Entfall der Z Einstellschraube am RF1000

Vorwort zur Problematik

Beim RF1000/RF2000 soll die Z-Schraube so eingestellt werden, dass der Düsen-Bett-Abstand am Schaltpunkt des Z-Schalters ca. 0.3mm beträgt. Das Finden dieses Abstandes wird durch Drehen an der Z-Schraube und dadurch Verstellen der Kopfhöhe dieser Schraube erreicht. Der Knackpunkt ist, dass man den Schaltpunkt sehr genau einstellen muss. Der Schalter im Drucker darf nach dem Schaltpunkt nicht sehr viel weiter eingedrückt werden, da man sonst den Schalter mechanisch quetschen würde.

Trotz des nachfolgend erklärten Hardware-/Software-Mods werden der Z-Min-Endschalter sowie die Z-Schraube weiterhin benötigt. Bei einer optimalen eingerichteten Lichtschranke am RF1000, ist diese Einstellung bei abgestimmter Länge der Lichtschrankenfahne (=Z-Schraube) im Normalfall nur noch einmalig notwendig.

Lösung des Problems

In dieser Firmware wurden diverse interne Z-Schalter-Überfahr-Limits (Z-Kompensation, Z-Override, ...) zu einer Einstellung vereinheitlicht.

Wenn man also die Schalter-Hardware so umbaut, dass man den Z-Min-Schalter weiter überfahren kann, als die originalen ca. 0.8mm (RF1000) oder ca. 1.3mm (RF2000), kann man den neuen maximalen Überfahrwert in die Firmware eintragen. Anschließend kann man auf die präzise Einstellung der Z-Schraube verzichtet werden. Es reicht dann eine sehr sehr grobe Z-Einstellung per Schraube.

Hardware-Änderungen

Dieser Hardware-Software-Mod setzt voraus, dass der Drucker einen Endschalter bekommt, der weiter überfahrbar ist. Anstatt des originalen RF1000 Z-Endschalters kann z.B. auf einen überfahrbaren Lichtschrankenbetrieb umgebaut werden. Der Umbau wird im folgenden Beitrag beschrieben. Z-Achse mit optischem Endschalter schalten

Ziel ist, den Überfahrweg der Schalterlösung zu maximieren. Mehr als 32767 Steps = 12,7mm (bei 32Microsteps) bringt aber keine weiteren Vorteile, damit kann die Z-Kompensation nicht umgehen. (Stellt man die Auflösung für Z auf 16 Microsteps ein, verdoppelt sich diese Grenze.)

Der RF2000 hat bereits eine Lichtschranke, dieser Z-Schaltpunkt ist aber nur 1,3mm überfahrbar, da die Lichtschranke so verbaut wurde, dass man diese quetschen würde, anstatt an ihr vorbeizufahren.

Praxistipp: 5mm Überfahrweg ist für fast alle Anwendungen bereits mehr als ausreiched.

Vorsicht: Die Installation und Inbetriebnahme von veränderten Z-Enschaltern sollte nur von einem erfahren Benutzer durchgeführt werden. Bei fehlerhafter Bedienung/Installation, besteht die Gefahr eines Hotend-Bett-Crashs!

Vorteil

Das Feinjustieren der Z-Schraube entfällt bei den meisten Hardware-Änderungen an Hotend und Bett:

• Bei einem Düsen- oder Hot End Wechsel.
• Bei einem Wechsel der Druckplatte.

Veränderte Düse-Bett-Abstände werden von dem Z-Kompensation (/dem Z-Offset) kompensiert. Ein verändertes Z-Niveau (/neue Einstellungen) kann per Z-Offset-Scan automatisiert erkannt werden und muss im EEPROM abgespeichert werden.

AtlonXP Anwendungsfall:

• Ich arbeite mit 2,0 mm starken Fensterglasscheiben als Objektträger, ich kann somit verschiedene Glasstärken verwenden. Auch ist es möglich, irgendwelche DDP Auflagen auf verschieden Scheiben aufzukleben. Die Scheiben werden mit Hilfe eines Schnellwechselsystems aufgespannt. Ohne Mod musste vor jeder Änderung die Z-Schraube neu eingestellt werden.

