Ротационный Fanuc PLC сервомоторный кодировщик A20B-2003-0311

Fanuc A20B-2003-0311 | Плата датчика MZi — плата датчика для A860-2110-V001, шпиндельного привода Alpha i, ЧПУ — снято с производства производителем

Обзор

Fanuc A20B-2003-0311 — это плата обработки сигналов, установленная внутри узла датчика шпиндельного двигателя Fanuc типа MZi A860-2110-V001.

Он не поставляется отдельно — плата является неотъемлемой частью узла датчика A860-2110-V001, и для его приобретения требуется полный узел датчика. 

Запросы по любому из этих номеров деталей — A20B-2003-0311 или A860-2110-V001 — приводят к получению одного и того же полного узла датчика, поскольку плата и корпус датчика всегда поставляются вместе.

Понимание того, что делает эта плата, требует понимания того, где A860-2110-V001 находится в системе шпиндельного привода Fanuc Alpha i. В отличие от серводвигателей, которые используют оптические импульсные кодеры (семейство абсолютных энкодеров A860-2xxx) для обратной связи в замкнутом контуре, шпиндельные двигатели Alpha i используют другой подход к датчикам: магнитный датчик типа MZi, который определяет положение и скорость вращения по зубчатому или магнитному кольцу на валу шпиндельного двигателя.

Корпус датчика A860-2110-V001 содержит элемент магнитного датчика и плату A20B-2003-0311, которая преобразует необработанный сигнал магнитного датчика в чистый цифровой выход, который может обрабатывать усилитель шпиндельного привода.

Датчик MZi обменивается данными со шпиндельным приводом через 12-контактный разъем на корпусе датчика — поставляется без кабеля, что означает, что жгут проводов от датчика к усилителю шпиндельного привода приобретается отдельно или сохраняется от первоначальной установки при замене датчика.

Это соединение передает обратную связь по скорости шпинделя, данные о положении ориентации шпинделя и сигналы состояния датчика к усилителю, который использует их для регулирования скорости шпинделя под нагрузкой резания, выполнения циклов жесткого нарезания резьбы, где шпиндель и ось Z должны оставаться синхронизированными, и выполнения ориентации шпинделя для смены инструмента.

Прекращение производства A20B-2003-0311 компанией Fanuc отражает ту же динамику жизненного цикла продукта, что и в диапазоне энкодеров Alpha i — активное производство прекращено, но парк шпиндельных двигателей Alpha i, который он обслуживает, остается широко распространенным в производственных станках.

Поскольку плата не может быть приобретена отдельно, путь замены вышедшей из строя A20B-2003-0311 — это полный узел датчика A860-2110-V001 из излишков или обменного фонда.

Основные характеристики

Технология датчика MZi — магнитная против оптической

Различие между магнитным датчиком MZi и оптическими импульсными кодерами, используемыми на серводвигателях, стоит объяснить всем, кто впервые сталкивается с системами шпиндельных приводов Fanuc. Оптические энкодеры используют стеклянный или пластиковый диск с прозрачными и непрозрачными узорами; источник света и массив фотодетекторов считывают положение диска оптически.

Магнитные датчики вместо этого обнаруживают прохождение магнитных полюсов или зубьев на кольце-мишени, прикрепленном к валу двигателя, используя элементы Холла или магниторезистивные элементы в корпусе датчика.

Для шпиндельных двигателей магнитный подход предлагает практические преимущества в условиях шпинделя: шпиндели работают на высоких скоростях и подвергаются воздействию охлаждающей жидкости, металлических стружек и вибрации, которые более требовательны, чем типичная среда сервопривода.

Магнитные датчики переносят загрязнение металлическими частицами, которое ухудшило бы оптический диск, а их бесконтактный принцип измерения означает отсутствие износа при нормальной эксплуатации.

Роль платы A20B-2003-0311 заключается в том, чтобы принимать аналоговый сигнал от элементов магнитного датчика и генерировать чистые, бесшумные цифровые импульсы, которые ожидает входная цепь усилителя шпинделя — эта функция формирования сигнала является тем, что плата вносит в полный узел датчика.

Функции шпиндельного привода, зависящие от этого датчика

Три функции шпинделя в обрабатывающем центре с ЧПУ напрямую зависят от того, что датчик MZi обеспечивает чистую, надежную обратную связь:

Регулирование скорости под нагрузкой резания — усилитель непрерывно считывает обратную связь MZi для поддержания заданной скорости шпинделя при изменении силы резания.

Ухудшение сигнала датчика MZi в лучшем случае приводит к нестабильности скорости (видимой как изменение звука обработки и качества поверхности), а в худшем — к аварийным сигналам обратной связи по скорости шпинделя SP0740 или аналогичным.

