Gegenüberstellung des Leveln Marlin und der RFX000 Klasse

[AtlonXP]

Hier wie versprochen, mein Aufsatz "Gegenüberstellung des Leveln Marlin und der RFX000 Klasse".

Bemerkung:
Der rote Text, sind Anmerkungen von meinem Lektor.
Mein Dank geht auch an ihn, wenn ich auch seinen Namen nicht nenne möcht.

Da dieser Sachverstand für das Drucken über diese Thema zwingend nötig ist,
möchte ich noch etwas mit neuerem Einverständnis und zum besseren Verständnis, darauf rumreiten.

Für mich ist die Ansicht der Achsenbewegung klar.
Trotzdem wiederhole ich meinem Lektor noch mals in meinen Worten.

Egal wie die Achsen sich bewegen, ist es wie beim Fräsen.
Es interessiert nur die Bewegung des Werkzeugs (Fräser oder Düse) aus der Sicht zum Werkstück.
Düsen Spitze in der Bohrungsmitte ist unser Werkzeug Nullpunkt zum Drucken.

Wenn ich es bereits richtig in Marlin verstanden habe, dann richtet man zuerst in Richtung Z,
den tatsächliche Berührungspunkt der Düse zum Bett ein.

Am besten geht das folgender Masen:

Man homt den Drucker.
Fährt die Z Achse um +0,1mm frei.
Danach legt man ein Blatt Papier (das sollte etwa 0,1 mm haben) unter die Düse und dreht das Druckbett solange hoch an der Verstell Schraube, bis das Blatt Papier streift.
In Marlin gibt es eine Routine, wo die Düse an mehreren Stellen hinfährt und man diese Prozedere wiederholen muss.
Ich die Routine heißt Bett leveln.

Sind die Punkte auch das Mesh Gitter?
Nein, diese Punkte nutzt Du nur, um den Tisch mechanisch so gerade wie möglich auszurichten.

Nun hat man den tatsächlichen Z Nullpunkt, Druckbett zur Düsenspitze!

Jetzt wird der Sensor (egal welches System dieser verwendet) eingestellt.
Die Grobeinstellung ist mechanisch und der Sensor sollte so etwa 2 mm (Freiraum) hinter Düse sitzen.

Den Freiraum kannst Du so wählen, dass der Sensor nicht die volle Hitze des Heizbettes ab bekommt. bei einem Kapazitiven Sensor kann der Schaltabstand deutlich größer sein, kommt ein bißchen auf die Versorgungsspannung an.
Ich hatte bei mir 8 mm eingestellt.

Folglich sollte der Schaltabstand mehr wie zwei Millimeter betragen, damit er über der Düse hinaus seine Arbeit verrichten kann.
Nun fährt man in +Z noch weiter Frei.
Danach fährt man in kleine Schritte in -Z so lange ab, bis man genau den Schaltpunkt des Sensors erreicht hat.

Soo… und nun habe ich hier schon was vergessen:

Da der Sensor irgendwo neben der Düse montiert ist, misst dieser auch nicht genau dort, wo die Düse die Druckplatte berührt hatte.
Es muss also vorher noch die Abweichung in X und Y als Offset eingegeben sein, damit der Sensor genau am Berührungspunkt der Düse misst.

Jetzt können wir den Zahlenwert von Z notieren.
Der Zahlenwert bekommt noch ein Minuszeichen verpasst und somit weiß der Drucker den Abstand zwischen, Sonde Schaltpunkt und Düsenspitze.

Das Ergebnis könnte folgender maßen aussehen:
M851 X-20.00 Y0.0 Z-2.0

Der Sensor hat also genau einen Schaltabstand von 4.0 mm ist 2,0 mm über der Düsenspitze montiert und sitzt links von der Düsenspitze entfernt in flucht mit der Y Achse.

Ich mache jetzt hier eine Pause und stelle die Fragen:

- Alles in Ordnung soweit?
- Gibt es Anmerkungen oder Hinzufügungen?

alles richtig bisher

Ich möchte nochmals darauf hinweisen, dass ich mit Marlin bist jetzt keinerlei Erfahrung habe.

Falls es keine großen Ansichten Änderungen gibt, werde ich als nächstes so manchen Pferdefuß aufdecken wollen.

