Концевой выключатель и оптический ограничитель. Эндстоп для 3D принтера

Концевые выключатели 3D-принтера, станка ЧПУ или лазерного резака — это те маленькие электронные детали на концах осей, которые подключаются к материнской плате, которые гарантируют, что машина одним из различных способов удерживает печатающую головку или например лазер на осях. Это предотвращает сход с рельсов или заклинивание на конце этой оси. Обычные концевые выключатели — наиболее распространенный тип, особенно используемый в недорогих машинах. 

Однако есть и другие типы ограничителей, в том числе оптические и магнитные. У разных типов ограничителей есть разные сильные и слабые стороны, в зависимости от необходимого уровня точности и вашего бюджета.

В этой статье мы обсудим три основных типа ограничителей хода: обычные выключатели, оптические и магнитные ограничители (также известный как датчик на основе эффекта Холла).

Мы также перечислим некоторые критерии для каждого типа, такие как диапазон цен, точность и надежность.

Обычные концевые выключатели для 3D принтера

Концевые выключатели, также известные как механические концевые выключатели, представляют собой контактные устройства, по простому кнопки, которые определяют момент, когда объект находится в конце своей оси.

Как работают концевые выключатели

Концевые выключатели работают с использованием простого сенсорного датчика, который функционирует как выключатель. Когда объект доходит до конца оси и качается поверхности, он сигнализирует материнской плате, что объект находится в конце пути.

В отличие от оптических концевых выключателей, концевые физически контактируют с объектом, а это означает, что он должны быть достаточно прочными и выдерживать множество нажатий. Концевые выключатели точны, но не так точны, как оптические. Это потому, что они могут немного смещаться со временем.

Цена концевых выключателей

Концевой выключатели — это самая дешевая форма ограничителей и могут стоить всего 1 доллар, хотя более типичная цена, составляет около 6 долларов. Несмотря на то, что они недорогие, они по-прежнему надежны, а большинство механических ограничителей хода могут работать без ошибок, миллион циклов.

Установка концевых выключателей

Концевые выключатели также очень легко установить, потому что это просто кнопка. Все, что вам нужно сделать, это прикрепить и отрегулировать их исходное положение, чтобы убедиться, что они работают синхронно с движущимся объектом.

Популярность

Механические выключатели используются не только для ограничения движения по осям, но и в качестве датчиков выравнивания стола 3D принтера. Например, популярный BLTouch  (как и другие бесконтактные датчики выравнивания), по сути, представляет собой механический ограничитель, установленный на печатающей головке.

Механические ограничители часто используются в 3D принтерах — Creality, MakerBot, Ultimaker, Anycubic и многих других производителей. Эта технология так широко используется из-за ее простоты, но эффективной конструкции.

• Ценовой диапазон: $ 1-6
• Точность: средняя
• Долговечность: высокая
• Надежность:  высокая
• Использование:  ограничитель оси и выравнивание стола
• Плюсы:  очень прочный и надежный
• Минусы: не так точны по времени, как другие методы

Оптические ограничители для 3D принтера

Оптические ограничители — это новый тип ограничителей, использующие свет, чтобы определить, когда объект находится в конце своей оси.

Как работают оптические ограничители для 3D принтера

Оптические ограничители состоят из U-образного устройства, называемого фото прерывателем, с излучателем света на одном плече U и датчиком света на другом. Оптические ограничители движения детектируют, когда луч света, испускаемый излучателем, прерывается.

Объект, обычно печатающая головка на 3D-принтере, использует тонкое лезвие или флажок, чтобы блокировать свет между излучателем и датчиком. Как только луч света от излучателя перекрывается, датчик сигнализирует материнской плате о прекращении движения по оси, потому что объект достиг конца своего пути. Для 3D-принтеров это означает, что объект достиг конца оси. Этот тип не требует контакта между движущимся объектом и выключателем.

Оптические ограничители очень точны, постоянно останавливая объект на определенном расстоянии. Однако они могут давать некоторые ошибки при использовании в областях с переменным количеством света.

