09.11.2021 в 00:02   3dmodeller

Датчик BLTouch. Автоматическое выравнивание стола 3D принтера

Автоматическое выравнивание стола 3D принтера — довольно распространенная функция в FDM принтерах. Большинство машин с автоматического выравнивания используют бесконтактный индуктивный датчик, который прост в установке, эксплуатации и настройке. Эти приборы хорошо работают с металлическими столами и стоит отметить, что платформы из других распространенных материалов, таких как стекло, пластик или дерево, практически невидимы для индуктивных датчиков.

Если вы используете неметаллической стол 3D принтера и вам также нужно автоматическое выравнивание, датчики BLTouch — отличный вариант. Исходные измерения BLTouch имеют одно из самых низких стандартных отклонений  среди всех типов датчиков с автоматическим выравниванием.

Оригинальные BLTouch производятся непосредственно компанией ANTCLABS в Южной Корее, аналогия из китая могут иметь сравнимое качество.

Сайт компании Antclabs

Что это такое BLTouch?

Оригинальный датчик BLTouch

Согласно описанию на сайте Antclabs, «BLTouch — это датчик с автоматическим выравниванием для 3D-принтеров, который может точно измерять наклон (sic) поверхности стола 3D принтера». Этот датчик работает на любом типе поверхности, будь то металл, стекло, дерево или что-то  еще.

Сам датчик довольно сложен. Он состоит из микроконтроллера, соленоидного переключателя и штыревого зонда, который соприкасается с поверхностью стола. В оригинальном BLTouch для обеспечения высокой точности используется датчик эффекта Холла и в сочетании с физической кнопкой позволяет использовать его со многими типами столов 3D принтеров.

В некотором смысле этот датчик эквивалентен микровыключателю, установленному на сервоприводе, управляемом серводвигателем. Когда головка инструмента опускается, чтобы «вернуть» сопло в ось Z, стол толкает кнопку немного вверх, срабатывает датчик Холла, после чего кнопка втягивается, а головка инструмента поднимается.

BLTouch — один из самых точных и надежных датчиков, поэтому неудивительно, что некоторые известные производители, используют это устройство на своих машинах.

Теперь, когда мы точно знаем, с чем имеем дело, давайте сравним BLTouch с другими типами датчиков автоматического выравнивания.

Различные типы датчиков автоматического выравнивания

Индуктивный зонд, установленный на машине FDM (Источник: zkazka123 через YouTube https://www.youtube.com/watch?v=UtGB8Ru74Jk)

Индуктивный датчик

Ключевое различие между индуктивным датчиком и BLTouch заключается в том, что датчик BLTouch физически касается стола 3D принтера в процессе выравнивания. Индуктивный датчик использует токи, индуцированные магнитными полями, для обнаружения металлических предметов поблизости, устраняя необходимость физического прикосновения к выравниваемой поверхности.

Но в этом и заключается проблема: индуктивные датчики работают только на металлических пластинах, поскольку срабатывают только при контакте с металлом. Это может быть проблемой, если стекло является вашим предпочтительным материалом.

Микровыключатель

Не будем сбрасывать со счетов старомодный физический микровыключатель. По сравнению с BLTouch он менее точен и возможно, менее надежен в долгосрочной перспективе, поскольку измерение зависит от физических компонентов, которые могут со временем изнашиваться (по крайней мере, для физических переключателей, имеющихся на большинстве машин FDM).

Однако эти физические переключатели дают возможность другим более модным датчикам оправдать свои деньги, когда дело касается стоимости и простоты настройки. Поскольку физические переключатели являются самой простой и самой ранней формой датчиков, их легко приобрести и настроить.

Pinda 

Датчик Pinda, разработанный Prusa Research, представляет собой индукционный зонд с добавлением термистора для учета изменений температуры. Pinda специально разработан для линейки 3D-принтеров Prusa, которые имеют специальные точки калибровки на столе.

Считается, что он очень точен для и хотя мы не смогли найти никаких цифр, имеются положительные отзывы. Подходит только для металлических столов.

Ezabl Pro

Ezabl Pro — это емкостный датчик, изготавливаемый на заказ. Он поставляется с соединительной платой, в которой используется оптический изолятор, чтобы предотвратить повреждение материнской платы высоким напряжением в случае ошибок подключения.

Что касается точности, он может измерять в пределах одной тысячной миллиметра. Ezabl Pro также имеет полезные функции, такие как двойное экранирование, которое предотвращает любые помехи.

Основным недостатком Ezabl Pro будет стоимость, которая составляет около 65 долларов. С другой стороны, он будет работать в том числе и на стеклянных поверхностях.

Пьезоэлектрический датчик

Пьезоэлектрический датчик использует пьезоэлектрический эффект для улавливания изменений силы, давления или деформации и преобразования этих изменений в электрический заряд. Компания Precision Piezo из Великобритании — одна из немногих компаний, производящих пьезоэлектрические датчики для 3D-принтеров. Они имеют точность, близкую к 7 микронам, что довольно хорошая точность для 3D-принтера.

Преимущество пьезоэлектрического датчика заключается в том, что в качестве чувствительного элемента можно использовать сопло, не требующее установки дополнительных компонентов. Кроме того, пьезоэлектрический датчик можно разместить на печатающей головке или под платформой для измерения давления. Что касается цены, она в значительной степени эквивалентна BLTouch.

