FANUC Магнитный датчик A57L-0001-0037 A57L00010037 A57L-0001-0037

Fanuc A57L-0001-0037 | Магнитный датчик ориентации шпинделя — Тип II, 12 000 об/мин, DC 15 В, 1 имп/об, двухканальный, 30×50 мм

Обзор

Fanuc A57L-0001-0037 представляет собой полный комплект магнитного датчика ориентации шпинделя — аппаратное обеспечение, которое позволяет шпинделю Fanuc останавливаться в точно заданном угловом положении и удерживать его там.

Смена инструмента, загрузка заготовки, включение приводного инструмента, операции нарезания резьбы и любые функции обработки, требующие от шпинделя фиксированной ориентации, а не просто остановки движения, зависят от этого модуля, генерирующего обратную связь по положению, которая необходима контроллеру шпинделя ЧПУ для выполнения команды ориентации.

Датчик работает на скорости до 12 000 об/мин, генерируя один выходной импульс за оборот по двум независимым каналам.

Два канала — CH1 (MSA–MSB) и CH2 (LSA–LSB) — обеспечивают избыточные сигналы положения, которые ЧПУ использует для определения момента достижения шпинделем целевого угла ориентации. 

Принцип магнитного детектирования означает, что датчик реагирует на магнит, встроенный во вращающуюся сборку шпинделя, независимо от охлаждающей жидкости, СОЖ или металлической пыли, которые могли бы помешать оптическим датчикам в той же среде.

В отличие от энкодеров серводвигателей, которые генерируют тысячи импульсов за оборот для замкнутого управления скоростью и положением, A57L-0001-0037 генерирует ровно один импульс за оборот — одно событие референсной метки, идентифицирующее положение ориентации.

ЧПУ управляет шпинделем во время ориентации с контролируемой скоростью, отслеживает импульс, затем командует замедление и удержание в точном угле, определенном параметром положения ориентации производителя станка.

Ключевые характеристики

Ориентация шпинделя — что делает этот датчик на самом деле

Ориентация шпинделя — это функция, которая приводит шпиндель станка с ЧПУ из любого текущего режима работы (скорость и угол) в определенное, повторяемое угловое положение — обычно измеряемое в долях градуса от референсной метки ориентации.

Каждая смена инструмента на обрабатывающем центре требует, чтобы шпиндель представлял ключ держателя инструмента lengan к магазину под определенным углом; ориентация — это способ найти и удержать этот угол с достаточной силой, чтобы предотвратить вращение держателя инструмента во время его установки.

A57L-0001-0037 создает референсное событие — сигнал «Я здесь сейчас» — под одним конкретным углом за оборот.

Перед командой ориентации шпиндель вращается свободно или на рабочей скорости, и выходной сигнал датчика просто циклически проходит один раз за оборот при любой скорости, соответствующей оборотам шпинделя. Когда ЧПУ командует ориентацию, привод шпинделя замедляется, и контроллер начинает искать следующий импульс датчика.

Когда импульс поступает, контроллер знает, что шпиндель находится в референсном угле, и применяет контур положения для его перемещения и удержания в целевом смещении от этого референса.

Обозначение типа II в номенклатуре датчиков Fanuc относится к конкретному формату сигнала датчика и интерфейсу разъема, используемым в шпиндельных узлах, совместимых с этим модулем.

Датчики типов I и II не взаимозаменяемы — схемы обработки сигналов внутри усилителя шпинделя соответствуют типу датчика, указанному для данной комбинации усилителя/шпинделя.

Принцип магнитного детектирования и устойчивость к охлаждающей жидкости

Магнитные датчики Холла обнаруживают наличие магнитного поля — вращающийся магнит, прикрепленный к шпинделю, создает импульс поля каждый раз, когда он проходит мимо неподвижной головки датчика (FSH-1378).

Поскольку детектирование основано на силе поля, а не на передаче света, путь детектирования может быть физически прерван пленкой охлаждающей жидкости, стружкой, туманом или масляным загрязнением без влияния на выходной сигнал — при условии, что зазор между вращающимся магнитом и головкой датчика остается в пределах указанного диапазона.

Эта невосприимчивость к охлаждающей жидкости практически важна: носок шпинделя — это именно та область станка, наиболее подверженная воздействию СОЖ, и датчики ориентации, установленные рядом со шпинделем, должны выдерживать непрерывное воздействие высоконапорной охлаждающей жидкости. Оптические датчики ориентации (фототранзисторы, обнаруживающие отражающую метку на шпинделе) требуют чистых оптических путей и защиты окна; магнитная конструкция A57L-0001-0037 по своей сути безразлична к жидкостной среде в точке детектирования.

Требование к установке — поддержание стороны кабеля головки датчика, усилителя и соединительных кабелей в чистоте от смазки и охлаждающей жидкости — относится к кабельным сборкам и усилителю, а не к самой поверхности детектирования.

Повреждение кабеля и разъема из-за длительного воздействия жидкости является основной проблемой технического обслуживания, а не функция детектирования головки датчика.

