Marlin固件中CR Touch在Z轴归位时不部署的故障分析与解决

问题背景

在使用Marlin固件（bugfix-2.1.x版本）搭配Bigtreetech SKR Mini E3 V3主板和Creality CR Touch传感器时，用户遇到了一个典型问题：在进行Z轴归位(G28)操作时，CR Touch探针不会自动部署，导致打印平台持续上升直至撞击喷嘴。

故障现象详细分析

1. 异常现象：

   • 执行Z轴归位时，CR Touch探针不自动部署
   • 打印平台持续上升直至机械碰撞
   • 使用Z轴限位开关引脚连接时能正常工作，但会出现打印过程中随机部署的问题

2. 基本功能测试：

   • 通过M119命令验证了探针状态检测功能正常
   • 使用M401/M402命令手动控制探针部署/收回功能正常
   • 使用M280命令直接控制伺服电机也表现正常

根本原因

经过对配置文件的检查，发现问题的核心原因是未启用USE_PROBE_FOR_Z_HOMING宏定义。这个关键配置项控制着固件是否使用探针作为Z轴归位的传感器。

解决方案

1. 修改配置： 在Configuration.h文件中添加或取消注释以下定义：

   #define USE_PROBE_FOR_Z_HOMING
   

2. 配置验证：

   • 确保Z_MIN_PROBE_USES_Z_MIN_ENDSTOP_PIN已正确配置
   • 检查探头偏移量(PROBE_OFFSET)设置是否正确
   • 验证探头触发状态是否与物理连接一致

深入技术解析

CR Touch作为一款基于伺服电机的自动调平传感器，其工作流程包含几个关键阶段：

1. 初始化阶段： 固件启动时会对探头进行初始化，包括伺服电机位置校准

2. 部署阶段： 收到归位指令后，固件应首先部署探头

3. 检测阶段： 探头下降并接触打印表面，触发信号

4. 收回阶段： 完成测量后收回探头

当USE_PROBE_FOR_Z_HOMING未启用时，固件会跳过部署阶段，直接尝试使用Z轴限位功能，导致上述问题。

预防措施

1. 在配置Marlin固件时，应仔细检查所有与探头相关的配置项
2. 首次安装后，建议先手动测试探头功能(M401/M402)
3. 进行归位操作时，保持手动急停准备
4. 定期检查探头机械结构是否正常，避免卡滞

总结

这个问题展示了Marlin固件配置中一个常见的疏忽。CR Touch等自动调平探头需要正确的固件配置才能发挥全部功能。理解USE_PROBE_FOR_Z_HOMING等关键宏定义的作用，对于3D打印机的正确配置至关重要。通过这次故障分析，我们不仅解决了具体问题，也加深了对Marlin固件探头系统工作机制的理解。