Tous sur les capteurs (limit switch, FDC, homing...)

[Coyote94]

Salut,
J'ouvre ce poste car, suite à mes questions dans mon post de contruction, je me rends compte que le sujet n'est pas si trivial que ça.
L'objectif de ce post serait de compiler toutes leinfos sur ce sujet.

Mes 3 questions initales sont :

1. Quel type de capteurs ?
2. Combien de capteurs ?
3. Où placer les capteurs ?

Je n'ai pas vu de réponse dans les posts déjà existants sur le forul alors je mets ci-dessous ce que j'ai compris des réponses à mon précédent post.

1/ Concernant les type, il existe 2 catégories de capteurs :
Mécanique

Electronique

Dans cette catégories, il existe 2 types :

1. Détecteur inductif - Détecte le métal
2. Capteur capacitif

Certainement plus mais je ne connais pas.

Il y aurait 2 écoles ; les mécaniques seraient plus fiables mais un copeaux dessus ou dessous et on perd le capteur. Electronique moins fiable.

Aussi, les capteurs sont NPN ou PNP, j'ai trouvé une définition ICI. Après est-ce qu'il y a un intérêt à prendre l'un ou l'autre ?? ça doit dépendre de la carte

2/ Le nombre varie de 6 à 9 suivant que l'on se sert d'un FDC en homing. Est-ce déconseillé ?

3/ Leur placement serait sur le chassis, pourquoi pas sur éléments en mouvement ? je ne sais si il a des REX sur le chassis ou éléments mobile ?
Les capteurs homing doivent être plus long de 2-4 mm.

Voilà maintenant si les experts pouvaient nous donner leur avis

 

[Coyote94]

Tient temps qu'on y est, j'ai vu ce type de concentrateur mais aucune autre infor. Quelqu'un connait ?

 

[Mcar]

je suis

 

[slouptoouut]

Bonjour,

le sujer est en effet vaste, intéressant, et en effet pas si trivial que ça ! d'autant qu'il faudrais
-Préciser si on parle de machines "amateur" ? ou "industrielles" ?
(ou les deux)
et
-ajouter a la liste le cas "pas de capteur physique" , mais des "butés logicielles"
(Dans certains cas : En l'absence de capteur, on se sert de l'info de position donnée par un codeur entrainé par l'axe, et on fixe logiciellement la limite, ceci suppose d'avoir un codeur sur l'axe , de faire confiance au logiciel, et que celui ci permettre de programmer les limites ...Ceci dit, ça ne dispense pas d'ajouter des capteurs mécaniques de surcourse our éviter de la casse mécanique le jour ou l'axe continue sa course alors que le logiciel est vautré !)


Donc, on aura
-les positions "limit" (en gros, ils fixent les limites de déplacement et évite de la casse mécanique au cas ou elle sont dépassés )
-la position "homing" ou "origine" (selon machine, en gros il renseigne la machine sur ou est elle et d'ou on commence )

et en technologies de détection de position
-les "mécaniques" (avec un organe de détection de position du type poussoir, ou galet, ou tige, actionnant un microcontact )
-les électroniques (dont on peux rencontrer non pas 2 types mais davantage : inductif, capacitif, photoélectrique, a effet hall , et j'en oublie surement)
-le cas des "butées logicielles" (pas de capteur physique tel qu'on en a l'habitude , mais recours au codeur de l'axe, et au programme associé à la machine )

Dans le cas de capteurs électroniques,pour les type PNP , ou NPN, techiquement et au niveau fiabilité, les PNP et les NPN se valent (il n'y a pas vraiment d'avantage de l'un ou l'autre, si ce n'est que le PNP est plus courant) mais ça dépend de la carte associée ,et de sa logique de commande (bien faire attention à ce point , sinon le capteur risque de ne pas être reconnu et on risque de croire qu'il est défectueux et de le changer pour rien ...En ce cas, et si on est un peu bricoleur en électronique, on peux inverser localement avec un petit montage a transistor, ou recourir a un module interface du commerce disposant de la commutation PNP/NPN tels les modules "concentrateurs" montrés précédemment ci dessus )

