Z Height Probing или как я стол искал на ощупь

Доброго времени суток.

В мир 3D печати и RepRap я окунулся в мае 2016 с помощью китайского клона Prusa I3 от TronxyПосле этого понеслась нескончаемая борьба за доведение этого кривого, косого чудовища до состояния приемлемой и, главное, повторяемой печати, весомым фактором которой был идеальный первый слой.

Как видно из фото, изначально на принтере стоял непонятный датчик (синего цвета, рядом с кулером) который выступал в роли концевика оси Z. По его показателям и уставновленным константам в конфиге марлина и высчитывалась высота от стола до сопла.

Работало это все так себе. Очень часто сопло уходило слишком глубоко и рвало собой малярный скотч.

На первое время хватило, чтобы разобраться что такое 3D печать и как ее можно улучшить и пошел я дальше искать решение.

Сначала выкрутил этот датчик из печатающей головы и вклеил его на корпусСтало лучше, но сам датчик все равно был слишком ненадежным.

После этого датчик был заменен на обычный концевик и с ним я прожил довольно долгое время.

Хотя и приходилось его постоянно 'калибровать', т.к. крепился он на валу оси Z, ибо другого места не было и от 3D моделировании я тогда был очень далек чтобы самому нарисовать крепление.

Ну и получался вот такой кошмарНа первом слое сопло либо было слишком близко к столу, что приводило к результату на фото, либо слишком далеко, из-за чего первый слой не прилипал вообще.

После этого решил вернуться к датчикам. Начал с LJC18A3-H-Z/BX попутно используя печатную поверхность от BuildTakНа фото он на заднем плане, с оранжевой головой.

Работал датчик неплохо, более менее стабильно, но временами бывали погрешности, т.к. датчик питался напрямую от 5В, хотя расчитан на 6-36В, из-за чего приходилось иногда печатать на рафте.

С этим датчиком мой принтер прожил дольше всего. Но стремление к совершенству не угасало.

Начитавшись в интернете какие есть пути обхода, нашел BLTouch.

Решив не связываться с китайскими подделками заказал его напрямую из Кореи.

Но каково же было мое разочарование когда после установки чудо девайса он давал результат хуже чем предыдущий LJC18A3-H-Z/BXПообщавшись с техподдержкой Antclabs решения не было найдено как и признания что датчик дефектный.

Огорчившись всей этой историей, остался мой франкенпринтер пылиться, ибо после такого желания к нему прикосаться больше не было.

Но прошло некоторое время и вдохновившись роликами про 3D печать в интернете решил все таки вернуться к несчасному и что-то сделать.

Чем черт не шутит, если не хотят Antclabs идти на встречу, придется мне самому еще один датчик заказывать.

За одно решил, в качестве альтернативы, еще и пощупать инфракрасные датчики. Остановился на австралийском Aus3D и заказал еще и его.

После получения обоих датчиком начал испытания. Сначала один тестировал, потом второй.

Результат, честно говоря не впечатлил. Хотя новый BLTouch работал заметно лучше старого (что подтверждает дефектность первого) погрешность все равно была неудовлетворительной.

Инфракрасный датчик тоже показывал себя не с лучше стороны, стандартное отклонение в 0.03 в конфиге smoothieware выходило за пределы, о чем плата и ругалась каждый раз. Но об этом датчике попозже.

Начало у меня закрадываться подозрение что тут еще и механика виновата. Что ось Z не всегда перемещается на указанное расстояние.

А причиной этому послужила одна из самых ранних модификаций принтера - anti Z wobble. Она была призвана решить проблему с качением оси Z из-за дефектов в винтах, муфтах и двигателях путем рассоединения двигающего винта с осью X. Т.е ось Z подталкивала ось X только вверх, а вниз она только с помощью гравитации падалаНа фото эти модификации помечены красными стрелочками.

В итоге, убрав эти подпорки, и вернув жесткую сцепку оси X и Z повысилась повторяемость движения опускания и поднимания оси Z.

Касаемо же инфракрасного датчика, проблему в нем тоже нашел в интернете.

Оказывается что на черном BuildTak он себя показывает очень хреново, а на сером/белом нормально.

Решив проверить эту теорию положил обычный белый лист А4 на платформу и прогнал тесты.

Я не мог поверить своим глазам, насколько точно он начал показывать расстояние.

Сравнительный обзор нового BLTouch и инфракрасного датчика склепал в видеоКак показали эти тесты, на белой поверхности инфракрасный датчик выдает просто феноменальные результаты, но на черном оригинальном покрытии он абсолютно бесполезен.

BLTouch держится молодцом независимо от покрытия, но иногда у него выскакивают непонятные показания.

По тестам из видео результаты по отклонению получились следующие:

BLTouch: 0.00897

IR на белой бумаге: 0.00234

IR на черном BuildTak: 0.03156

Подводя итог, я все еще не доволен результатами, т.к. Antclabs заявляют что у BLTouch отклонение должно быть в районе 0.005, но это прогресс. Стремление к идеальному первому слою без вмешательства пользователя продолжается.