トラブル事例

超音波センサの誤作動の原因は相互干渉

超音波センサとは

引用・抜粋:オムロン 超音波センサ 概要

超音波センサとは送波器により超音波を対象物に向け発信し、その反射波を受波器で受信することにより、対象物の有無や対象物までの距離を検出する機器です。

トラブルの現象

昇降ユニットの”ワークの検出センサ”として超音波センサを使用したら、”ワークを検出しない/数値が安定しない”との状況に陥った。

取付けの状態

2個の反射形超音波センサを150mmの距離で同じ方向に取付けている。センサはキーエンスのFWシリーズ。


原因

仮説:センサから発信された”超音波や反射波がお互いの超音波センサに入っている”のではないか?

試験的に、超音波センサを1つして検出状態を確認した所、”数値は多少チャタリングするが検出には問題なし”でした。

原因は

  • 超音波センサ間の距離が近すぎる
  • 検出物体の面や形状が悪い為、反射波が想定外の方向へ返っている

結果、”相互干渉”していると言う結論に至った。

対処

現状の構造のままで機能するようにしたい。

干渉を防止するために、遮へい板を取付けてみた。

結果

問題解決しなかった。

  • 遮へい板を検知してしまう(検知しない位置に遮へい板を取付ると隣の超音波が入り込んでくる)
  • 構造上、遮へい板とワークの距離を近くにできない

と言うことで、超音波センサをこのような位置関係で取り付ける事は諦めるしかありませんでした。

まとめ

超音波センサの相互干渉について調べてみますと下記のようにあります。

引用・抜粋:オムロン 超音波センサ(反射形)を並べて使いたい

複数個の超音波センサを接近して使用する場合、お互いの超音波が干渉し、誤動作またはチャタリングという現象が生じます。(これを相互干渉といいます。)

(中略)

形E4PA-Nシリーズ 相互干渉防止機能使用時は、5台まで密着して使用可能です。

相互干渉防止機能付きのセンサを選定していれば、このような事態は避けられたのかもしれません。

以上です。

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