Dans le cas de capteurs mécaniques, leur choix, et le choix de leur indice de protection, sera guidé par le degré de fiabilité souhaité ...Et par l' environnement dans lequel la machine travaillera (un environnement sale et possiéreux fera déconseiller les capteurs inductifs ou capacitifs risquant d'être faussé par accumulations de matières ... ou capteurs photoélectriques risquant d'être affecté par des éclairement trop intenses si la machine est soumise aux rayons UV (machine de soudure ou découpe plasma) , ou au soleil direct (machine utilisée en plein air ...) les capteurs mécaniques peuvent éviter ces problèmes ...
Par ailleurs : Des problèmes d'humidité (condensation, embruns ...) , ou de risque de pollution par des liquides (machine travaillant avec présence d' eau, de lait, de denrés alimentaires...), feront choisir des capteurs d'un bon degré d'étanchéité (plein air, locaux non chauffés, stations de lavage, industrie agro-alimentaire ...)

Outres les capteurs de positions proprement dit, et puisqu'on est dans les capteurs, et surtout dans le cas de machines industrielles, ne pas oublier d'autres capteurs , faisant partie des sécurités pour protéger l'usager ( sécurité de fermeture de capot, de portes, de grilles...barrières immatérielles à infrarouge...) On n'autoriser le démarrage de la machine que si tout les fluides et courants sont présents et corrects ( sécurité de niveau, de pression d'huile, ou d'air , de magasin d'outils, éventuellement de manque de phases ou de mauvais ordre des phases si on est en triphasé ...)

Sur un CU 5 axes, industriel , avec groupe hydraulique, et avec magasin d'outils, on n'aura pas seulement 9 capteurs, mais leur nombre peux facilement atteindre une vingtaine ...Même remarque avec un robot un peu complexe et son environnement ...

pour de petites machines, les capteurs "limit" ou "de sécu de surcourse" sont tous de type NF, et tous placé en série sur une même entrée (et constitue ce qu'on appelle une "chaine de sécurités")
Sur les grosses machines industrielles, ils sont sur des circuits séparés (complexifient le cablage, mais facilite le diagnostic de la cause de surcourse, en général et dans l'industrie, ces entrés sont "surveillés" individuellement, avec report de l'avarie par un message en clair sur l'écran de la CN ou du PC )

Quand a leur positionnement : On prèfère autant que possible, les placer sur le bati, le chassis, tout bonnement pour limiter le nombre de fils souples a prévoir pour les rejoindre sur les éléments mobiles, et les risques de panne par rupture de ces derniers parce ils sont soumis à d'incessants mouvements (si on ne peux l'éviter, utiliser autant que possible , pour connecter les capteurs mobiles, des cables constitué de fils extra-souple "spécial robotique" , et/ou des chaines portes câbles pour les accueillir )

Note :
j'ai écris tout cela parce j'ai moi même connu (ceci bien avant de connaitre ce forum !) le cas particulier d'une machine numérique d'autoconstruction à portique de construction amateur ...
Mais réalisé par une escouade de "bricolos de génie"a une échelle industrielle (portique d' environ 3 mètre de large , course d'environ 10 m , branchement en 400V tri ) et dans un environnement difficile ( usage en milieu agricole, locaux non chauffés )

sloup

 

[metalux]

1. Détecteur inductif - Détecte le métal
2. Capteur capacitif

Certainement plus mais je ne connais pas.

si je puis me permettre, tu peux ajouter: capteur photoélectrique

soit on coupe le faisceau lumineux (capteur a fourche par ex), soit le faisceau se reflechie sur la piéce ( capteur a reflexion)

très utilisés dans les imprimantes par ex

 

[lacier]

Bonjour,

Pour le choix il est important de prendre en compte certaines notions.

Pour un capteur "limit switch", la notion de fiabilité est très importante, ce capteur ne servira pratiquement jamais et on ne vient jamais le tester pour voir s'il est toujours opérationnel. Il faut donc choisir une techno qui est fiable, simple, peu sujette au parasitage, à l'encrassement, etc... L'emplacement, le montage et le câblage (sécurité positive)... sont aussi importants. La précision elle, n'est pas importante pour cette fonction.

Pour un capteur "homing", le critère principal est la reproductibilité. Il faut pouvoir jour après jour donner l'info de position de manière identique. Parfois un usinage doit continuer le jour d'après ou bien être repris après un arrêt machine suite à une panne ou erreur logicielle par exemple. Dans ces cas il est important de retrouver les origines avec la plus grande précision.
Un bon exemple de capteurs de haute précision.