Соображения по установке

Головка датчика (FSH-1378) монтируется на неподвижном корпусе шпинделя; магнит монтируется на вращающемся корпусе шпинделя.

Зазор между магнитом и поверхностью датчика определяет амплитуду сигнала. Fanuc указывает правильное расстояние зазора в руководстве по техническому обслуживанию шпиндельного узла — слишком большой зазор снижает амплитуду сигнала ниже порога обнаружения усилителя; слишком маленький зазор создает риск физического контакта между вращающимся магнитом и неподвижным датчиком на более высоких скоростях или при вибрации.

Когда шпиндель оснащен магнитной муфтой для переключения передач высокого/низкого диапазона, магнит для A57L-0001-0037 должен быть установлен на немагнитной поверхности вращающейся сборки, чтобы предотвратить влияние магнитного поля муфты на сигнал датчика.

В ременных или зубчатых шпиндельных конфигурациях, где двигатель и шпиндель не жестко соединены, датчик монтируется на стороне шпинделя привода для прямого детектирования положения шпинделя — а не положения двигателя, что привело бы к ошибкам, эквивалентным механической податливости трансмиссии привода.

Размеры головки датчика 30 × 50 мм определяют доступное пространство для монтажа и должны быть учтены при проектировании корпуса шпинделя.

Перед установкой необходимо проверить зазор для выхода кабеля и место установки усилителя датчика в соответствии с доступным пространством станка.

Часто задаваемые вопросы

В1: Управляет ли A57L-0001-0037 ориентацией шпинделя самостоятельно, или ему требуются дополнительные компоненты?

A57L-0001-0037 — это комплект датчиков; он определяет референсное положение ориентации и передает его ЧПУ, но не управляет шпинделем самостоятельно.

Полная функция ориентации требует датчика, усилителя шпинделя (который имеет логику управления ориентацией) и контроллера ЧПУ, который выдает команду ориентации и контролирует ее выполнение. Датчик обеспечивает референс «один импульс за оборот»; усилитель и ЧПУ совместно выполняют последовательность замедления-поиска-удержания.

В2: В чем разница между CH1 (MSA–MSB) и CH2 (LSA–LSB), и используются ли оба канала всегда?

Оба канала генерируют один импульс за оборот в одном и том же угловом положении.

Это электрически независимые выходы от одного и того же датчика, позволяющие ЧПУ или усилителю использовать один как основной сигнал, а другой — как подтверждающий канал, или направлять их на разные входы для разных функций (например, один для ориентации, другой для обнаружения нулевой скорости).

Используются ли оба канала, зависит от модели усилителя шпинделя и конфигурации ЧПУ. Некоторые усилители используют только CH1; другие используют оба. Обратитесь к руководству по установке усилителя шпинделя для получения информации о требуемой схеме подключения.

В3: Датчик рассчитан на 12 000 об/мин — ограничивает ли максимальная скорость возможность команды ориентации?

Номинальная скорость 12 000 об/мин — это скорость, при которой датчик надежно генерирует импульс ориентации без пропусков событий. Сама последовательность ориентации обычно командуется при остановленном шпинделе или при замедлении от рабочей скорости — а не на полной скорости.

Функция ориентации ЧПУ обычно замедляет шпиндель до скорости приближения перед поиском референсного импульса, а затем до нуля для окончательного удержания положения. Предел датчика в 12 000 об/мин гарантирует его корректную работу на протяжении всего этапа замедления, даже когда максимальная скорость шпинделя станка равна этому значению.

В4: Как правильно установить зазор между головкой датчика и магнитом?

Спецификация зазора указана в документации Fanuc по техническому обслуживанию шпиндельного узла для конкретной модели станка и конфигурации шпинделя.

Типичные зазоры для датчиков Холла такого типа составляют от 0,5 до 2,0 мм, но точное требование для A57L-0001-0037 должно быть проверено в документации Fanuc для соответствующего шпинделя.

Светодиодный индикатор сигнала усилителя или диагностика выходного напряжения используются для подтверждения того, что амплитуда сигнала находится в допустимом диапазоне при установленном зазоре, прежде чем зафиксировать датчик в окончательном положении.

В5: Какие симптомы указывают на необходимость замены A57L-0001-0037?

Наиболее прямым индикатором является аварийный сигнал ориентации на ЧПУ — шпиндель проходит последовательность ориентации, но контроллер никогда не получает референсный импульс и выдает ошибку по времени ожидания.

Другие симптомы включают прерывистые сбои ориентации (что указывает на пограничный сигнал из-за дрейфа зазора, повреждения кабеля или загрязнения разъемов кабеля), остановку ориентации под неправильным углом через цикл (что указывает на достаточный уровень шума сигнала для ложного срабатывания) или полную потерю функции ориентации.

Перед заменой датчика проверьте прокладку кабеля и разъемы на предмет попадания охлаждающей жидкости, а также убедитесь, что зазор соответствует спецификации, используя диагностические выходы Fanuc.