A20B-9001-0780 Сенсор Fanuc A20B90010780 A20B-9001-0780

Fanuc A20B-9001-0780 ∙ AC Spindle Motor Optical Sensor ∙ 12-контактное устройство обратной связи, скорость и положение для управления CNC Spindle, полный датчик с PCB

Обзор

ВFanuc A20B-9001-0780is an optical pickup AC spindle motor sensor — the feedback device mounted on early-generation Fanuc AC spindle motors to provide the CNC and spindle amplifier with the speed and angular position signals necessary for closed-loop spindle control, включая жесткое нажатие, ориентацию шпинделя и управление контуром Cs.

Чтобы понять роль этого датчика, необходимо кратко рассмотреть, как развивалось управление двигателем Fanuc AC.

В ранний период использования двигателей с переменным вратом с ЧПУ, охватывающий примерно конец 1970-х до 1990-х годов, Fanuc разработал свой собственный двигатель с переменным вратом и системы привода в виде интегрированных пакетов.

Спиндовый двигатель не был индукционным двигателем общего назначения, работающим в открытом цикле с переменной частотой;Это был специально разработанный двигатель с датчиком обратной связи, установленным на вале или корпусе, который позволял CNC знать точную скорость и положение шпинделя в любое время.

Эта обратная связь была необходима для функций, которые не могут поддерживаться простым управлением скоростью открытого цикла: ориентация шпинделя (остановка шпинделя в точном угловом положении для смены инструмента),жесткая прокладка (синхронизация питания оси Z с вращением шпинделя для резки нитей без плавающего держателя крана), и Cs контурное управление (использование шпинделя в качестве управляемой CNC вращающейся оси для части, вращающейся на станке).

Дизайн оптического пикапа использует скобчатый диск или отражающий рисунок, вращающийся с валом двигателя шпинделя, который считывается источником света и фотодетектором, установленным в корпусе датчика.Когда диск вращается, фотодетектор поочередно видит непрозрачные и прозрачные области, генерируя импульсную последовательность, частота которой пропорциональна скорости вращения.

A reference mark on the disk generates a single pulse per revolution for absolute position within one rotation — the signal used by the CNC for spindle orientation and rigid tapping zero-crossing detection.

12-контактный соединитель и назначение сигнала

12-контактный разъем на датчике несет полный набор сигналов, требуемых усилителем шпиндаля Fanuc: сигналы импульсного выхода (обычно A,B каналы квадратуры плюс канал Z с нулевой ссылкой), линии питания (датчик требует низковольтного питания от усилителя или выделенного источника питания) и защитных соединений.

Счет 12-прицепов соединителя включает эти сигнальные линии плюс дифференциальные пары сигналов - комплементарные A/Ā, B/B̄,Устройство Z/Z̄, используемое в выходах дифференциальных кодеров для обеспечения отторжения шума общего режима на кабельных проемах в электрически суровой среде вокруг двигателя шпинделя.

Дифференциальная сигнализация особенно важна для датчиков шпинделя, поскольку двигатель шпинделя генерирует значительные электромагнитные помехи.Волновые формы тока, управляемого PWM, и физическая близость электроники привода все способствуют шуму в сенсорном кабеле.

The sensor's optical design also inherently limits signal distortion from heat and vibration compared to magnetic pickup (variable reluctance) sensors that can be affected by ferromagnetic particles in cutting fluid and changes in air gap geometry as bearings wear.

Функции скорости и положения в управлении шпинделем с ЧПУ

Двойная функция датчика - обратная связь скорости и обратная связь положения - обеспечивает три различных режима работы в управлении шпинделями Fanuc CNC:

Режим регулирования скоростииспользует импульсный поток от датчика для закрытия петли обратной связи скорости в усилителе шпинделя.

Усилитель подсчитывает импульсы датчика за единицу времени, вычисляет фактическую скорость шпинделя, сравнивает ее с командной скоростью от CNC и соответствующим образом регулирует ток привода двигателя.