 

[Bat74]

Bonjour à tous,

dans la gamme des capteurs optiques, il existe une multitude de configurations... Mais on peut résumer en 3 familles:
- les fourches qui portent à la fois l'émetteur et le récepteur en vis à vis et qui commutent lorsque qu’un obstacle interrompt le faisceau lumineux
- les capteurs combinés où émetteur et récepteur sont associés côte à côte et qui fonctionnent avec réflexion du faisceau sur un miroir
- les éléments séparés où l'émetteur est distinct du récepteur mais doivent être montés alignés en face l'un de l'autre (généralement du type fibre optique)

types fourche ...

Fibre optique...

La technologie du capteur lui-même n'est pas seule à prendre en compte (immunité à la poussière, aux copeaux métalliques, aux champs magnétiques, etc...), il faut veiller aussi à l'aspect "sécurité.
On ne met donc pas de capteur avec contact travail ( normalement ouvert) où le signal passe lors de l'activation sur ce type de fonction. Il faut privilégier un capteur de type normalement fermé qui va s'ouvrir et interrompre le signal lors de l'activation. Ce type de logique est très largement adopté par l'industrie pour se prémunir d'une éventuelle rupture du câble de liaison. En effet, dans ce cas particulier, toute coupure du câble est considérée par le système comme une activation de la butée. La sécurité est donc assurée par construction...

 

[slk]

Je vais suivre ce topic très intéressant

 

[totoche974]

salut coyote

concernant ton post, https://www.usinages.com/threads/tous-sur-les-capteurs-limit-switch-fdc-homing.162054/post-2034027

j'ai trouvé tes modules sur aliexpress
https://fr.aliexpress.com/item/1005004227672411.html

le problème qui se pose , avec tes modules c'est que tu ne peut pas panacher les capteurs NPN et PNP en entrée
donc soit tu met tout en NPN ou PNP et avec l'inter tu choisis de sortir en PNP ou NPN

j'ai eue un flash, et chez mon fournisseur, il dispose d'une plaque ou tu peux mixer les capteurs d'entrées NPN + PNP + des simples switch mécanique


++
gilles

 

[Coyote94]

Ouch, merci pour toutes ces réponses pleines d'infos et de bon sens

Pour répondre à mes questions pour une CNC d'amateur :

1. Quel type de capteurs ?
   • Limit switch
     • Préférer les mécaniques pour leur fiabilité et résistance à l'environnement.
     • De type NC pour la sécurité.
   • Homing :
     • Préférer les capacitifs pour le précision et répétabilité.
     • De type NC pour assurer la "chaine de sécurités"
   • Pas de capteur photoélectrique ou optique, trop sensible à l'environnement dans le cas d'une CNC (poussières, copeaux...)
   • NPN ou PNP peut importe, cela dépendra de la compatibilité de la carte motion
2. Combien de capteurs ?
   • Limit switch : 1 à chaque extrémité de chaque axe, soit 2 par axe
   • Homing : 1 pour chaque axe. Par convention (ou habitude), leur positionnement sera :
     • Z : en haut
     • Y : à l'arrière
     • X : suivant l'inspiration
3. Où placer les capteurs ?
   • Sur le chassis fixe, pour éviter la coupure de câble dû aux mouvements répétés.
   • Homing : 2-4 mm avant le Limit switch

Vérifiez si j'ai pas dit trop de c....e svp

 

[Coyote94]

salut coyote

concernant ton post, https://www.usinages.com/threads/tous-sur-les-capteurs-limit-switch-fdc-homing.162054/post-2034027

j'ai trouvé tes modules sur aliexpress
https://fr.aliexpress.com/item/1005004227672411.html

le problème qui se pose , avec tes modules c'est que tu ne peut pas panacher les capteurs NPN et PNP en entrée
donc soit tu met tout en NPN ou PNP et avec l'inter tu choisis de sortir en PNP ou NPN

j'ai eue un flash, et chez mon fournisseur, il dispose d'une plaque ou tu peux mixer les capteurs d'entrées NPN + PNP + des simples switch mécanique
Voir la pièce jointe 823142

++
gilles

Salut @totoche974
On a le même fournisseur, je lui ai pris les probes que je n'ai pas encore déballés...et en vérifiant la commande, je lui ai aussi pris cette carte

 

