Imprimante 3D: auto bed leveling facile !

autobed leveling

Avant de monter ma nouvelle imprimante 3D, une Rostock Delta modifiée, j’ai décidé d’implémenter une fonctionnalité que tous le monde considère comme géniale: l’auto bed leveling.

Actuellement ma RepRap Prusa fonctionne plutôt pas mal et je n’ai que 3 reproches à lui faire:

  • ma Mendel Prusa est bruyante et dérange mes voisins lorsque j’imprime, mais vous verrez dans un prochain billet que j’ai trouvé une astuce à pas cher pour limiter les vibrations et le bruit occasionné par l’imprimante 3D.
  • la vitesse d’impression n’est pas terrible. Pour vous donner une idée, il me faut 8 heures pour imprimer une des 3 bases de ma future Delta Rostock. Pour le moment pas grand chose à faire, je n’ose pas augmenter la vitesse pour ne pas perdre en qualité.
  • avant chaque impression je suis obligé de régler le bed manuellement, ce qui est fastidieux et génère quelques impressions ratées car les premières couches sont mal posées.

Dans le dernier firmware Marlin (celui que j’utilise), il existe une fonctionnalité qui peut me faire gagner du temps: l’auto bed leveling.

Essayons de mettre l’auto bed leveling en marche sur mon imprimante 3D Prusa (vous allez voir çà n’a pas été si simple que çà).

Principe de l’auto bed leveling

L’auto bed leveling est une fonctionnalité relativement simple à comprendre. Un mini servo équipé d’un contacteur switch est installé à proximité de votre extrudeur sur le X Carriage.

Avant une impression, il va venir palper votre plateau en différents endroits afin de pouvoir procéder à une rectification en temps réel de votre axe Z lors de l’impression.

Ce palpeur est alimenté directement par votre carte contrôleur RAMPS et le contacteur switch vient remplacer votre endstop Z Min.

Branchement de l’auto bed leveling

J’ai trouvé assez peu de documentation concernant le branchement (wiring) du servo et du contacteur servant à l’auto bed leveling, c’est pourquoi j’ai pris soin de vous faire cette illustration:

ramps auto bed leveling

ramps auto bed leveling

Tout d’abord il faut brancher votre servo sur le port servo 1 de votre RAMPS. Faites attention à la polarité et à la puissance nécessaire pour alimenter votre servo. Je vous recommande d’utiliser un mini servo 9g que l’on trouver pour 4€ sur le net. Il ne consomme que 5V et est largement nécessaire pour effectuer les différents palpages sur votre bed.

Si votre servo consomme plus de 5V, il vous faudra l’alimenter via une source externe. Voici le type de servo que j’utilise:

Mini Servo 9G

Mini Servo 9G

Maintenant il vous faut un jumper pour relier le VCC au 5V sur la carte RAMPS, sinon celle-ci ne sera pas capable d’alimenter le servo.

Enfin, il suffit de brancher le contacteur switch sur le endstop Z min de la ramps.

Configuration de l’auto bed leveling

La configuration de l’auto bed leveling pour ma Prusa 3D se fait en éditant le fichier “Configuration.h” de Marlin.

Tout d’abord, il faut activer le servo:

/*********************************************************************\
* R/C SERVO support
* Sponsored by TrinityLabs, Reworked by codexmas
**********************************************************************/
 
// Number of servos
//
// If you select a configuration below, this will receive a default value and does not need to be set manually
// set it manually if you have more servos than extruders and wish to manually control some
// leaving it undefined or defining as 0 will disable the servo subsystem
// If unsure, leave commented / disabled
//
#define NUM_SERVOS 1 // Servo index starts with 0 for M280 command
 
// Servo Endstops
//
// This allows for servo actuated endstops, primary usage is for the Z Axis to eliminate calibration or bed height changes.
// Use M206 command to correct for switch height offset to actual nozzle height. Store that setting with M500.
//
#define SERVO_ENDSTOPS {-1, -1, 0} // Servo index for X, Y, Z. Disable with -1
#define SERVO_ENDSTOP_ANGLES {0,0, 0,0, 180,65} // X,Y,Z Axis Extend and Retract angles
 
Ici il suffira de modifier les valeurs "180,65" par vos valeurs qui correspondent à l'angle de mouvement du servo pour la rétractation et pour l'extension.
 