Этот замкнутый контурный регулировщик скорости поддерживает постоянную скорость шпинделя при изменяющейся нагрузке на резку, когда тяжелый рез увеличивает крутящий момент нагрузки.Усилитель обнаруживает падение скорости немедленно через обратную связь датчика и компенсирует увеличением выходного крутящего момента двигателя..

Ориентация шпинделяиспользует нулевой импульс ссылки (маркер) для обнаружения, когда шпиндель достигает определенного углового положения.

CNC командует шпинделю замедлить и остановиться в положении, где обнаруживается ориентационный знак, приведение шпинделя к покою в механически воспроизводимое положение для смены инструмента,обработка деталей, или измерения заготовки.

В обрабатывающих центрах ориентация шпинделя является автоматической операцией, которая запускается при каждом цикле смены инструмента.

Строгое прослушиваниесинхронизирует движение Z-оси свинцового винта с вращением шпинделя таким образом, что каждый оборот шпинделя соответствует точно одному направлению движения Z-оси.CNC читает обратную связь позиции датчика шпинделя в режиме реального времени и подает его на Z-оси серво интерполяции, создавая синхронизированное движение резки нитей без механических плавучих держателей крана.

Разрешение положения датчика шпинделя определяет точность наклона нити, достижимую при жестком нажатии.

Комплексный датчик с ПХБ, что значит "комплексный"

A20B-9001-0780 описывается и продается как полный набор датчиков, which includes both the optical pickup housing (with LED light source and photodetector) and the PCB (printed circuit board) that conditions and amplifies the photodetector's raw signal into the differential pulse outputs that the 12-pin connector delivers.

В некоторых конструкциях датчиков оптический приемный элемент и электроника кондиционирования сигнала являются отдельными компонентами. При этом приемный элемент генерирует слабый аналоговый фотодиодный ток.и ПКБ усиливает и преобразует это в чистый цифровой выход, подходящий для передачи по кабелю на приводе.

ПКЖ также обычно содержит регулирование питания для внутренней электроники датчика." это означает, что покупатель получает функциональную, готовый к монтажу датчик, который требует только подключения к монтажному устройству двигателя и 12-прицепочного кабеля к усилителю ∙ не требуется отдельная печатная пластина.

Это различие имеет значение на рынке ремонта и запасных частей, поскольку некоторые компоненты датчиков продаются как отдельные элементы, только корпус пикапа.или только на ПКБ для техников, выполняющих ремонт на уровне компонентов.

A20B-9001-0780, продаваемый как полный датчик с печатными пластинами, является полной сборкой для замены всего датчика, а не обслуживания на уровне компонентов.

A20B-9001-0780 и A20B-9001-0800 ¢ Общие справочные номера

A20B-9001-0780 и A20B-9001-0800 являются тесно связанными ссылками, которые появляются вместе в категории датчиков вращения переменного тока для ранних вращательных двигателей Fanuc.

Оба являются оптическими сборниками с 12-концевыми датчиками обратной связи, используемыми для одних и тех же функций управления двигателем шпинделя, и оба номера часто скрещиваются на рынке запасных частей и ремонта Fanuc.

The relationship between these part numbers typically reflects different production versions or assembly variants of the same sensor family — different PCB board revisions or optical element configurations — that are functionally compatible and are used interchangeably in service applications on the same motor types.

На практике, когда датчик шпинделя из этого семейства выходит из строя и машина выходит из строя,обоих -0780 и -0800 ссылки оцениваются для конкретной серии двигателя и конфигурации разъема перед выбором замены.

Оригинальная документация Fanuc двигателя, табличка или данные параметров двигателя CNC обеспечивают окончательный тип датчика для конкретной машины.

Частые вопросы

Вопрос 1: Какие симптомы указывают на сбой датчика шпинделя A20B-9001-0780?