[totoche974]

salut coyote94

On a le même fournisseur,

les grands esprit se rencontre le lui est pris le jeu de probe fixe, mobile et sonde, hélas le probe fixe est arrivé défectueux mais comme c'est un bon vendeur il me retourne la piece

afin de faire marcher tout ses beau capteur, j'ai presque terminé la conception d'un screenset en prenant des idées à droite et gauche,
si sa t'intéresse de participer à la finition, je peux t'envoyer le prototype. A 2 ont aura plus d'idées

++
gilles

 

[totoche974]

re

ta reflexion sur les capteurs et leur positionnement me parais bonne

pour les limits switch j'utiliserais les 2 solutions les "limit logiciels" et les mecanique
de façon à si les limits logiciels sont dans les choux il reste la securite mecanique

++

 

[Coyote94]

les grands esprit se rencontre

c'est le quotidien des génies

je lui est pris le jeu de probe fixe, mobile et sonde,

Tout pareil et avec la carte, l'idée était de tout connecté sur la carte car je n'ai qu'une entrée probe sur l'AXBB-E.

afin de faire marcher tout ses beau capteur, j'ai presque terminé la conception d'un screenset en prenant des idées à droite et gauche,
si sa t'intéresse de participer à la finition, je peux t'envoyer le prototype. A 2 ont aura plus d'idées

ha oui avec plaisir mais j'en suis loin encore, je suis toujours à phase de la structure. Et je n'y connais absolument rien, c'est ma 1ere expérience CNC mais je suis preneur d'apprendre

 

[totoche974]

Tout pareil et avec la carte,

la carte de protection de la sonde ?? la SMART.MER/2

à l'heure actuel j'utilise depuis plusieurs année mach3 avec une carte chinoise USB avec laquelle j'ai eue aucuns problèmes

je rétrofit une vielle CHARLY ROBOT pour faire exclusivement des circuits imprimé donc j'ai aussi la carte AXBB-E de CncDrive avec le logiciel associe UCCNC qui est un peux plus évolué que mach3 qui lui est en fin de vie de plus le logiciel UCCNC dispose de systèmes de palpage bien adapté pour faire des circuits

en deuxième choix il y a aussi la carte AXBB-E associé à ESTLCAM qui est vraiment super et pas cher qui à aussi un systèmes de palpage bien adapté pour faire des circuits et qui dispose aussi du postpro MACH3 et UCCNC

sinon, je suis encore indécis sur quelle solution adoptée sur ma cnc principale ??
1 - installer un système de CS-LAB avec MACH3 si je veux rester dans la continuité
2 - la carte AXBB-E ave UCCNC
3 - la carte AXBB-E ave MACH3

à l'heure actuel, je refais une armoire électrique pour accueillir la nouvelle électronique, de plus je termine une télécommande Bluetooth
pour piloter la CNC avec MACH3

je t'enverrais screenset par mail

++
gilles

 

[Bbr]

Bonjour,

Par convention (ou habitude), leur positionnement sera :

• Z : en haut
• Y : à l'arrière
• X : suivant l'inspiration

Les axes et leurs sens machines sont définis par une norme :

L'axe Z est l'axe de la broche de la machine (dans sa configuration normale c'est à dire avec tous les axes en position "origine" donc à 0).
L'axe X est l'axe qui a le déplacement le plus long (après le Z bien sûr dans le cas où ça serait lui le plus long, exemple pour un tour parallèle : l'axe Z est le trainard), cet axe est perpendiculaire à l'axe Z.
L'axe Y est l'axe qui est perpendiculaire à Z et X de façon à avoir un repère orthonormé.
L'axe A est la rotation autour de l'axe X
L'axe B la rotation autour de Y
l'axe C la rotation autour de Z.

Il y en a d'autres comme U, V et W qui sont les axes complémentaire de X, Y et Z respectivement (les déplacements linéaires sont nommés par "paquet de 3 en partant de la fin de l'alphabet), pour les rotations c'est aussi des paquets de 3 en partant du début de l'alphabet (donc D, E et F pour les complémentaires de A, B et C).

Pour les sens positifs et négatifs des axes j'ai oublié mais c'est défini aussi.

Cordialement,
Bertrand

Edit = correction d'une faute de frappe.

 

[Coyote94]

Bonjour

L'axe Y est l'axe qui est perpendiculaire à Z et Y de façon à avoir un repère orthonormé.

Heu c'est moi ou c'est le X à la place du Y là ?

