアーティファクト、線、およびその他の同様の問題が発生します。

発熱体の温度変化を防ぐ最善の方法は、PID 自動調整を行うことです。

それでも、ほとんどのプリンタには、「PID 自動調整完了」機能を含む Marlin などのソフトウェアがあります。これは、PID チューニングの完了を示したり、通知したりするタブです。

プリンターを手動で調整する場合は、ホットエンド温度の PID 調整に役立つソフトウェアコマンドに従ってください。

ファームウェアは、マシンが自動化されたプリンターから受け取ったのと同じ結果を達成できるようにする G コードコマンドを送信します。

元の Prusa プリンターを使用している場合は、ヘルプメニューに移動して、所有しているバージョンを確認する必要があります。プリンターソフトウェアを頻繁に更新することをお勧めします。

プリンターのキャリブレーションを開始する前に、ホットエンドをプリントベッドからわずか 10 cm 離してください。次に、メインメニューに移動します。

次に、移動して PID キャリブレーションタブを選択します。印刷でより頻繁に使用するホットエンド温度値を選択してください。

その後、プリンターは PID キャリブレーションを自動的に実行します。プロセスの最後に、ノズルの温度は通常 5 サイクルで数回上下します。

5 サイクルのホットエンド温度変化の後、温度が安定し、この時点で 3D プリントを開始できます。

3D プリンターベッドの PID 調整方法

3D プリンターベッドのキャリブレーションまたは PID 調整を行うには、ソフトウェアを使用して G コードコマンドをプリンターファームウェアに送信します。 OctoPrint と Pronterface は、G コードをプリンターに送信できるソフトウェアです。

まず、ソフトウェアの G コードターミナルで M303 コマンドを実行します。これにより、プリンターのファームウェアにアクセスできます。

次に、校正値を取得して入力し、PID 設定を保存します。 PID 自動調整と設定の保存により、PID 自動調整を繰り返す必要がなくなります。

コマンドを実行すると、端末は PID 自動調整開始アラートを出します。この記号は、完了するまで数分間実行されるプロセスの開始を示します。

PID 値

M303 は、PID 自動調整キャリブレーションをトリガーする主要なコマンドを表します
S60 は必要なヒートベッド温度を表します
C10 は、発熱体の温度が最終的に安定するまでに変動するサイクル数を示します。
U1 は、既存のヒートベッド温度を新しい値に自動的に置き換えることを表します。
自動調整プロセスの最後に、新しい値を保存します。プリンターのファームウェアは、後で使用するために PID 設定を保持します。

PID 自動調整をどのように使用しますか?

開始/停止信号を使用して自動調整プロセスを開始する必要があります。プロセスを一定期間実行して、周波数応答実験を完了します。

続いて、調整された値をブロックから PID コントローラーに転送します。

自動調整プロセスを開始するための段階的なプロセス

PV から発生するノイズの量に応じてヒステリシスを入力します。 1.0% から開始できます。
プリンターのモードを自動調整に設定
SP の調整は、PV よりわずかに高いか低い PID 調整値につながるはずです
次に、PI または PID のいずれかの制御方法を選択します
[チューニングを開始] タブを選択します

PID 自動調整にかかる時間は?

遅延時間が 4 分であると仮定すると、PID チューナーは調整に 20 分かかります。また、他の調整方法では遅延時間が数分を超えるため、PID チューナーは PID 自動調整に長時間、場合によっては数時間もかかります。

ただし、Marlin の自動調整には、6 サイクル使用しても約 5 分かかります。液晶画面を確認してください。温度が設定値を超えて上昇し、その後徐々に低下していることを示しています。

数回変動します。最終的に、式の P、I、および D の数値の正確な定数を利用できます。これらの定数は通常、KP、KI、および KD 定数として示されます。

Marlin の PID チューンインはどのように行いますか?

PID を調整するには、マーリン、まずお使いのプリンターのマーリンのバージョンを確認してください。 Marlin 1.X や 2X1 などの Marlin バージョンがあります。これにより、特定のバージョンに適した、または互換性のあるコマンドを使用できるようになります。

Gコード端末をプリンターのファームウェア端末に接続します。ファームウェア会社から正しい PID コマンドを入手してください。

E1 など、PID する予定のヘッダーを選択します。加熱サイクルの数を選択して、それに従ってください。加熱サイクルとは、プリンターが加熱エレメントを目標値まで加熱したり、目標値から下げたりする回数を指します。

PID チューニングマーリンホットエンド

Gコード端末を使用して送信する前に、ヒーター番号にM303 E、サイクル数にCを入力してください
次に、端末が設定されたサイクル数を完了するのを待ちます
M301 コマンドを入力し、定数値を表す P(KP 値)、I(KI 値)、D(KD 値) を入力して、コマンドを送信します。
最後に、M500 コマンドを送信して、ファームウェアのメインボードに新しい値を保存して保持します。

PID チューニング Marlin 加熱ベッド

G コード端末をファームウェア端末に接続します
Marlin のバージョンを特定する
Marlin 1.x の場合は E-1 を、Marlin 2.X の場合は EBED を入力してください
サイクル数を決定します。選択するサイクルが多いほど、精度が向上し、PID 調整時間が長くなります
PID 自動調整コマンドを表す M303 E、S、および C を入力します
端末のサイクルが終了したら、プリンターが生成した P、I、および D 値を入力します。値は定数 KP、KI、および KD になります
M304 コマンドを入力し、生成された定数値を入力します
最後に、M500 コマンドを送信して新しい設定を保存し、プリンタのメインボードに保存します

エンダー 3 PID 設定

Pronterface ソフトウェアを使用して Ender 3 を自動調整できます。パソコン（PC）からプリンターを制御するためのソフトウェアです。ファームウェアをフラッシュするために必要なのは、PC と USB ケーブルだけです。

Ender 3 を PID 調整するには、ソフトウェアを開きます。メインメニューには、ポートとボーレートを選択するエリアが表示されます。

特に、特に明記しない限り、Ender 3 のボーレートは 115200 です。プリンターのオプションを選択して接続してください。

ターミナルウィンドウを使用して、M303 E0、S225、および C10 を送信し、PID チューニングを開始します。チューニングが完了するまでに 10 サイクルかかります。

PID チューニングが完了すると、「PID Autotune Finished」というアラートが表示されます。次に、使用する生成された PID 値を選択します。

M301 コマンドを使用して新しい値を入力し、続いて M500 コマンドを使用して新しい PID 設定を保存します。

Octoprint PID チューニング

Octoprint PID 調整プロセスは、他のソフトウェア PID 調整と似ていますが、若干の違いがあります。 G コードをプリンターファームウェアターミナルに接続した後、Octoprint を開きます。
端末タブに移動します。
抑制メッセージのチェックボックスをオンにします。
M303、E0、E230、C10 を入力して自動調整を開始
バッファは抑制されたメッセージを押し出します
プロセスが完了したら、新しい値をプリンターに入力します
M500 コマンドを使用して新しい PID 設定を保存および保存