Жесткое нарезание резьбы — синхронизация вращения шпинделя и подачи по оси Z во время цикла жесткого нарезания резьбы требует данных о положении шпинделя в реальном времени от датчика MZi.

Один пропущенный импульс датчика во время цикла нарезания резьбы может привести к срыву резьбы или поломке метчика. Аварийные сигналы жесткого нарезания резьбы или плохое качество резьбы на иначе хорошо специфицированных метчиках часто связаны с деградацией датчика MZi.

Ориентация шпинделя — смена инструмента требует остановки шпинделя в определенном угловом положении для зацепления приводного ключа автоматического сменщика инструмента.

Датчик MZi обеспечивает опорное положение для этой ориентации; неисправный датчик выдает аварийные сигналы SP0742 (ошибка ориентации шпинделя) или аналогичные, которые препятствуют смене инструмента.

Часто задаваемые вопросы

В1: Можно ли заменить плату A20B-2003-0311 отдельно, или необходимо заменить весь датчик A860-2110-V001?

Плата не продается отдельно. Любой запрос на A20B-2003-0311 приводит к получению полного узла датчика A860-2110-V001, поскольку Fanuc и сторонние поставщики поставляют плату только как интегрированную часть корпуса датчика.

Попытка разобрать узел датчика для замены только платы рискует повредить выравнивание элемента магнитного датчика, которое установлено на заводе и не регулируется в полевых условиях. Правильным действием при обслуживании является замена полного узла датчика.

В2: Каковы распространенные симптомы при выходе из строя датчика A20B-2003-0311 / A860-2110-V001?

Ранние признаки едва заметны: слегка непоследовательное качество жесткого нарезания резьбы (резьба на пределе допуска, а не явно в спецификации), незначительное изменение скорости шпинделя при сильном резании или ориентация шпинделя, которая занимает больше времени, чем обычно.

По мере дальнейшей деградации датчика ЧПУ генерирует аварийные сигналы шпинделя — SP0740 (ошибка обратной связи по скорости), SP0742 (сбой ориентации) или SP0001 (перегрузка шпиндельного двигателя, поскольку усилитель не может точно регулировать скорость). При самом серьезном сбое шпиндель вообще не будет работать.

Чистая история аварийных сигналов усилителя шпиндельного привода только с аварийными сигналами типа датчика на одном шпинделе напрямую указывает на узел датчика.

В3: После замены датчика A860-2110-V001 требуется ли калибровка или настройка параметров?

После установки сменного датчика может потребоваться сброс положения ориентации шпинделя.

Позиция остановки ориентации определяется угловым соотношением датчика с опорным положением вала двигателя, и сменный датчик может иметь немного отличающееся угловое положение при монтаже, чем оригинал.

Параметр ЧПУ для положения ориентации шпинделя (параметр смещения ориентации SP1004 или эквивалентный параметр на совместимых системах управления серии i) может потребовать корректировки, чтобы вернуть шпиндель к правильному углу остановки для сменщика инструмента.

Проверьте выравнивание смены инструмента после замены датчика и при необходимости отрегулируйте параметр ориентации небольшими шагами.

В4: Совместим ли A860-2110-V001 (с платой A20B-2003-0311) со всеми размерами шпиндельных двигателей Alpha i?

A860-2110-V001 — это конкретный узел датчика для определенного набора моделей шпиндельных двигателей Alpha i.

Это не универсальный датчик шпинделя для всего диапазона Alpha i — другие варианты датчиков MZi (такие как A860-2100-V001 с платой A20B-2003-0310) обслуживают другие типоразмеры шпиндельных двигателей.

Интерфейс механического крепления датчика и диаметр кольца-мишени на валу двигателя специфичны для двигателя. Всегда подтверждайте номер детали датчика по отношению к модели обслуживаемого шпиндельного двигателя, а не предполагайте, что любой датчик MZi подойдет к любому шпинделю Alpha i.

В5: Датчик продается без кабеля — какой кабель нужен и как он указывается?

Кабель, соединяющий датчик A860-2110-V001 с усилителем шпиндельного привода, является отдельным предметом закупки. Fanuc указывает специальные кабели для датчиков MZi с номером детали семейства A660-2005-T732, с суффиксами конкретной длины (например, #L180R0 для 18 м).

Длина кабеля должна соответствовать физическому расстоянию прокладки от шпиндельного двигателя до усилителя в электрическом шкафу станка.

При замене датчика осмотрите существующий кабель и его разъемы — если кабель в хорошем состоянии, его можно сохранить. 

Если кабель имеет повреждения или разъемы имеют коррозию, замените кабель вместе с датчиком, чтобы избежать повторного простоя станка из-за отказа кабеля вскоре после замены датчика.