 

[Boris_25]

Pour les capteurs d'origine, sur les machines plus haut de gamme, on peut ajouter les capteurs absolus ou relatifs présents sur les servos-moteurs. Ils permettent de retrouver un positionnement avec une précision redoutable. On ne les trouve pas ou peu dans les machines auto construites, ais avec l'apparition de servos-moteurs à prix accessibles, cette technologie pourrait peut être se développer.

 

[Coyote94]

Questions subsidiaires mais qui ont leur importance :
- quelles sont les marques/fabricants haut et milieu de gamme ?
- chez qui vous fournissez vous ?

 

[Bbr]

Heu c'est moi ou c'est le X à la place du Y là ?

C'est bien X qui devrait être écrit et non Y : ça s'appelle une faute de frappe.

Bon visiblement tu as quand même compris l'explication.

 

[Coyote94]

C'était un test ?

 

[Bbr]

C'était pour voir ceux qui suivaient ! (déjà entendu quelque part celle-là...)

 

[Fred69]

J'ai fait la même erreur, j'ai confondu X avec Y, mais tant pis, ça restera.

 

[Coyote94]

Salut,
Petit problème avec mes capteurs de homing que j'ai installés ; j'ai ces 2 capteurs inductifs en X et Y avec 2 fils (BN/BU, et 1 capteurs 3 fils pour le Z. Ils sont tous en serie, NPN et NC.

Je les ai mis en série comme ce schéma :

Les 2 capteurs X et Y fonctionnent très bien mais le 3eme ne déclenche pas, pour autant le signal des 2 autres passent bien.
J'ai bien respecter la connectique de ce dernier. La led ne s'allume pas.

Qu'est-ce que j'ai fait de mal ?

 

[JieMBe]

Salut,
Par construction un capteur 2 fils consomme un courant résiduel lorsque il est ouvert, et délivré un signal avec une chute de tension lorsqu'il est fermé. Si tu en mets 2 en série ces 2 phénomènes sont multipliés par 2, il est possible que la chute de tension fasse passer l'alimentation du 3eme capteur en dessous de sa tension mini. Tu peux quand même essayer de mettre le capteur NPN en tête et alimenter le suivant à partir du fil noir, (le brun au + et le bleu au moins). D'ailleurs à la réflexion sur ton schéma le cablage de ce troisième capteur n'est pas correct, la sortie c'est le fil noir, le bleu doit être au -.

JMB

 

[Coyote94]

Je viens d'aller éssayer en retirant les autres capteurs, lorsque je connecte le brun et noir au + et blau au -, la led s'allume à proximité mais le circuit ne se coupe pas. Idem en mettant le noir au -

 

[JieMBe]

Non ça ne va pas, il faut brancher le brun au + qui doit être le commun des entrées de ta carte (d'ailleurs c'est quoi ta tension d'alimentation ?), le bleu au -, et le noir à l'entrée de ta carte correspond à la fin de course.

 

[JieMBe]

Je viens de regarder, si j'ai bien compris ton contrôleur est un AXBB-E, celui-ci peut fonctionner en logique négative ou positive pour les entrées logiques. Pour les fins de course (limit switch), tu dois utiliser l'entrée 1.

Pour ça tu connectes le I1- sur le port 24V0 comme sur le schéma ci-dessous, tu relies le fil bleu de ton NPN au même potentiel, le fil brun à la borne 24V+ et le fil noir au port I1+. Normalement tu dois voir l'état du capteur changer en présence d'une cible métallique, vérifie à ce moment-là que ton contrôleur voit bien le changement d'état. Si ça marche, tu débranches ton fil noir de I1+ et tu mets l'un des capteurs 2 fils en série, (le marron sur le noir du NPN et le bleu sur I1+), tu vérifies à nouveau si ça marche. Si c'est le cas tu mets le 2nd capteur 2 fils en série. Si ça ne marche pas c'est à cause de ce que j'ai dis au #25, si ça marche tu n'as plus de problème




JMB

 

[Coyote94]

ok merci mais ça me fait sortir un 3eme fil de l'armoire, ce n'était pas vraiment prévu
Tant pis, je vais revenir à un 2 fils.

Voila le schéma que j'ai retrouvé, le N° de port importe peu en fait.

Question générale : on trouve plus de capteur 3 fils que de 2 fils, quels sont les avantages/inconvénients par rapport à un 2 fils qui me parait plus somple à raccorder ?

 

[schum22]

salut,

Voici un schéma de raccordement de capteur (à 3 fils) en série, je ne l'ai pas expérimenté
.