Il faut ensuite activer l'auto bed leveling. Il y a 2 modes de palpages:
* le mode grid qui va palper votre bed en parcourant une grille. C'est le mode le plus utilisé.
* le mode point qui va palper 3 points que vous préciserez.
 
Voici un exemple de configuration:
 
//============================= Bed Auto Leveling ===========================
 
#define ENABLE_AUTO_BED_LEVELING // Delete the comment to enable (remove // at the start of the line)
 
#ifdef ENABLE_AUTO_BED_LEVELING
 
// There are 2 different ways to pick the X and Y locations to probe:
 
// - "grid" mode
// Probe every point in a rectangular grid
// You must specify the rectangle, and the density of sample points
// This mode is preferred because there are more measurements.
// It used to be called ACCURATE_BED_LEVELING but "grid" is more descriptive
 
// - "3-point" mode
// Probe 3 arbitrary points on the bed (that aren't colinear)
// You must specify the X & Y coordinates of all 3 points
 
#define AUTO_BED_LEVELING_GRID
// with AUTO_BED_LEVELING_GRID, the bed is sampled in a
// AUTO_BED_LEVELING_GRID_POINTSxAUTO_BED_LEVELING_GRID_POINTS grid
// and least squares solution is calculated
// Note: this feature occupies 10'206 byte
#ifdef AUTO_BED_LEVELING_GRID
 
// set the rectangle in which to probe
#define LEFT_PROBE_BED_POSITION 40
#define RIGHT_PROBE_BED_POSITION 150
#define BACK_PROBE_BED_POSITION 150
#define FRONT_PROBE_BED_POSITION 40
 
// set the number of grid points per dimension
// I wouldn't see a reason to go above 3 (=9 probing points on the bed)
#define AUTO_BED_LEVELING_GRID_POINTS 3
 
 
#else // not AUTO_BED_LEVELING_GRID
// with no grid, just probe 3 arbitrary points. A simple cross-product
// is used to esimate the plane of the print bed
 
#define ABL_PROBE_PT_1_X 15
#define ABL_PROBE_PT_1_Y 180
#define ABL_PROBE_PT_2_X 15
#define ABL_PROBE_PT_2_Y 20
#define ABL_PROBE_PT_3_X 170
#define ABL_PROBE_PT_3_Y 20
 
#endif // AUTO_BED_LEVELING_GRID
 
 
// these are the offsets to the probe relative to the extruder tip (Hotend - Probe)
#define X_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER -35.0
#define Y_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER -35.0
#define Z_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER -25.14
 
#define Z_RAISE_BEFORE_HOMING 4 // (in mm) Raise Z before homing (G28) for Probe Clearance.
// Be sure you have this distance over your Z_MAX_POS in case
 
#define XY_TRAVEL_SPEED 5000 // X and Y axis travel speed between probes, in mm/min
 
#define Z_RAISE_BEFORE_PROBING 15 //How much the extruder will be raised before traveling to the first probing point.
#define Z_RAISE_BETWEEN_PROBINGS 5 //How much the extruder will be raised when traveling from between next probing points
 
 
//If defined, the Probe servo will be turned on only during movement and then turned off to avoid jerk
//The value is the delay to turn the servo off after powered on - depends on the servo speed; 300ms is good value, but you can try lower it.
// You MUST HAVE the SERVO_ENDSTOPS defined to use here a value higher than zero otherwise your code will not compile.
 
// #define PROBE_SERVO_DEACTIVATION_DELAY 300
 
 
//If you have enabled the Bed Auto Leveling and are using the same Z Probe for Z Homing,
//it is highly recommended you let this Z_SAFE_HOMING enabled!!!
 
