【3DP】ギャップセンサSN04-Nの精度測定した<近接センサは不適>

HOMEリセットしたときのZ高さとベッド中央部でZHOMEしたときのZ高さが0.2mmほど高くなっている現象について
中華センサSN04-Nの精度が怪しいので、検出精度測定をしました。電圧が6v~36Vとなってますが、5Vで使われてますので5Vでの精度を測定しました。チャタリングなどがあるといけないのでオシロで測定しました。
●OMKON SN04-Nの仕様

中華デバイスでも、大概は、PDFマニュアルあるのですが。
この近接センサは、マニュアルがみあたりませんでした。
OMRONの近接センサを真似したものなので、OMRONで似たもののPDFを探しました。角柱型近接センサTLーNがありました。https://www.fa.omron.co.jp/data_pdf/cat/tl-n_tl-q_ds_j_14_1.pdf?id=462

中華近接センサSN04-Nは、OMRONのTL-Q5MCに似てます。

 

スペックでは、精度は、検出距離の10%以下となってます。
材質によって検出距離が変化します。

近接センサなので、距離を管理するためのセンサではないです。

●中華近接センサのスペック?を、みてみると

https://www.alibaba.com/product-detail/price-list-of-electronic-sensor-SN04_321410673.html

OMRON仕様であった精度記載は、中華センサでは、記載がありません、
結線はOMRONそっくりです。
Vcc=茶、出力=黒、GND=青と変則的な配線色です。

NPN型出力ですので、プルアップしてオシロにいれます。

http://s51517765.hatenadiary.jp/entry/2016/02/07/130732


http://ednjapan.com/edn/articles/1512/21/news016_2.html

●測定準備
距離をずらしながら精度よく測定するには、光学ステージが一番いいのですが、所有してないので、卓上ボール盤についている
中華マイクロテーブルに国産ダイアルゲージを当てて距離を測定することにしました、センサをHICTOP PRUSAからはずして取り付けました。ベッドも垂直に立ててセンサに対向させます。

センサーコネクタから引き出すために、秋月から大量に購入して在庫してあるXHコネクタで3線の雄雌を作りました。

NPNなのでプルアップを20KΩの抵抗で結線してからオシロに引き込みます。センサの配線色が分かりにくいので、自分のルールであるVccは赤、GNDは黒、信号は茶としました。

■ゼロ位置の出し方
ギャップ調整でゼロ位置の決め方が難しいのですが、
今回は、シックネスゲージ0.03mmの通止めで止めの中間程度の位置をギャップゼロと定義しました。位置決め精度としては
±0.03mm以内で収まってます。

ダイアルゲージを1mm前後に合わせてから通止め調整をします。

●測定方法
ベッドの端部から1mm、10mm、20mmと位置を変えた水準と下降時のOFFからONになった距離と上昇時にONからOFFになった距離を各5回測定しました。BUILDTAK0,3mm厚さを貼った場合はどうなるかも測定しました。
オシロで矩形波もとってますが、チャタリングがほとんどないのでセンサの赤点灯をみればONOFFが分かります。

●データ
2.5mm測定で、0.089mmばらつきは 4%ですので、近接センサとしては十分ですが距離を管理する観点では
ギャップを0.1~0.2mmに管理する場合では
±0.089mmは大きすぎて使えないです。

BUILDTAKでは

0.3mm厚さ増えて0.5mm薄く検知するようになりました。BUILDTAKが盛り上がっていたらどうなるかなどありますが、精度には悪影響がでると思います。

●以後
ギャップを0.25±0.05mmで管理したいのですが
ベッド自体がレンジで0.15mmあるので、センサの誤差は
0.02mm以下におさえないといけないと思います。
別の方式のセンサで管理しないと無理なので、
市販は高価なものが多いの自作センサで高精度のものを検討します。MFT2018用の開発が目途がついたら高精度ギャップセンサ開発もはじめようと思います。

カテゴリー: 3DP

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