FANUC A860-2005-T301 Pulsecoder — Bộ mã hóa động cơ servo αiI1000 cho Hệ thống CNC FANUC Alpha i

Thương hiệu: FANUC 

Tên gọi: Alpha i Incremental 1000 (αiI1000)

Mã sản phẩm: A860-2005-T301 / A8602005T301 Đầu nối 10 chân 

Sản xuất tại Nhật Bản | Còn hàng

Bộ phận hoàn thiện vòng lặp

Mọi hệ thống servo vòng kín đều phụ thuộc vào một yếu tố hoạt động chính xác: phản hồi liên tục và chính xác từ trục động cơ đến bộ điều khiển. Động cơ tạo ra lực. Bộ khuếch đại quản lý dòng điện. Nhưng nếu không có bộ mã hóa hoạt động báo cáo dữ liệu vị trí chính xác mọi lúc, thì cả hai yếu tố đó đều không thể thực hiện được nhiệm vụ của mình. Các lệnh vị trí không được xác minh. Hồ sơ tốc độ không được xác nhận. Trục hoạt động ở chế độ vòng hở — hoặc không hoạt động.

Bộ mã hóa FANUC A860-2005-T301 là bộ mã hóa xung loại αiI1000 được lắp đặt trong các động cơ servo AC dòng FANUC Alpha i, phục vụ nhiều ứng dụng máy công cụ và tự động hóa công nghiệp. Nó được gắn bên trong nắp đuôi động cơ, kết nối cơ khí với trục rôto, và truyền một triệu xung phản hồi mỗi vòng quay đến bộ khuếch đại servo thông qua giao diện đầu nối 10 chân. Mọi thông tin mà bộ điều khiển CNC biết về vị trí và tốc độ di chuyển của trục đều đi qua bộ phận này.

Khi bộ mã hóa xung bị lỗi — và các mã báo lỗi cho biết lỗi này là một trong những sự kiện gây gián đoạn nhất trong môi trường sản xuất được điều khiển bởi FANUC — việc khôi phục hoạt động của máy có nghĩa là thay thế bộ phận này bằng đúng đơn vị, được lắp đặt chính xác, khớp hoàn toàn với nhãn động cơ.

Nhận dạng bộ phận nhanh chóng

Dữ liệu lấy từ Mô tả động cơ servo AC dòng FANUC Alpha i, Hướng dẫn B-65262EN.

Một triệu xung mỗi vòng quay — Ý nghĩa trong môi trường CNC thực tế

Tên gọi αiI1000 cho biết bộ mã hóa này tạo ra chính xác một triệu tín hiệu phản hồi riêng biệt cho mỗi vòng quay hoàn chỉnh của trục động cơ. Để hiểu theo ngữ cảnh thực tế: nếu một trục servo điều khiển vít me với bước ren 10mm, một vòng quay động cơ sẽ di chuyển trục 10mm. Một triệu xung bộ mã hóa trên quãng đường di chuyển 10mm đó cung cấp cho bộ điều khiển độ phân giải vị trí là 0,00001mm — 10 nanomet trên mỗi xung tại trục động cơ trước khi xem xét bất kỳ sự giảm tốc cơ khí nào. Trên thực tế, độ chính xác định vị có thể đạt được của máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố ngoài độ phân giải bộ mã hóa, nhưng bản thân bộ mã hóa không phải là yếu tố giới hạn.

Độ phân giải 1.000.000 ppr ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng phản hồi vận tốc ở tốc độ thấp và trong các chuyển động tạo đường viền chính xác trong quá trình gia công hàng ngày. Ở tốc độ tiến dao rất thấp — loại được sử dụng cho các bước hoàn thiện, tiện ren và taro đồng bộ — độ phân giải bộ mã hóa thô tạo ra gợn sóng vận tốc xuất hiện dưới dạng bề mặt không đều trên chi tiết hoàn thiện. Độ phân giải cao loại bỏ gợn sóng đó ngay từ nguồn, cung cấp cho vòng lặp điều khiển vận tốc dữ liệu sạch, liên tục để xử lý ngay cả khi trục di chuyển chậm.

Đây là lý do tại sao FANUC tiêu chuẩn hóa độ phân giải này trên nhiều kích cỡ động cơ Alpha i thay vì chỉ dành riêng cho các biến thể cao cấp. Chất lượng phản hồi nhất quán trên phạm vi động cơ giúp đơn giản hóa việc quản lý tham số CNC và đảm bảo các đặc tính hiệu suất có thể dự đoán được bất kể kích thước động cơ nào đang điều khiển trục nào.

Loại tăng dần — Sự khác biệt hoạt động quan trọng

Trong dòng FANUC A860-2005, có hai loại bộ mã hóa xung được sản xuất: tăng dần (đơn vị này, αiI) và tuyệt đối (αiA, mã sản phẩm A860-2000-T301). Cả hai đều đạt được độ phân giải 1.000.000 ppr. Sự khác biệt hoạt động là cơ bản.

