Материнская плата Fanuc A20B-1004-0070 A20B10040070 A2OB-1OO4-OO7O

FANUC A20B-1004-0070 | Плата энкодера шпиндельного двигателя CZ — Произведено в Японии

Номер детали: A20B-1004-0070

Производитель: FANUC Corporation (Япония)

Тип продукта: Плата энкодера шпиндельного двигателя (плата импульсного кодера)

Серия плат: A20B-1004

Применение: Обратная связь по положению и скорости шпиндельного двигателя ЧПУ FANUC

Обзор

A20B-1004-0070 — это плата энкодера шпиндельного двигателя, плата импульсного кодера, произведенная FANUC для использования в системах обратной связи шпиндельных двигателей ЧПУ. Шпиндельные двигатели требуют обратной связи по положению и скорости для точного управления ими системой ЧПУ.

Плата энкодера — это компонент, который генерирует эту обратную связь. Она считывает механическое положение вала шпиндельного двигателя и преобразует физическое вращение в электрические сигналы, которые могут обрабатываться усилителем шпинделя и системой ЧПУ.

Эта плата является энкодером шпинделя типа CZ. Энкодеры типа CZ в системе обратной связи шпинделя FANUC обеспечивают как обратную связь по скорости (сигнал C, пропорциональный скорости вращения), так и обратную связь по положению (сигнал Z, один импульс на оборот для ориентации).

Эта комбинация делает возможной ориентацию шпинделя — система ЧПУ может остановить шпиндель в точном угловом положении, что необходимо для операций смены инструмента, когда шпиндель должен представить инструмент в определенной ориентации автоматическому сменщику инструмента.

Плата энкодера устанавливается внутри корпуса шпиндельного двигателя на валу двигателя или на специальном роторе энкодера.

В шпиндельных двигателях FANUC узел энкодера обычно состоит из платы и отдельно поставляемого ротора. Оба должны быть правильно подобраны и установлены для точной обратной связи.

Ключевые характеристики

Технология энкодера CZ — скорость и положение в одном

В приложениях шпинделя ЧПУ системе управления требуется два типа обратной связи от двигателя.

Обратная связь по скорости сообщает усилителю шпинделя, насколько быстро вращается двигатель, чтобы он мог сравнить это с заданной скоростью и применить корректирующий ток для поддержания целевых оборотов в минуту. Без точной обратной связи по скорости скорость шпинделя будет дрейфовать при изменении нагрузки — сила резания будет замедлять шпиндель ниже запрограммированной скорости.

Обратная связь по положению для ориентации отличается.

Шпинделю не требуется непрерывная абсолютная обратная связь по положению для нормальной резки — только опорная метка, которая позволяет системе ЧПУ определить, достиг ли шпиндель определенного углового положения. 

Z-импульс — один импульс на оборот — обеспечивает эту опору. Когда система ЧПУ командует ориентацию шпинделя, она использует этот импульс для остановки шпинделя под правильным углом относительно положения Z-импульса.

Энкодер CZ на плате A20B-1004-0070 одновременно выдает оба сигнала.

Сигнал C обеспечивает обратную связь по скорости; сигнал Z обеспечивает опорную точку для ориентации. Оба генерируются механизмом энкодера, содержащимся на этой плате, приводимым в движение ротором энкодера, установленным на валу шпиндельного двигателя.

Установка и взаимосвязь с ротором

Плата A20B-1004-0070 является электронной частью узла энкодера. Ротор — механический компонент, который вращается вместе с валом двигателя и проходит перед чувствительными элементами энкодера — является отдельной деталью со своим собственным номером детали FANUC.

При замене платы энкодера существующий ротор может быть сохранен, если он не поврежден.

Если ротор был физически поврежден — в результате столкновения, удара посторонним предметом или коррозии — его также необходимо заменить. 

Поврежденный ротор выдает ненадежные или отсутствующие сигналы обратной связи даже при установленной новой плате.

Соосность между датчиками платы и ротором имеет решающее значение. Неправильный осевой или радиальный зазор между платой и ротором приводит к слабым или прерывистым сигналам. Установка энкодера требует подтверждения правильного воздушного зазора, как указано в документации по техническому обслуживанию шпиндельного двигателя.