Die RFX000 Klasse:

Ich möchte nun die RFX000 Klasse gegenüber stellen.
Bei der RFX000 Klasse sind Dehnmessstreifen verbaut.
Das ist eine sehr feine Sache…

Diese DMS geben, wenn eine Kraft auf diese wirkt, Digit Werte auf das Druckerdisplay aus.
Je nach Kraftrichtung sind diese Digit Werte positiv oder auch negativ.
Die RFX000 Klasse vermisst sein Druckbett mit der Düsenspitze.
Bei Digit Änderung erkennt der Drucker, dass er Kontakt zum Druckbett hat.
Das funzt sogar sehr genau.

Somit wird der tatsächlich Düsen Bett Abstand ermittelt.
Das entstehende Mesh, wir nennen es Matrix, besteht aus 14 x 13 Messpunkten für eine Druckbettfläche von 240 x 245 mm und diese werden Interpoliert.
Nach der Bett Vermessung haben wir im EEPROM Speicher das Höhenprofil der Druckplatte und Ebenso den tatsächlichen Z- Offset.

Es können max. 9 verschieden Matrizen im EEPROM gespeichert werden.
Durch die DMS haben wir in unserer Community FW weiter nützlich Erweiterungen eingefügt.

Wir sind somit in der Lage, einen Optimalen ersten Layer hinzulegen.
Auch bemerkt der Drucker, wenn der Extrusionsdruck zu hoch wird (bevor das Zahnrad ins Filament fräst)
und nimmt automatisch die Geschwindigkeit und den Material Flow zurück.

Auf was wollte ich eigentlich mit diesem Vergleich hinaus?


In Marlin scheint mir die maximale Meshdichte mit nur 7 x 7 Messpunkte zu bestehen.
Kann man da mehr definieren?
Da meine Druckplatte am Tronxy 500 x 500 mm groß ist,
würde das schon Sinn machen.

Egal wie man in Marlin die Mesh Punkte erfasst (Sensor oder BL Touch) wird zwar das Höhenprofil vermessen, aber der Tatsächliche Düsen Bett Abstand wird hier indirekt über das Einstellen der Bett Höhe erreicht.

Das nenne ich einen Pferde Fuß.
Ich bin durch meinen RF1000 schon verwöhnt.

Ich wechsele die Druckplatte und auch mein E3D Hot End wie ein Hemd.
Ich wähle für die nächste Druckplattet die richtige gespeicherte Matrix aus und die Druckplatte ist eingestellt.
Ansonsten muss ich diese neu vermessen und speichern.
Wenn ich ein anderes Hot End einbaue, dann reicht mir ein Messpunkt für den Z- Offset Abgleich.

Ich bin nun auf den Trichter gekommen, dass das vermessen mit Sensor oder BL Touch einfach das falsche Vorgehen ist.

Wenn ich ein anderes E3D V6 einbaue, können schon mal Längenabweichungen von etwa 0,1 mm bestehen.
Darum ist ein Vermessen mit Düsenabtastung wesentlich besser.
Der tatsächliche Düsen - Bettabstand wird somit auch ermittelt.

LG AtlonXP

[micschi]

Hallo AthlonXP,

da mein anderer Drucker mit Marlin läuft und auch Bed Leveling nutzt, kann ich zumindest meine bisherigen Erkenntnisse mitteilen.

Bei Marlin gibt es 5 verschiedene Verfahren:

Code: Alles auswählen

//#define AUTO_BED_LEVELING_3POINT
//#define AUTO_BED_LEVELING_LINEAR
//#define AUTO_BED_LEVELING_BILINEAR
#define AUTO_BED_LEVELING_UBL
//#define MESH_BED_LEVELING

"Auto_Bed_Leveling_UBL" ist das neueste und flexibelste. Sofern du Englisch kannst, ist hier eine ziemlich gute Einführung zur Einrichtung : https://www.youtube.com/watch?v=fN_ndWvXGBQ&t=91s

Beim UBL kann man bis zu 15 Messpunkte in X und Y konfigurieren. Die Einstellung findet sich in "Configuration.h":

Code: Alles auswählen

#define GRID_MAX_POINTS_X 8      // Don't use more than 15 points per axis, implementation limited.
  #define GRID_MAX_POINTS_Y GRID_MAX_POINTS_X

Es gibt meines Wissens nach nur eine Matrix fürs Bed Leveling bei Marlin.

Den Nachteil einer indirekten Messung mit Sensor statt Düse kann ich 100% bestätigen. Ich vermeide Düsenwechsel bzw. Druckplattenwechsel deswegen so lange es geht. Wenn es doch mal notwendig ist, passe ich den Probe Z-Offset an, indem ich den neuen Abstand zwischen Düse und Bett manuell ermittle. Im Vergleich dazu ist das beim RFx000 mit der direkten Messung echt ein Traum.

