Marlin固件中Z轴归位后自动抬升问题的技术解析

问题现象与背景

在使用Marlin固件的Ender 3 Pro 3D打印机上，用户报告了一个关于Z轴归位行为的异常现象：当执行完X/Y/Z三轴归位操作后，Z轴会自动抬升约10mm，而不是保持在归位位置。这个问题在使用bugfix-2.1.x分支代码时仍然存在。

技术原理分析

Marlin固件中关于Z轴归位后的行为控制主要通过以下几个配置参数实现：

1. Z_AFTER_HOMING：这个参数直接定义了归位后Z轴应该移动到的绝对位置。当未定义时，固件会使用备用方案。

2. Z_CLEARANCE_FOR_HOMING：当Z_AFTER_HOMING未定义时，固件会使用此参数作为Z轴归位后的抬升高度。

3. Z_CLEARANCE_BETWEEN_PROBES：如果Z_CLEARANCE_FOR_HOMING也未定义，固件会回退使用此参数值。

在用户的具体案例中，由于Z_AFTER_HOMING被注释掉了，固件使用了Z_CLEARANCE_FOR_HOMING的值。而用户配置中Z_CLEARANCE_FOR_HOMING也被禁用，因此最终使用了Z_CLEARANCE_BETWEEN_PROBES的值5mm作为抬升高度。

问题根源

虽然用户报告Z轴抬升了约10mm，但根据代码逻辑，理论上应该只抬升5mm。这种差异可能有以下原因：

1. 运动系统可能存在步进电机失步或机械回差
2. 配置文件中可能有其他相关参数影响了最终行为
3. 固件版本可能存在特定行为差异

解决方案与最佳实践

对于希望Z轴归位后保持原位的用户，建议采用以下配置方案：

1. 明确启用Z_AFTER_HOMING参数
2. 将其值设置为0
3. 在Configuration.h中添加或取消注释以下行：

#define Z_AFTER_HOMING 0

这种配置方式比简单地禁用相关参数更为明确和可靠，能够确保Z轴在归位后保持精确位置。

设计考量与建议

从固件设计角度来看，Z轴归位后自动抬升是一个安全特性，主要目的是：

1. 防止喷嘴与打印平台发生意外接触
2. 为后续操作（如调平）提供安全空间
3. 避免热床热膨胀导致的潜在碰撞

对于普通用户，建议保留适度的抬升高度（如2-3mm），而不是完全禁用。只有在特殊应用场景下，才需要将Z轴严格保持在归位位置。

总结

Marlin固件中Z轴归位后的行为是经过精心设计的，通过多级参数配置提供了灵活性。理解这些参数之间的优先级关系和相互作用，可以帮助用户更好地定制打印机行为，同时确保操作安全性和可靠性。对于遇到类似问题的用户，建议首先检查相关参数的配置情况，并根据实际需求进行适当调整。