Отказ шпиндельного энкодера — симптомы неисправности

Когда плата энкодера шпинделя деградирует или выходит из строя, система ЧПУ получает неверную или отсутствующую обратную связь от шпинделя. Проявление неисправности зависит от того, какой сигнал был затронут и является ли отказ частичным или полным.

Полная потеря сигнала C делает невозможным регулирование скорости. Усилитель не может замкнуть свой контур регулирования скорости. Шпиндель либо вращается с неконтролируемой скоростью, либо немедленно выдает ошибку.

Потеря сигнала Z специально отключает ориентацию шпинделя, не влияя на нормальную резку.

Шпиндель работает правильно на скорости, но не может ориентироваться в положении смены инструмента. Команда M19 (ориентация шпинделя) выдает ошибку. Смена инструмента невозможна.

Этот симптом при нормальной работе шпинделя указывает конкретно на путь сигнала Z энкодера.

Прерывистые сигналы энкодера вызывают непоследовательные неисправности — ориентация шпинделя работает иногда и выходит из строя в других случаях, или колебания скорости под нагрузкой резки.

Эти прерывистые неисправности часто связаны с состоянием разъема или зазором между энкодером и ротором, а не с полностью вышедшей из строя платой.

Часто задаваемые вопросы

В1: Шпиндель работает нормально, но M19 (ориентация шпинделя) всегда выдает ошибку. Является ли A20B-1004-0070 вероятной причиной?

Ошибки ориентации шпинделя, при нормальной резке на скорости, указывают на путь сигнала Z. Сигнал Z — это импульс один на оборот, используемый для ориентации. Проверьте сигнал Z на разъеме энкодера с помощью осциллографа — он должен выдавать один чистый импульс на оборот.

Если Z-импульс отсутствует или очень слабый, неисправна плата энкодера или ее источник питания.

Если Z-импульс присутствует, но ориентация все равно не удается, необходимо проверить настройки параметров ориентации в системе ЧПУ.

В2: Шпиндельный двигатель попал в аварию. Плата энкодера выглядит неповрежденной, но шпиндель сообщает об ошибках положения. Что следует проверить?

После аварии ротор энкодера мог сместиться на валу или быть физически поврежден, даже если он не имеет видимых трещин.

Смещенный ротор изменяет воздушный зазор между ротором и платой энкодера, вызывая слабые или искаженные сигналы. 

Снимите крышку энкодера, осмотрите ротор на предмет повреждений и убедитесь в правильности его положения, а также проверьте соответствие воздушного зазора спецификации.

Повреждение ротора часто является причиной неисправностей энкодера после аварии, а не самой платы.

В3: Можно ли протестировать A20B-1004-0070 вне шпиндельного двигателя?

Плата требует соответствующего ротора для генерации сигналов. Без прохождения ротора перед чувствительными элементами выходной сигнал не генерируется.

Тестирование на стенде вне узла двигателя непрактично. 

Подтвердите работоспособность платы, установив ее в двигатель, подав питание и измерив сигналы C и Z на разъеме энкодера при вращении вала. 

Этот тест требует доступности двигателя и возможности вращения вала — либо в станке, либо на испытательном стенде.

В4: Плата энкодера была заменена, но скорость шпинделя колеблется под нагрузкой резки. Ориентация работает правильно. Что это предполагает?

Нестабильная скорость под нагрузкой при правильной ориентации предполагает проблему с сигналом C — обратная связь по скорости прерывистая или зашумленная. Проверьте разъем энкодера и его кабель на предмет прерывистого контакта.

Также проверьте амплитуду сигнала C на входе усилителя — сигнал ниже минимального порога усилителя приводит к ненадежной обратной связи по скорости. 

Если сигнал чистый на разъеме платы, но ухудшается на усилителе, подозрение падает на кабель.

В5: Можно ли очистить плату энкодера, если она загрязнена охлаждающей жидкостью или стружкой?

Легкое загрязнение на поверхности платы можно устранить с помощью соответствующего чистящего средства для электроники.

Однако загрязнение охлаждающей жидкостью или стружкой внутри корпуса энкодера обычно указывает на отказ уплотнения, который будет повторяться. Определите и устраните неисправность уплотнения перед повторной установкой энкодера. 

Охлаждающая жидкость на чувствительных элементах энкодера вызывает ухудшение сигнала даже без физического повреждения платы. 

Для надежной долгосрочной работы требуется как тщательная очистка, так и ремонт уплотнения.