Es gibt einige Marlin basierte Drucker, die eine direkte Messung erlauben, z. Bsp. der Anycubic Kobra MAX.

Dein Ansatz mit einer Längenmessung der Düse ist eine gute Idee. Ich habe bei Voron gesehen, dass sie dazu Z-Endstopp an der Düse messen (sorry wieder englisch): https://docs.vorondesign.com/community/ ... ation.html .

Beste Grüße,
micschi

[AtlonXP]

Hallo micschi,
danke für deine Info.

In meiner Schublade habe ich noch ein Piezo Messsystem liegen.
Das wäre etwa so wie ein Endschalter an der Düse.

Der neue Prusa und ein anderer Chinese haben nun auch Wäge Zellen integriert.
Ich denke dies ist auch die Zukunft.

Es wird wohl noch etwas dauern bis Zusatzfunktionen unserer Community Firmware dort mit integriert sind.
Ein Vorteil sind schon mal die ersichtlichen Digits.

LG AtlonXP

[micschi]

Hi AthlonXP,

ich vermute ohne das Patent von Conrad wäre diese Wägezellentechnik schon viel häufiger anzutreffen gewesen. Tatsächlich das Feature, was mich im Zusammenspiel mit der CommunityFirmware am RF1000 am meisten begeistert.
Du kennst dann sicher schon die Seite bzgl. Piezo: https://reprap.org/wiki/Piezo-electric_sensors .

Beide Techniken sind sicherlich eine gute Option, um 3D Druck komfortabler zu machen.

[mhier]

Es gibt noch eine weitere Möglichkeit, die von Klipper unterstützt wird (vielleicht auch von Marlin, das weiß ich nicht). Diese kommt ganz ohne Sensor aus, erfordert dafür einiges an Handarbeit. Im Prinzip macht man genauso einen Mesh-Scan / HBS, nur dass man jeden einzelnen Punkt von Hand mit einem Blatt Papier vermisst. Dazu gibt es einige G-Code-Befehle, die man sich ggf. auch auf entsprechende Tasten im Bedienfeld legen kann (bei Klipper kann man die Belegung auch mal kurzfristig ändern), dann ist das evtl. gar nicht mehr so schlimm. Das ganze funktioniert dann halbautomatisch, d.h. Klipper fährt selbstständig die entsprechenden Punkte an, man muss dann nur mit entsprechenden Befehlen (bzw. Tastendrücken) die Düse absenken/hochfahren, bis man an der richtigen Stelle ist, und der Firmware das dann mitteilen.

Der Vorteil ist, dass das ebenfalls mit einem einzelnen Punkt möglich ist, um z.B. nach einem Düsenwechsel den Abstand insgesamt neu zu kalibrieren. Das lässt sich sicherlich auch kombinieren, d.h. man kann den Oberflächenscan mit einem BL-Touch o.ä. automatisch durchführen und dann den absoluten Abstand über einen einzelnen Punkt manuell bzw. semi-automatisch korrigieren.

Das ganze Verfahren ist hier im Detail (wieder auf Englisch) beschrieben (mit mehreren Unter-Sektionen):
https://www.klipper3d.org/Bed_Level.html

Klar, das ist nicht so komfortabel wie mit unseren Wägezellen, geht aber dafür mit praktisch allen Druckern.

ich vermute ohne das Patent von Conrad wäre diese Wägezellentechnik schon viel häufiger anzutreffen gewesen.

Gibt es das Patent eigentlich tatsächlich? Ich habe außerhalb dieses Forums bislang nie einen Hinweis darauf gefunden... So richtig weiß ich auch nicht, was sie sich da patentiert haben könnten. Wägezellen gibt's in jeder Küchenwaage, die zum Messen von anderen Kräften als Gewichtskräften zu gebrauchen ist auch nicht neu. Vielleicht haben sie auch ein Patent beantragt und sind nicht durchgekommen?