Funktion und Anwendung

Der Maschinen-Referenzpunkt (Homing) Z = 0 bleibt immer von der Einstellung der Z-Schraube, oder Fahnenlänge abhängig. Der Heat-Bed-Scan sowie ein Z-Offset-Scan sind in der Lage, die veränderten Hotend-Bett-Abstände zu erkennen und im Z-Offset zu speichern. Die Firmware kompensiert dann per Z-Kompensation wie vor dem (z.B.) Düsenwechsel den entstandenen Versatz des Z-Abstandes. Wird gehomed, fährt die Platte in die Homing-Position und steht dann "weiter unten" als für diese Drucker normal wäre. Erst die Z-Kompensation fährt mit der Düse ganz an das Bett heran weiter nach oben.

Maximale Limits beim Überfahrweg

Z-Endschalter

• Der Z-Schalter ist ein Limit für den maximalen Überfahrweg, aber nicht das einzige.

Dass dieser Verfahrweg in Richtung Minus-Z (Richtung Bauraumdach) gefahrlos möglich ist, muss auf weitere Kollisionsmöglichkeiten geachtet werden:

• Die hintere Austrittsöffnung der Druckplatte (Richtung -Y). Die Druckplatte könnte oben an der Druckerrückwand anstoßen.
• Man darf auch eine evtl. verbaute hintere Einhausung nicht vergessen.
• Es sollte in der Homing Position (Schaltpunkt Z-Min-Schalter) mindestens ein kleiner Abstand zwischen Bett und Düse vorhanden sein.

Schleppkette

• es sollte auf die Spannung (die Kabel) in der Schleppkette geachtet werden, falls man sehr viel weiter als ein paar wenige Millimeter höher fahren will.

Software-Limit:

• Mehr als +-32767 Steps = +-12,7mm (bei 32Microsteps) kann die Z-Kompensation nicht kompensieren.
• Stellt man die Auflösung für die Z-Achse auf 16 Microsteps ein, verdoppelt sich diese Grenze auf bis zu +-25,4mm.

Firmware Konfiguration

Konfiguration einer Lichtschranke (REP RAP) beim RF1000:

Siehe auch Thread Z-Achse mit optischem Endschalter schalten

Ohne Gewähr, da sich die Konfiguration je nach Schalter/Lichtschranke leicht unterscheiden kann: RF1000.h

• ca. Z632 #define ENDSTOP_PULLUP_Z_MIN von true auf false

Es musste bei dieser REP RAP Lichtschranke einen Pull-Down Widerstand eingelötet werden, weil die Hardware des RF1000 diese FW Funktion nicht beherrscht.

• ca. Z640 #define ENDSTOP_Z_MIN_INVERTING von true auf false

Diese Funktion invertiert das Logik Signal. Die Einstllung ENDSTOP_Z_MIN_INVERTING legt fest, ob ein Schließer- oder Öffner- Endschalter verbaut ist.

Erhöhen des maximalen Z-Überfahrwegs:

• ca. Z624 #define Z_ENDSTOP_DRIVE_OVER 0.8f auf z.B. 10.0f

Kommentar: Der neue Wert kann z.B. 3.3f oder 5.35f oder 10.0f sein. Das ist der neue maximal mögliche Überfahrweg in Millimeter, welche die Firmware erlaubt. Sie schützt den Z-Schalter vor seiner Zerstörung durch Softwarebefehle. Diese Maximalzahl ist je nach Z-Schalter-Typ/Z-Schalter-Konstruktion unterschiedlich. Das kleine f hinten an der Zahl stellt sicher, dass es eine Fließkommazahl sein soll.

• ca. Z118 #define Z_MAX_LENGTH (LONG)200 auf z.B. (LONG)180
• Dasselbe muss auch im EEPROM eingestellt werden, sonst wird dieser Einstellwert vom EEPROM-Wert überschrieben.

Kommentar: Am RF1000 ist kein Endschalter für Z-Max verbaut. Wer die Höhe des Z-Trigger-Punktes ändert, muss unter Umständen auch Z-Max anpassen. (Das was oben ins Minus gefahren wird, muss unter Umständen beim maximalen Wert im positiven Skalenbereich abgezogen werden, sodass die Gesamtlänge der Hardware in etwa gleich bleibt.) Das muss man aber je nach Umsetzung dieses Mod-Features selbst austesten. Ansonsten könnte die Z-Spindel bei dem Befehl OutputObject [1] auf den unteren Anschlag fahren und ist somit festgefahren. Die Fahrwegbegrenzung ist sehr konservativ gewählt und kann nach der Installation wieder etwas gelockert werden.