Marlin固件中Z轴偏移(M851)配置问题的分析与解决

问题背景

在使用Marlin 2.1.2.4固件配置BLTouch自动调平系统时，用户遇到了一个典型问题：无论怎样设置NOZZLE_TO_PROBE_OFFSET参数中的Z值，打印床总是会移动到距离喷嘴3.8mm的固定位置。这个问题在使用BTT SKR1.4主板的打印机升级过程中出现，虽然X和Y轴的偏移设置能够正常生效，但Z轴偏移似乎被固件完全忽略。

技术分析

1. EEPROM存储机制的影响

Marlin固件会将喷嘴到探针的偏移量(NOZZLE_TO_PROBE_OFFSET)存储在EEPROM中。当固件首次运行时，它会使用配置文件中定义的默认值初始化EEPROM。如果后续修改了配置文件中的偏移值但没有重新初始化EEPROM，这些修改将不会生效。

2. 正确的配置流程

要确保Z轴偏移设置正确生效，需要遵循以下步骤：

1. 在Configuration.h中设置初始偏移值
2. 上传新固件后执行M502(恢复出厂设置)
3. 执行M500(保存设置到EEPROM)
4. 或者启用EEPROM_INIT_NOW选项，强制每次上传固件时都使用配置文件中的默认值

3. BLTouch校准的正确方法

对于使用BLTouch等自动调平系统的打印机，建议采用以下校准流程：

1. 先将Z偏移设为0(M851 Z0)
2. 将热床和喷嘴加热至打印温度
3. 执行归零操作(G28)
4. 将探针移动到床的中心位置
5. 使用M290 Z-0.01命令通过babystepping功能缓慢调整喷嘴与床的距离
6. 观察Z偏移值的变化(M851)
7. 确认无误后保存设置(M500)

解决方案

经过深入分析，该问题的根本原因可能是配置过程中出现了某些错误。最终用户通过重新从头开始配置打印机解决了这个问题。这表明在复杂固件配置过程中，有时简单的重新开始比花费大量时间排查特定问题更有效率。

经验总结

1. 修改关键参数后务必检查EEPROM状态
2. 对于自动调平系统，温度变化会影响校准结果，应在工作温度下进行校准
3. 使用babystepping功能可以更精确地设置Z偏移
4. 当遇到难以解释的问题时，考虑重新进行完整配置

通过理解Marlin固件的存储机制和正确的配置流程，可以避免类似Z轴偏移设置无效的问题，确保3D打印机能够准确执行自动调平操作。