#define Z_SAFE_HOMING // This feature is meant to avoid Z homing with probe outside the bed area.
// When defined, it will:
// - Allow Z homing only after X and Y homing AND stepper drivers still enabled
// - If stepper drivers timeout, it will need X and Y homing again before Z homing
// - Position the probe in a defined XY point before Z Homing when homing all axis (G28)
// - Block Z homing only when the probe is outside bed area.
 
#ifdef Z_SAFE_HOMING
 
#define Z_SAFE_HOMING_X_POINT (X_MAX_LENGTH/2) // X point for Z homing when homing all axis (G28)
#define Z_SAFE_HOMING_Y_POINT (Y_MAX_LENGTH/2) // Y point for Z homing when homing all axis (G28)
 
#endif
 
#endif // ENABLE_AUTO_BED_LEVELING

Les paramètres importants sont:

  • #define ENABLE_AUTO_BED_LEVELING: pour activer l’auto bed leveling
  • X_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER: espace entre le X du servo et celui de votre extruder
  • Y_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER: espace entre le Y du servo et celui de votre extruder
  • Z_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER: espace entre le Z du servo et celui de votre extruder
  • LEFT_PROBE_BED_POSITION, RIGHT_PROBE_BED_POSITION, BACK_PROBE_BED_POSITION, FRONT_PROBE_BED_POSITION: pour définir le rectangle de la grille de palpage
  • Z_RAISE_BEFORE_HOMING: nombre de mm à remonter par votre Z avant la commande de Homing G28
  • Z_RAISE_BEFORE_PROBING: nombre de mm à remonter par votre Z avant le premier palpage
  • Z_RAISE_BETWEEN_PROBINGS: nombre de mm à remonter par votre Z entre 2 palpages
  • PROBE_SERVO_DEACTIVATION_DELAY: si votre servo tremblotte, vous pouvez activer cette option. Elle permet de limiter le phénomène Parkinson sur le servo servant à l’auto bed leveling.

GCode pour l’auto bed leveling

Une fois le firmware correctement configuré, il ne reste plus qu’à le tester en utilisant le GCode suivant:

G90 ; Passage coordonnees absolues
G28 X Y ; Home X Y
//G28 Z ; home Z (pas necessaire)
G29 ; Palpage
G90 ; Passage coordonnées absolues
G1 Z2 F4000 ; rétractation palpeur

Problèmes avec l’auto bed leveling

Au cours de l’installation et la configuration de l’autobed leveling j’ai rencontré un certain nombre de problèmes, le plus chiant étant qu’entre deux palpations, l’axe Z ne remontait pas et du coup çà frottait la glace :(.

Après plusieurs heures a essayé de comprendre d’où pouvait provenir l’erreur, je me suis aperçu que mon endstop Z fonctionnait à l’envers, en détectant le Z min comme étant un Z max.

J’ai donc tout simplement modifié mon firmware Marlin pour que celui-ci devienne bien un Z min 🙂

Ensuite, mon support de servo a fondu car il était beaucoup trop proche de ma buse, j’ai donc réaliser un support plus large permettant d’espacer le servo de la buse (penser à remesurer les espacements sinon l’autobed leveling ne sera plus correct).

En espérant que cette expérience vous aidera à installer l’autobed leveling sur votre imprimante 3D.

 

29 Responses to Imprimante 3D: auto bed leveling facile !

  1. Gabriele says:

    Où places tu le GCode? Dans Slic3r ou dans ton fichier GCode avante de l’imprimer?
    Merci Gabriele

  2. fran6t says:

    Grand grand merci pour ce partage, je me suis permis de mettre un lien sur le forum reprap http://forums.reprap.org/read.php?110,396063
    Les infos trouvés ici me sont d’une grande utilité déjà pour le branchement, il y a une question que je me pose c’est comment régle-t-on la longueur du bras du palpeur ?

  3. Nico says:

    Ha, les pieds de la rostock… Mon imprimante se rappelle encore du kit que j’avais imprimé pour un ami!
    Joli, l’auto bed leveling, c’est une très bonne chose! il faudrait que j’y passe. C’est dans la liste… lol

    A+!

