Автоматическое выравнивание стола (ABL) с датчиком (BLTouch, индуктивный, емкостный), как это работает?

Проблемы/вопросы, поднятые по поводу автоматического выравнивания стола с использованием, например, датчика BLTouch в этом стеке, требуют более подробного описания функций автоматического выравнивания в целом, цель этих ответов-описать, как это работает.

Определение "выравнивания стола"

Давайте начнем с того, что такие системы датчиков сами по себе никогда не выровняют ваш стол, это неправильное представление, которое легко понять из используемых терминов (таких как Автоматическое выравнивание стола, ABL). Использование таких датчиков физически не изменит "уровень" вашего стола.¹⁾ Кроме того, процесс выравнивания рабочей поверхности/нагреваемого стола обычно известен как трамбовка.

Трамбовка-это процесс настройки поверхности сборки таким образом, чтобы она была параллельна осям X и Y 3D-принтера.

Но, когда вам нужна такая функциональность? Что делать, если поверхность стола не полностью плоская/квадратная? Протаранивание такой поверхности затруднено, и эта поверхность не будет перпендикулярна плоскости X-Y сопла... Причина, по которой стол не идеально ровный, может быть вызвана производственным процессом, обработкой (во время транспортировки, падением инструментов на поверхность и т.д.), Способом установки стола и температурными напряжениями при неравномерном нагреве.

Основы

Многие принтеры используют конечные точки для определения происхождения принтера, они не являются необходимыми для принтера, но очень полезны для оператора. Конечные точки позволяют установить ссылку с известной позиции на источник принтера. На самом деле сложные датчики выравнивания представляют собой не что иное, как простой Z-концевой упор, за исключением того, что датчик установлен на печатающей головке и позволяет сканировать стол в большем количестве положений, чем концевой выключатель, установленный на оси Z рамы.

Чтобы иметь возможность печатать последовательно, вы должны обеспечить стол, который правильно прорезинен (для улучшения адгезии/предотвращения прилипания предметов к монтажной пластине). Но если по какой-либо причине поверхность содержит дефекты, обычной обработки поверхности сборки с использованием только Z-образного упора и выравнивающих винтов может оказаться недостаточно.

Что делает это так называемое "выравнивание"?

Использование функций ABL из встроенного ПО позволит использовать датчик для сканирования поверхности рабочей поверхности/нагреваемого стола для создания цифрового представления топологии поверхности. Эта сканируемая поверхность включает в себя несовершенства поверхности (это зависит от возможности обработки точек измерения в процессе сканирования, чем больше точек зондирования, тем лучше может быть отображена геометрия). Например, просто сканирование 3 точек приведет только к наклонной плоскости (например, Ultimaker), но при сканировании нескольких точек в процессе в стиле сетки поверхность может быть отображена на сложную поверхность, описывающую форму. Таким образом, если поверхность не является полностью плоской/квадратной, отсканированная поверхность предоставляет цифровую копию формы пластины сборки.

Как наносится сканируемая поверхность?

Обратите внимание, что это сканирование поверхности, как правило, выполняется на расстоянии от фактического сопла (за исключением систем датчиков давления, в которых сопло используется в качестве зонда), на изображениях ниже это показано для датчика BLTouch и индуктивного/емкостного датчика. Для индуктивного датчика это расстояние обнаружения металла (за вычетом расстояния до сопла), для BLTouch это основано на точке срабатывания выдвижного зонда, см. Этот ответ (на рисунке ниже приведена терминология). Оператору принтера необходимо определить, на каком расстоянии был отсканирован этот стол. Это обычно известно как определение Z-смещения. Смещение Z можно установить с помощью терминала или с помощью дисплея. Настройка этого Z-смещения подробно описана в разделе "Задание Z-смещения в прошивке Marlin".

Как только форма стола будет записана (команда G29с кодом G) и сохранена, а правильное расстояние (смещение по оси Z) задано с помощью M851 Zx.xx (или через дисплей), использование формы необходимо активировать в начальном разделе G-кода файла G-кода печати.

Теперь насадка будет соответствовать форме стола, чтобы улучшить сцепление стола, по умолчанию эта компенсация настроена на размазывание в 10 мм, но может быть отключена или изменена на любое другое значение с помощью M420 Zxx. Сопло будет выводиться в плоскости X-Y без компенсации после расстояния компенсации. Если вы не будете правильно топтать стол, нижняя часть этого объекта печати, таким образом, не будет квадратной по высоте! См. Вопрос "Приводит ли автоматическое выравнивание к срезанным отпечаткам?".

¹⁾ Обратите внимание, что фактическое выравнивание стола возможно в некоторых вариантах встроенного ПО, но это возможно только в том случае, если для перемещения стола/насадки используются более индивидуальные регулируемые Z-ступицы!