2021-11-14 21:02:40 [显示全部楼层]
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[教程] 跟着思兼学习3D打印 Klipper 固件(02)打印平台中心校准与调

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前言

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2021年11月14日 思兼 sjqlwy#gmail.com

这次讲的是基础知识,是后续各种涉及坐标精确操作的前提,但是有很多朋友没有注意过这个问题。

举个例子,如果你的打印平台尺寸是 240 * 240mm,那么其 理论上 的中心绝对坐标为(120,120),物理上 的中心就是对角线连线的交点。但由于装配、限位位置等因素,喷嘴移动到(120,120)时,并不一定落在物理中心上方。虽然大多数情况下偏移不会太大,但是如果偏移过大,仍然会带来一些问题,一是使实际打印尺寸变小,二是坐标操作不准(比如使用调平螺丝时,尽量要求喷嘴在螺丝正上方附近坐标)。那么如何进行平台中心校准呢?

1、平台中心校准步骤

Step1. 标记物理中心

使用一小块美纹纸或者其他胶带贴在平台中间区域,使用直尺等画出两条对角线,其交点在纸片上标记出来,此为物理中心。

Step2. 移动到理论中心

以  240 * 240mm 的打印平台为例,在控制台输入 G1 X120 Y120 F1500 或者使用鼠标点选对应轴移动到此位置。此时在纸片上再标记出来,此为理论(坐标)中心。

Step3. 测量并应用中心偏移

如下图所示,即可以测量出偏移值。大多数情况都是喷嘴归零后离平台有一定距离,而不是留在平台上,此时 a/b 都为负值。假设 a = 7mm,b = 32mm。我们修改 klipper 的配置文件 printer.cfg

image-20211114204552732

如图所示,分别修改 [stepper_x][stepper_y] 区域内红色区域的内容。保存并重启 FIRMWARE,再次执行 G1 X120 Y120 F1500 验证一下。

image-20211114204639883

Option 2: 在切片软件里修改

例如在 Cura 的机器设置里,可以修改偏移值,但是这种方法只在使用此软件切片时生效,所以不如在 Klipper 打印机配置里修改更通用。

2、实际应用举例:手动调平

常见的调平手段有 3 点和 4 点调平,其理论是有区别的。另外前者一般搭配自动调平使用,后者就是我们常见的手拧调平螺丝调平啦。很多朋友会有一个疑问,手动调平的 4 个调平点到底怎么设置,其实最理想的位置就是 4 颗螺丝的正上方,此时该点的高度几乎仅由一颗螺丝决定,可以大大减少别的螺丝改动对此调平点的影响。

2.1 开启手拧螺丝调平功能

如图所示,在配置文件中添加 [bed_screws] 字段,下方  screw[1-4] 分别代表四颗螺丝的坐标,一般我们选择从平台左前方开始逆时针依次调平。那么如何获取它们的坐标呢,我们只需使用控制界面,分别调整喷嘴的位置,使其正好在对应螺丝的上方,记录下此时的坐标即可,如果螺丝的位置比较靠边或者在平台外,那么就选择靠近它的合适位置。

image-20211114205000136

screw1_fine_adjust: 则是基于类似不等臂跷跷板原理,放大拧动螺丝的影响,进一步微调,具体可以参考 官方文档 ,不开启也基本够用了,这种微调适合四颗螺丝在中间区域的,如果是位于四个角落的那种,则意义不大。具体对应坐标的计算,因为我初高中数学知识都快忘完了,只能想到用建模软件比如 Fusion360,手动测量。

[bed_screws]
screw1: 20,70
screw2: 220,70
screw3: 220,170
screw4: 20,170
# screw1_fine_adjust: 0,0
# screw2_fine_adjust: 300,300
# screw3_fine_adjust: 0,100
# screw3_fine_adjust:

注意

  • 一次调平之后,一般可以使用很长时间,不需要频繁调平,如果每次着床情况变化较大,请检查你的调平弹簧松紧度是否适宜,螺丝是否偏移,或者开启下面说的辅助定位。私以为黄色加硬弹簧要比硅胶柱调节范围大,更喜欢用。
  • 如果使用 A4 纸调平好 4 个点松紧度基本一致之后,打印过程中发现喷嘴离平台略高或略低,请不要再次分别手拧螺丝调整,可以使用 Z 偏移(Z-Offset),效果更好更方便。当然,如果是某一个角落区域调平效果不好,还是可以在打印裙边过程中直接缓慢手拧对应螺丝为好。

3、进阶预告:借助步进电机提高机械限位重复定位精度

我们看到截图中还开启了 [endstop_phase] 功能,它借助 TMC 步进电机驱动的高级特性,使我们可以提高机械限位的 <u>重复</u> 定位精度。我们知道,3D 打印的首层是至关重要的,而首层效果又和重复定位精度有关。

这部分理论会比较多,索性和步进电机丢步检测一起汇总讨论。顺便讲一下机械限位/光电限位/霍尔限位等的优缺点与选择,敬请期待。

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