    Nico

  4. fran6t says:

    ça y est je vais être à l’auto leveling, tu dis 20 mm de plus donc quand le switch clique au contact du bed ta tete est 20 mm plus haute et tu as réglé cette valeur dans merlin c’est ça ?
    Ce serait la ligne là define Z_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER -25.14

  5. fabyuco says:

    Bonjour et merci pour le partage
    une question bête ,l’imprimante refait le “niveau” avant chaque impression ou juste la première fois et après elle garde en mémoire l’inclinaison du bed?
    merci
    fab

  6. Pascal says:

    Salut

    Je pense que j’ai le même problème que toi.
    Qu’as tu fais comme modif.

    Je te remercie par avance

  7. McCoy says:

    Salut,
    Très bon tuto, juste une petite remarque, une “comsomation” est en A est non en V…
    Le servo moteur est “alimenté” en 5V est “consomme” xx mA.

  8. tryomph says:

    Bonjour
    Merci pour ton tuto, sa va m’aider
    Juste un truc que je ne comprend pas : Maintenant il vous faut un jumper pour relier le VCC au 5V sur la carte RAMPS

  9. tryomph says:

    A si aussi, qu’a tu choisi comme détecteur de proximité à 3€ ? Merci pour l’aide

  10. Jean-Luc says:

    Bravo, c’est sympa de partager ce genre d’experience.

    Je vais essayé d’installer ca sur ma copie d’Ultimaker (encore en construction). (Grace à toi, car je n’y avais pas pensé j’imaginais ca comme quelques chose de super compliqué)
    Et pour le G-Code tu ne peux pas l’integré au Marlin ? Dans une fonction du LCD ?

    JLuc

    • jhd says:

      Si tu fouille dans le code source de Marlin tu verras que tout est prévu pour pouvoir utiliser l’autobed via ton LCD.

      Perso je suis passé sur un capteur de proximité, que je trouve plus précis.

  11. Jean-Luc says:

    Merci pour ta réponse.
    J’ai suivi tes conseil et j’ai déjà commandé mon capteur de proximité.
    J’imagine que la procédure est la même, le capteur fonctionne comme un fin de course ?

    JLuc

  12. Antoine says:

    Bonjour !

    J’aurais besoin de renseignements : afin de stocker des infos sur une arduino, il faut donc utiliser un Shield MicroSD. Mais suivant mes recherches, il en existe différents types. Lequel faut-il choisir ? Est-ce qu’il dépend des caractéristiques de la carte Arduino ?
    Merci d’avance !

    • jhd says:

      Les shields micro SD sont spécifiques aux cartes arduino afin de prendre le moins de place possible.
      Personnellement je vous recommande de prendre les moins chers qu’il y a sur ebay Chine.
      Si vous n’avez pas besoin d’une grosse capacité de stockage vous pouvez utiliser un eeprom, j’ai un article la dessus.

  13. arthur says:

    Salut !
    Merci pour le tuto c’est super !
    j’ai un petit soucis, mon auto bed leveling fonctionne (il fait toutes les probes) mais il n’a pas l’air de prendre en compte la difference de hauteur…
    Une idée de la cause de cela ?

  14. Antontre says:

    Merci, vraiment excellent.

    Juste un probleme pour moi:
    si mon extrudeur est au démarrage un peu haut (qq cm, comme après une impression), la sequence de fonction fait bien le homing X,Y mais en revanche après que le servo se soit correctement positionné il ne touche pas le bed.
    Il recommence enplusieurs points, toujours sans toucher le bed…. et donc l’impression rate.

    merci pour vos idées?

  15. Supozitwar says:

    Hello,

    Super cool d’avoir un tuto en français pour mettre en application cette option géniale 🙂

    C’est très intéressant d’avoir aussi une description des problèmes que t’as rencontré qui aurait très certainement été les miens si j’avais pas lu l’article avant 😛

  16. Spilz says:

    très intéressant comme amélioration,
    par contre je comprends pas bien comment est remplacé le endstop Z Min.

    je comprends le branchement, mais comment se fait le home en z du coup ?

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