Частые признаки сбоев включают: нестабильность скорости шпинда при низких оборотах в минуту (CNC теряет надежное подсчет импульсов при низких скоростях, вызывая охоту или неустойчивую скорость),Неисправность ориентации шпинделя (CNC не может найти положение ориентационной маркировки), что приводит к отключению цикла смены инструмента с сигнализацией о положении), жесткие ошибки при прослушивании (синхронизация между шпинделем и осью Z нарушается, что приводит к повреждению нитей или сигнализации о прослушивании),и полная потеря обратной связи шпинделя (аларм привода шпинделя), как правило, ошибка обратной связи скорости или сигнализация отключения кодера на дисплее усилителя шпинделя Fanuc).Физическое загрязнение оптического диска или элемента сбора от проникновения жидкости резания через изношенное уплотнение вала является одним из наиболее распространенных механизмов отказа.

Вопрос 2: Можно ли очистить и отремонтировать датчик A20B-9001-0780 или при неисправности требуется полная замена?

Во многих случаях, датчики шпинделя отказываются из-за загрязнения, а не из-за неисправности электронных компонентов.

Если режущая жидкость, масло или металлические частицы проникли в корпус датчика и загрязняли оптический диск или элемент сбора,тщательная чистка может восстановить функцию при условии, что сами оптические компоненты не царапаны или не повреждены навсегда.

Специалисты по техническому обслуживанию, работающие на винтовых двигателях Fanuc, регулярно очищают и проверяют датчики, прежде чем уничтожать их.

Если ПКБ сломался из-за проникновения влаги или старения компонента, ремонт на уровне компонента также возможен для техников с соответствующими навыками электроники.

Полная замена датчиков (с новым или проверенным устройством, таким как A20B-9001-0780) является самым быстрым способом вернуть машину в производство, когда возможности ремонта на месте недоступны.

Вопрос 3: Датчик описывается как для "раннего поколения" двигателей с вращающимися спиндами переменного тока. Какие поколения Fanuc CNC используют этот датчик?

Этот тип датчика связан с ранней серией двигателей с вращающимся спиндом переменного тока компании Fanuc. Двигатели, соединенные с Fanuc 0-Series, 10-Series, 15-Series и 16-Series CNC,С начала 1980-х до конца 1990-х годов.

Fanuc's later spindle motor generations — the Alpha series and then the Alpha i / Beta i series — use different sensor designs (the Mi sensor / A860-series encoder family) with different connectors and signal protocols.

A20B-9001-0780 предназначен специально для более старого поколения двигателей и не взаимозаменяем с датчиками, используемыми на более новых двигателях Fanuc Alpha или Alpha i.

Q4: Монтируется ли датчик на вал двигателя шпинделя и требуется ли его калибровка или регулировка после замены?

Оптический датчик пикапа обычно устанавливается на задней части корпуса шпинделя двигателя, обнаруживая слотный диск или колесо цели, которое вращается с валом двигателя.

Положение монтажа фиксируется сенсорным скобком двигателя сенсор выстраивается с диском в пределах механических допусков монтажа.

В большинстве случаев,замена датчика не требует калибровки абсолютного положения, потому что ориентационное ориентировочное положение определяется нулевым знаком диска относительно механического нуля двигателя, который устанавливается во время сборки двигателя.

Однако, после замены датчика,положение ориентации шпинделя должно быть проверено на фактической машине и регулировано с помощью параметра смещения ориентации CNC, если положение остановки не соответствует положению смены инструмента.

Вопрос 5: датчик доступен с кабелем или без него. Какой кабель требуется, если заказывать без кабеля, и насколько важно качество кабеля?

12-контактный сенсорный кабель переносит дифференциальные импульсные сигналы при относительно низких напряжениях между сенсором и усилителем шпинделя.

Кабель должен быть защищен от электромагнитных помех вблизи двигателя и привода шпинделя.

Fanuc устанавливает защищенный кабель с закрученной парой для соединений кодера и датчика, при этом щит заземляется на конце усилителя.или чрезмерной длины может вызвать деградацию сигнала, которая проявляется как прерывистая сигнализация шпинделя, неустойчивая ориентация или жесткие ошибки при прослушивании без возникновения жесткой ошибки кодера.

При заказе без кабельного,с использованием кабеля, указанного Fanuc, или качественного промышленного экранированного скрученного пара замена правильного количества проводников и спецификации экранирования имеет важное значение для надежной работы датчика.