Общие настройки BLTouch

Добавление G29 для запуска G-кода

Прежде чем вы начнете модифицировать вашу машину для BLTouch, вам необходимо спланировать следующее:

Монтаж датчика BLTouch

BLTouch необходимо установить как можно ближе к печатающей печатающей головке, при этом их оси по всех плоскостях должны быть параллельны. Вы можете найти множество дизайнов, доступных для загрузки напрямую или если вы настроены разработать их самостоятельно, обязательно прочтите документацию BLTouch.

Некоторые пользователи сталкиваются с проблемой, когда сопло врезается в поверхность стола 3D принтера с одной стороны и идеально печатает с другой. Причина этого в том, что BLTouch установлен под углом по отношению к соплу. Поэтому при проектировании и установке оборудования убедитесь, что BLTouch установлен идеально и совмещен с соплом.

После установки датчика обязательно отметьте расстояние между датчиком BLTouch и центром сопла как по оси X, так и по оси Y.

Настройка прошивки 3D принтера Marlin для BLTouch

Чтобы запустить BLTouch, потребуется несколько изменений прошивки принтера.

Мы использовали последнюю версию прошивки Marlin 1.1.9, которая была обновлена в марте 2020 года. Войдите в файл marlin.ino и перейдите на вкладку configuration.h

Первый шаг — активировать датчик BLTouch, определив его. Удалите две косые черты, чтобы раскомментировать оператор define:

#define BLTOUCH 

Следующим шагом является установка смещения BLTouch с использованием расстояний X и Y, которые вы должны были измерить при установке датчика. Z смещение может быть немного сложнее, так как зонд BLTouch проходит под соплом при активации, так что вам необходимо найти расстояние между датчиком и наконечником сопла, когда зонд полностью вытянут.

Кроме того, поскольку зонд опускается ниже сопла, смещение должно быть отрицательным. Мы рекомендуем установить его примерно на -2,5 для безопасности, а затем оттуда отрегулировать. Вам нужно изменить значения следующих строк, чтобы они соответствовали вашим числам:

#define X_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER 30 // X offset: -left +right [of the nozzle]

#define Y_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER 20 // Y offset: -front +behind

#define Z_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER -2.5  // Z offset: -below +above 

Как только вы закончите со смещением, вам нужно будет выбрать тип выравнивания стола 3D принтера, который подойдет для вас. Существует около пяти различных типов методов выравнивания, из которых вы можете выбрать, но мы будем использовать билинейный метод, поскольку с ним легко начать работу.

Чтобы выбрать вариант, раскомментируйте его, убрав косую черту. Обратите внимание, что без комментариев можно оставить только один вариант. Ваш код должен выглядеть примерно так:

//#define AUTO_BED_LEVELING_3POINT

//#define AUTO_BED_LEVELING_LINEAR

#define AUTO_BED_LEVELING_BILINEAR

//#define AUTO_BED_LEVELING_UBL

//#define MESH_BED_LEVELING

Вы также можете установить количество точек сетки, которые вы хотите исследовать. По умолчанию установлено 9 точек, что составляет сетку 3 на 3 по осям X и Y. Количество точек может быть увеличено для получения более точных результатов, но имейте в виду, что время зондирования также будет увеличиваться по мере добавления большего количества точек.

#if ENABLED (AUTO_BED_LEVELING_LINEAR) || ENABLED (AUTO_BED_LEVELING_BILINEAR)

// Set the number of grid points per dimension.

#define GRID_MAX_POINTS_X 3

#define GRID_MAX_POINTS_Y GRID_MAX_POINTS_X

Настройка слайсера

Обязательно добавьте команду G29 в свой стартовый G-код сразу после команды G28, как показано выше.

Подделки и проблемы с BLTouch

Подделки BLTouch

Cоздатели оригинального BlTouch в Antclabs упомянули, что оригинальные датчики поставляются с QR-кодом, встроенным в печатную плату на задней стороне. Также известно, что другие китайские производители, называемые TL Touch и 3D Touch, производят продукцию более низкого качества, что приводит к ухудшению качества обслуживания клиентов. При покупке оригинального BLTouch в Интернете обязательно приобретайте у одного из авторизованных реселлеров, как опубликовано на сайте Antclabs.

Общие проблемы с BLTouch

Хотя BLTouch является чрезвычайно точным датчиком автоматического выравнивания, у него есть несколько недостатков.

При использовании BLTouch важно, чтобы на поверхности стола не было мусора, любое повреждение или мусор на поверхности приведет к неточным показаниям.

Также сообщается, что BLTouch страдает от шумов от тока в проводах нагревателя экструдера. Это вмешательство приводит к неправильному функционированию BLTouch. В прошивке Marlin есть специальная строка кода, которая поможет вам выключить нагреватели, пока датчик выравнивает стол 3D принтера. Чтобы активировать его, найдите и раскомментируйте следующую строку.

#define PROBING_HEATERS_OFF

Проблемы с BLTouch 3.0

В последней версии BLTouch V3 были проблемы с принтерами Creality, где он работал не так, как задумано. Разработчики прошивки Marlin тесно сотрудничали с Antclabs и определили, что в прошивку необходимо внести определенные изменения.

Teaching Tech на youtube выпустила отличное обучающее видео по устранению этой проблемы. После внесения изменений многие пользователи, наконец, решили проблему.

Комментарии: