Proximity sensoren

[ChwanPang]

Ik ben aan het kijken naar proximity sensoren voor mijn CNC, ik wil deze vooral voor homing gebruiken. Ik ben wat oude posts tegengekomen op het forum, maar in verschillende threads was de consensus erg anders. De een vond dat je proximity sensoren moest gebruiken die alleen op magneten zouden reageren zodat je door chips geen storingen kreeg en de andere vond dit onnodig. Ik heb momenteeel deze LJ8A3-4-Z-BX op het oog en vroeg mij af of dit het type is dat alleen op magneten reageert of niet. Ik kan even zo snel niet vinden hoe mijn breakout board heet, want ik zie het niet bij de advertentie staan, maar het is deze: https://www.ebay.de/itm/DE-Free-3Axis-N ... SwjxRgNBlP Ik ga LinuxCNC voor de software.

[Goudgele]

Ik gebruik zelf altijd proximity sensoren die alleen op metalen reageren. Dit noemt men inductieve sensoren. Daarnaast altijd de NC (normally closed) versie toepassen. Sommige sensoren kan je zowel NO als NC aansluiten, ook dan altijd NC kiezen. Mocht je een draadbreuk hebben in de sensorkabel, dan zal de machine stoppen i.p.v. vrolijk de sensor voorbij karren. Volgens mij passen de meeste mensen zo'n type sensor toe.
Het type wat jij noemt is wel inductief, maar is de NO versie. Die zou ik niet toepassen dus.

[hfjbuis]

Ik heb in een jaar tijd voor mijn draaibank verschillende sensoren getest in verschillende opstellingen. De inductieve sensoren zijn het minst gevoelig/reproduceerbaar en reageren ook op spanen!!!
De magnetisch gevoelige (HAL) sensoren zijn het meest gevoelig, maar daar blijven spanen plakken aan de magneet. Het beste werkt het met zo klein mogelijke (3mm) ronde neodymium magneten en de benadering radiaal op de as van de magneet.

De LJ8A3-4-Z-BX is een magnetische (HAL) sensor met een gevoeligheid van 4 mm (NPN NO).

Voor de X-as gebruik ik 2 sensoren. Een op de as van de spindel en een die op het zadel reageert. De sensor voor het zadel zorgt dat er alleen een trigger kan komen als het zadel vlak bij de home positie is. De sensor op de spindel zorgt dan voor de trigger (AND functie).
Omdat de verplaatsing van de magneet, gemeten aan de buitenkant van de spindel, groter is dan de verplaatsing bij het zadel, geeft dit een grotere resolutie. Op deze manier is de herhaalnauwkeurigheid gemeten over een periode van een paar maanden beter dan 0.005 mm. (idee van Hugo Stoutendijk)

[Caesar]

Voor de X-as gebruik ik 2 sensoren. Een op de as van de spindel en een die op het zadel reageert. De sensor voor het zadel zorgt dat er alleen een trigger kan komen als het zadel vlak bij de home positie is. De sensor op de spindel zorgt dan voor de trigger (AND functie).
Omdat de verplaatsing van de magneet, gemeten aan de buitenkant van de spindel, groter is dan de verplaatsing bij het zadel, geeft dit een grotere resolutie. Op deze manier is de herhaalnauwkeurigheid gemeten over een periode van een paar maanden beter dan 0.005 mm. (idee van Hugo Stoutendijk)

Die uitleg snap ik niet helemaal, maar ik vind het wel heel interessant. Ik wil zelf op 0.01mm reproduceerbaar kunnen homen omdat ik al mijn gereedschappen heb ingemeten en ik bij nieuw gereedschap natuurlijk wel dezelfde offset wil meten met toollengte sensor (die ligt op ongeveer 0.01mm herhaalnauwkeurigheid)> maar homing van de Z-as van de frees ligt op ongeveer 0.05, net teveel vind ik om betrouwbaar gereedschap in te kunnen meten als de machine uit is geweest.

Ik heb zelf een ideetje, maar die moet ik nog even uitwerken en misschien dat dit veel makkelijker is.

[hugo stoutjesdijk]

Voor de X-as gebruik ik 2 sensoren. Een op de as van de spindel en een die op het zadel reageert. De sensor voor het zadel zorgt dat er alleen een trigger kan komen als het zadel vlak bij de home positie is. De sensor op de spindel zorgt dan voor de trigger (AND functie).
Omdat de verplaatsing van de magneet, gemeten aan de buitenkant van de spindel, groter is dan de verplaatsing bij het zadel, geeft dit een grotere resolutie. Op deze manier is de herhaalnauwkeurigheid gemeten over een periode van een paar maanden beter dan 0.005 mm. (idee van Hugo Stoutendijk)

Die uitleg snap ik niet helemaal, maar ik vind het wel heel interessant.

Waarom zit er op de bediening van je slede een trommel met schaalverdeling?
Omdat daar de afstand tussen de streepjes misschien 1mm (booglengte) is en de verplaatsing die er bij hoort is dan misschien 0.01 mm.
Is natuurlijk afhankelijk van de diameter van de trommel en de spoed van de draad.

[DaBit]

maar homing van de Z-as van de frees ligt op ongeveer 0.05, net teveel vind ik om betrouwbaar gereedschap in te kunnen meten als de machine uit is geweest.

Gewoon een simpele mechanische schakelaar zoals bijvoorbeeld een microswitch en je bent er. Op mijn draaibank is de Z-as een inductieve sensor, want kwam handig uit en een paar honderdste onnauwkeurigheid interesseert me daar niet. De X-as is echter een microswitchje van een euro; dat blijft ruim onder de 0,01mm.

Op de frees heb ik van die leuke Euchner referentieschakelaars, ook mechanisch. Maar als je die nieuw moet kopen word je daar niet vrolijk van.

[hfjbuis]

Die uitleg snap ik niet helemaal

De spindel met een spoed van 2mm zit gekoppeld aan de motor met een as van 20 mm diameter. Op deze as zit de magneet. Als de spindel een keer ronddraait, legt de magneet op de as (spindel) een afstand af van 3.14 x 20 = 62.8 mm. De magneet op de slede slechts 2 mm. Daarmee is de magneet op de spindel 30 x gevoeliger.
Omdat de magneet op de spindel elke rotatie een trigger geeft, zit op de slede een 2e sensor.

Gewoon een simpele mechanische schakelaar zoals bijvoorbeeld een microswitch en je bent er

Die heb ik niet getest

[Caesar]

Die uitleg snap ik niet helemaal

De spindel met een spoed van 2mm zit gekoppeld aan de motor met een as van 20 mm diameter. Op deze as zit de magneet. Als de spindel een keer ronddraait, legt de magneet op de as (spindel) een afstand af van 3.14 x 20 = 62.8 mm. De magneet op de slede slechts 2 mm. Daarmee is de magneet op de spindel 30 x gevoeliger.
Omdat de magneet op de spindel elke rotatie een trigger geeft, zit op de slede een 2e sensor.

Gewoon een simpele mechanische schakelaar zoals bijvoorbeeld een microswitch en je bent er

Die heb ik niet getest

ah kwartje valt. M.a.w. met de sensor op de slede krijg je de grove positie, waarbij je de sensor op de as in de juiste 'fase' brengt om vervolgens daar de fijn homing te doen op basis van rotatie van de as.

Dat is wel slim inderdaad maar heeft denk ik wat slimmigheid in de aanstuursoftware nodig denk ik? Ik zit even hard op te denken bij NC sensor: Als je ze parallel zet, dan breekt als het goed is eerst de sensor op de slede wanneer in bereik en vervolgens breekt de sensor op je spindel (als hij op de juiste hoek van de as zit). Pas als beide circuits gebroken zijn ziet je aanstuursoftware pas dat een sensor getriggered is. Hmm, misschien kan het zo simpel zijn?

Daar ga ik zelf eens mee spelen. Erg interessant.

[hfjbuis]

Hmm, misschien kan het zo simpel zijn

Ja is simpel en doeltreffend.
Dit werkt ook met andere type schakelaars of een combinatie van een mechanische en een proxy.

[ChwanPang]

maar homing van de Z-as van de frees ligt op ongeveer 0.05, net teveel vind ik om betrouwbaar gereedschap in te kunnen meten als de machine uit is geweest.

Gewoon een simpele mechanische schakelaar zoals bijvoorbeeld een microswitch en je bent er. Op mijn draaibank is de Z-as een inductieve sensor, want kwam handig uit en een paar honderdste onnauwkeurigheid interesseert me daar niet. De X-as is echter een microswitchje van een euro; dat blijft ruim onder de 0,01mm.

Op de frees heb ik van die leuke Euchner referentieschakelaars, ook mechanisch. Maar als je die nieuw moet kopen word je daar niet vrolijk van.

Is dit dan een analoog sensor, want ram je anders niet in de sensor?

[ChwanPang]

De LJ8A3-4-Z-BX is een magnetische (HAL) sensor met een gevoeligheid van 4 mm (NPN NO).

Heb je een seller die je hiervoor aanraadt? Ik zag een oude post, maar daar werkte de link niet meer van. Ik zat te hopen tussen de 3-5 euro te besteden per sensor.

[hfjbuis]

De LJ8A3-4-Z-BX is een magnetische (HAL) sensor met een gevoeligheid van 4 mm (NPN NO).

Heb je een seller die je hiervoor aanraadt? Ik zag een oude post, maar daar werkte de link niet meer van. Ik zat te hopen tussen de 3-5 euro te besteden per sensor.

Bijna al mijn sensoren komen van ali of ebay. Als je daar 2x iets besteld, krijg je onder hetzelfde type nummer toch iets anders. Maar zolang ze het maar doen, maakt mij dat niets uit. Je moet meestal wel geduld hebben.

De De LJ8A3-2-Z-BX is iets gevoeliger (2 mm detectie afstand) en dat heeft mijn voorkeur. De 8 mm sensoren hebben weliswaar een ingebouwde led, maar die is slecht zichtbaar. Is dat belangrijk, dan moet je voor de 12 mm versie gaan. Letop, dit zijn NPN NO sensoren.

[DaBit]

Is dit dan een analoog sensor, want ram je anders niet in de sensor?

Nee, gewoon een schakelaar. En meestal monteer je ze zo dat de schakelaar ingedrukt word maar het ding verder kan schuiven. Doe ik op de Emco overigens niet; die staat snel genoeg stil.

[Caesar]

Voor wat het waard is heb ik afgelopen weekend klein beetje ge-experimenteerd met 2 proximity sensors op 1 as zoals Hugo en Hfjbuis beschreven met grote hulp van Benkr voor het leveren van de benodigde stekkers!

Resultaten zijn bijzonder teleurstellend, maaaaaaaaaar dat komt door mijn setup en ik ben bezig met prototype printplaat om dat op te lossen zodat dit universeel opgelost is.

Ik heb 2 maal PNP NO sensoren (ja ik weet het, beter was NC, maar dit zit er eenmaal op!); deze heb ik in serie gezet, want in parallel werkt dit niet, want je moet een And-waarheidstabel hebben, geen OR.:

-Sensor 1 (de originele/oorspronkelijke) wordt geschakeld wanneer het bed van de Z-as in de buurt komt.
-Sensor 2 schakelt op een magneetje die ik op een wieltje gefreest heb. Dit wieltje zit op het uiteinde van mijn Z-as. Spoed van de Z-as is 5mm meen ik.

M.a.w. als Sensor 1 geschakeld is, levert hij (omdat hij in serie staat) 24V naar sensor 2: als deze dan getriggered wordt creëert hij een 24V signaal.

Omdat mijn frees met relatief grote snelheid homed, voordat de as stopt met draaien heeft het magneetje al een onbekend aantal keren langs de sensor gedraaid ondanks dat sensor 1 al geactiveerd is. M.a.w. in de overshoot wordt nu bij eerste keer magneetje op sensor 2 al geschakeld terwijl 1 ook nog actief is en dan pas een signaal genereert.

De overshoot varieert met de oorspronkelijke positie van de Z-as, dus dit wordt een onbekende nu wanneer S2 nu schakelt.

Makkelijkste oplossing is natuurlijk langzamer homen, maar dat is natuurliujk niet mooi!

Ik heb nu een schemaatje ontwikkeld met een aantal Logic-gates die op de volgende manier werkt:

2 inputs: Sensor 1 en Sensor 2:

Sensor 2 genereert pulsen bij normaal gebruik omdat hij op de spindel zit. Deze wordt genegeerd en pas ingelezen als Sensor 1 hoog is en weer laag is geworden.

Dus bij homen:

Sensor 1 genereert een 1:, deze 1 wordt naar de CNCcontroller gestuurd.
Sensor 2 pulst, maar wordt nog genegeerd
Sensor 1 wordt bij terug draaien in 2e fase van homen weer 0, maar de 1 gegenereerd van S1 is gelatched totdat sensor 2 deze reset.
Sensor 2 kan deze alleen resetten als hij eerst 1 is geweest en pas bij wederom op 0 springen een 1 genereert. Deze 1 reset de latch zodat de 1 naar CNC controller 0 wordt en dus homen-proces voltooid is.

Idee is dus dat altijd bij dezelfde puls, hoe Z-as ook staat, eerst S1 getriggered moet zijn en weer nul moeten worden. Pas bij vallen van S2 stopt het home-process

Samen met aantal op-ampjes en een klein 24V -->5v voedingkje kun je dus heel makkelijk verschillende sensoren aansluiten zonder zorgen te maken hoe het gekoppeld wordt. Misschien dat ik het prototype uitvoer met een jumpertje zodat hij heel makkelijk van PNP naar NPN om te zetten is. Voor NC en NO maakt het neits uit. Dat is een instelling in je CNC controller. Sensoren moeten wel hetzelfde zijn: Beide PNP NC bijv. of NPN NO, of NPN NC.

Als proto af is maak ik wel een filmpje!