Es gibt ja auch doch mehr als nur unsere RFx000-Klasse mit Wägezellen. Im Klipper-Forum hat mal jemand folgendes noch aufgezählt:

• * Duet 3D sells the [Smart Effector](https://docs.duet3d.com/en/Duet3D_hardw ... t_Effector) for delta printers. It uses SMD resistors as strain gauges.
  * This project on Hackaday that also uses SMD resistors as strain gauges: [Quartet Of SMD Resistors Used To Sense Z-Axis Height | Hackaday](https://hackaday.com/2019/01/27/quartet ... is-height/)
  * There are printers that have the large metal beam strain gauges as toolhead supports: [Renkforce RF1000 3D printer | Conrad.com](https://www.conrad.com/p/renkforce-rf10 ... er-1007508)
  * The Prusa XL which looks to be using an aluminum C beam load cell
  * The BIQU B1 SE PLUS uses a straing gauge on a simple aluminum flexure similar to whats commonly found in bathroom scales.

Zumindest der Smart Effector ist open source, was sich wohl eher nicht mit Patenten verträgt. Das Patent müsste dann entweder sehr spezifisch sein, oder Conrad toleriert die Verletzungen?

[Digibike]

Ich habe mich auch mal ein wenig damit befaßt, aber so wirklich bin ich da auch nicht weiter gekommen. Conrad hat ja die Kombination der Wägemesszellen zur Detektion der Höhe an einzelnen Position verwendet und das, wenn ich das richtig weiß, als Patent eingereicht. Was ich nicht weiß, ist a) ob das Patent letztlich auch zugesprochen wurde - einreichen heißt ja nur eben einreichen, ob es letztlich, ein durch Patentrecht, schützenwertes Geistiges Eigentum ist, steht auf einem anderen Blatt. b) konnte ich auch nicht in Erfahrung bringen, ob das Patent, so es zugesprochen wurde, auslaufen gelassen wurde oder aber Conrad die Nutzung in Lizenz den Herstellern erlaubt. Wäre ja auch eine Möglichkeit. Aber in dem Fall sollte es doch eigentlich gekennzeichnet sein, denke ich, oder? Das stellt ja einen Benefit dar, der Gebühren für die Nutzung erfordert...

Gruß, Christian

[af0815]

Ich habe mich auch mal ein wenig damit befaßt, aber so wirklich bin ich da auch nicht weiter gekommen. Conrad hat ja die Kombination der Wägemesszellen zur Detektion der Höhe an einzelnen Position verwendet und das, wenn ich das richtig weiß, als Patent eingereicht.

Wenn, dann sollte man es hier finden https://worldwide.espacenet.com/ die Frage ist nur n- nach was sucht man.

[rf1k_mjh11]

.
OFF TOPIC

Ich habe leider nicht viel Zeit, ich muss wieder den Computer niederfahren (Kernschmelze: ein Laufwerk im RAID ausgefallen ).

Bezüglich Patent:

Guckt euch das mal an:
https://worldwide.espacenet.com/patent/ ... P2891553A1

Das war ein guter Tipp von af0815.

Die Abfragebedingungen lauteten: "Conrad" AND "3D" AND "load cell" Das Ergebnis war das erste in der Liste. Das Patent ist meiner Meinung nach sehr schwammig formuliert, da das Patent einen guten Teil des FFM, bzw. FDM Verfahrens einfach nochmals beschreibt. Ein Verfahren, dass bereits patentiert war/ist.
Da ich aber kein Patentanwalt bin, kann ich kein echtes Urteil abgeben.

Egal, jetzt wird meine Kiste 'runtergefahren.

mjh11

[uwekeller]

Hallo,

bei Marlin kann man doch auch die Nozzle als Z-Endstop Konfigurieren oder auch einen Taster wie der Standard Drucker. Bei Version 1 ist doch dann immer Z=0 und Version 2 ein Negativer Null Wert um den Abstand der Düse zum Bed.

UWE

[mhier]

Das Patent ist meiner Meinung nach sehr schwammig formuliert, da das Patent einen guten Teil des FFM, bzw. FDM Verfahrens einfach nochmals beschreibt. Ein Verfahren, dass bereits patentiert war/ist.
Da ich aber kein Patentanwalt bin, kann ich kein echtes Urteil abgeben.

In der Tat. Ich bin ebenfalls kein Experte, aber ich könnte mir vorstellen, dass das im Zweifel nicht wirklich bestand hätte. Wir müssen uns aber ohnehin keine Sorgen machen, denn wir modifizieren ja nur unseren Drucker, der bereits mit der Technologie von Conrad ausgestattet wurde Außerdem wirkt ein Patent lt. Wikipedia nicht auf den privaten und nicht-kommerziellen Bereich. Selbst wenn wir also unsere eigenen Drucker mit dieser Patent-geschützten Technologie ausstatten, ist das völlig in Ordnung - solange man weder Drucker noch Druckerzeugnisse später verkauft.