Например, если 3D-принтер с оптическими ограничителями находится рядом с окном, печать может закончиться неудачей, если датчик будет реагировать на солнечный свет. Поэтому, если вы используете этот тип ограничителя, убедитесь, что ваш принтер находится в месте с постоянным освещением или ограничители защищены от колебаний светового излучения.

Оптические ограничители не являются сверхпрочными, что по сути и не требуется.

Цена оптических ограничителей

Оптические выключатели недороги, несмотря на то, что в них используются довольно передовые технологии и они обеспечивают высокий уровень точности. Средний диапазон цен на этот тип концевых выключателей составляет от 2 до 6 долларов.

Установка оптических ограничителей

По мнению некоторых пользователей, оптические ограничители немного сложнее установить и настроить, чем другие типы ограничителей. Это потому, что вы должны убедиться, что лезвие или флажок на объекте постоянно и точно проходит между двумя рычагами фотопрерывателя.

На данный момент оптические ограничители обычно не используются в 3D-принтерах, но это развивающаяся технология. Мы предполагаем, что из-за их невысокой цены и высокой точности в ближайшем будущем они будут использоваться все чаще. Многие люди используют их для обновления своих машин.

• Ценовой диапазон: $ 2-6
• Точность: очень высокая
• Долговечность:  механически низкая, но эффективно очень высокая
• Надежность:  средняя (или высокая, если регулируется окружающее освещение)
• Использование:  ограничитель оси
• Плюсы:  Бесконтактный, очень точный
• Минусы:  не очень прочный, чувствителен к изменениям освещения и положения

Магнитные ограничители для 3D принтера

Магнитные ограничители , также известные как датчики на эффекте Холла, используют магнитные поля, чтобы определять, когда объект приближается к концу оси.

Как работаю магнитные ограничители

Эти ограничители, как следует из названия, используют магниты, чтобы определить, когда объект достиг конца своего пути. Магнитные ограничители состоят из двух частей: датчика Холла и магнита. Датчик эффекта Холла прикреплен к концу оси и обнаруживает магнитное поле магнита, который прикреплен к движущемуся объекту.

Датчик на эффекте Холла обнаруживает магнитное поле, когда объект приближается к датчику, посылая сигнал на материнскую плату, чтобы остановить движение вдоль оси.

Этот тип концевого выключателя очень точен, с точностью до 0,01 мм. Однако вы должны быть уверены, что рядом с принтером нет ничего, что излучает магнитное поле, потенциально мешающее работе датчика. Магнитные ограничители не очень долговечны, поскольку они бесконтактные, они не защищены от ударов, как например механические ограничители.

Цена магнитного ограничителя

Магнитные ограничители также недороги, их стоимость в интернете составляет всего несколько долларов. Средняя цена на этот тип концевого выключателя составляет от 3 до 7 долларов. Однако у вас могут возникнуть трудности с их поиском, потому что не так много интернет-магазинов которые их продают.

Установка магнитного ограничителя

Установить эти ограничители немного сложно, потому что вам нужно будет найти правильное место, чтобы поместить магнит на движущийся объект. Если вы поместите его слишком далеко, датчик на эффекте Холла может слишком поздно детектировать магнитное поле, что естественно приведет к столкновению. Если вы поместите его слишком близко, ваше пространство для печати будет сильно ограничено, потому что ваш движущийся объект рано останавливается.

Установка этого типа выключателя определенно сложнее, чем других типов, потому что вы не можете увидеть магнитное поле глазами. Чтобы найти подходящее место для магнита, может потребоваться время на метод проб и ошибок.

Популярность магнитных ограничителей

Магнитные концевые ограничители используют технологию, которая еще не получила большого развития. Несмотря на то, что они все еще находятся на стадии бета-тестирования, мы предполагаем, что со временем они станут популярными, учитывая их точность. На данный момент они не используются ни в одном 3D-принтере масс маркета, однако некоторые пользователи устанавливают их в качестве обновления на своих принтерах.

• Ценовой диапазон: 3-7 $
• Точность: высокая
• Долговечность: технически низкая, но эффективно очень высокая
• Надежность:  средняя (или высокая, если поблизости нет магнитов)
• Использование:  ограничитель оси
• Плюсы: Бесконтактный, точный
• Минусы: трудно исправить ошибки, не очень прочный

Что выбрать?