Bộ mã hóa tuyệt đối liên tục lưu trữ và truyền địa chỉ vị trí đầy đủ, đa vòng quay. Pin bộ khuếch đại servo duy trì dữ liệu vị trí này trong các khoảng thời gian tắt nguồn. Khi máy bật nguồn, bộ điều khiển ngay lập tức biết vị trí tuyệt đối của mọi trục — không cần di chuyển, không cần vị trí gốc.

Bộ mã hóa tăng dần đếm sự thay đổi vị trí từ một tham chiếu được thiết lập khi bật nguồn. Nó không có bộ nhớ vị trí tuyệt đối giữa các chu kỳ nguồn. Khi máy khởi động, mỗi trục được trang bị bộ mã hóa tăng dần phải thực hiện trả về tham chiếu (trả về gốc) để thiết lập một vị trí bắt đầu đã biết trước khi CNC có thể thực thi chương trình. Đây là một quy trình hoạt động bình thường, được thiết kế — không phải là hạn chế hoặc điều kiện lỗi. Nó đơn giản là cách các hệ thống tăng dần hoạt động.

Máy FANUC được cấu hình khi lắp đặt cho phản hồi tuyệt đối hoặc tăng dần trên mỗi trục, và các tham số bộ khuếch đại servo phản ánh lựa chọn đó. A860-2005-T301 là loại tăng dần. Nếu nhãn động cơ hiển thị mã sản phẩm này, hệ thống đang chạy phản hồi tăng dần trên trục đó. Bộ mã hóa thay thế phải cùng loại — thay thế bộ mã hóa xung tuyệt đối trên trục được cấu hình tăng dần sẽ gây ra lỗi ngăn cản hoạt động.

Cách xác nhận đây là bộ phận chính xác trước khi đặt hàng

Bước quan trọng nhất trước khi mua bộ mã hóa xung thay thế là đọc mã sản phẩm trên nhãn dán trên bộ mã hóa hiện có trong động cơ — không phải trên bảng tên động cơ, mà là nhãn của chính bộ mã hóa trên cụm nắp đuôi.

Nhãn sẽ hiển thị một trong các mã sản phẩm dòng A860. Nếu hiển thị A860-2005-T301, danh sách này là bộ phận thay thế trực tiếp. Nếu hiển thị A860-2000-T301 (loại tuyệt đối), A860-2001-T301 (tuyệt đối 16 triệu ppr), hoặc bất kỳ biến thể nào khác, thì cần một bộ phận khác. Mã sản phẩm đầy đủ — bao gồm tiền tố, số cơ sở và hậu tố — phải khớp chính xác. Các mã khớp một phần trong dòng không thể thay thế cho nhau.

Bước xác minh này mất chưa đầy một phút và loại bỏ khả năng nhận được đúng thương hiệu và loại chung nhưng sai thông số kỹ thuật cho sự kết hợp động cơ và bộ khuếch đại cụ thể.

Báo động bộ mã hóa — Các chỉ báo điển hình về lỗi bộ mã hóa xung

Bộ điều khiển CNC FANUC báo cáo lỗi liên quan đến bộ mã hóa thông qua hệ thống báo động servo. Số báo động thay đổi theo mẫu bộ điều khiển (0i, 16i/18i/21i, 30i/31i/32i), nhưng các danh mục báo động phổ biến liên quan đến lỗi bộ mã hóa xung bao gồm:

Báo động SV (Servo) trong phạm vi dòng 300 trên FANUC 0i và các bộ điều khiển liên quan, đặc biệt là những báo động chỉ ra bất thường tín hiệu phản hồi, lỗi giao tiếp giữa bộ khuếch đại và bộ mã hóa, hoặc lỗi đếm trong đường dẫn phản hồi. Trên hệ thống 30i/31i/32i, các báo động tương ứng xuất hiện trong các phạm vi số khác nhau nhưng mô tả các điều kiện cơ bản giống nhau.

Các báo động này cũng có thể do cáp bộ mã hóa bị hỏng (cáp giữa CN2 trên bộ khuếch đại và đầu nối bộ mã hóa động cơ) hoặc mạch giao diện CN2 của bộ khuếch đại servo bị lỗi. Trước khi kết luận bộ mã hóa xung bị lỗi, hãy kiểm tra cáp — kiểm tra hư hỏng vật lý, chân bị cong, kết nối lỏng lẻo ở cả hai đầu nối. Thay thế cáp bằng một đơn vị tốt đã biết là cách nhanh nhất để cô lập lỗi cho cáp hoặc bộ mã hóa. Nếu báo động đi theo động cơ bất kể cáp nào được sử dụng, thì bản thân bộ mã hóa xung có khả năng là bộ phận bị lỗi.

Dòng bộ mã hóa xung FANUC Alpha i — Bối cảnh cho bộ phận này

A860-2005-T301 nằm trong một họ bộ mã hóa xung có cùng định dạng lắp đặt vật lý nhưng khác nhau về loại phản hồi và độ phân giải. Hiểu rõ dòng sản phẩm này sẽ ngăn ngừa lỗi đặt hàng:

A860-2000-T301 và A860-2005-T301 trông giống nhau bên ngoài và có cùng độ phân giải — chúng không thể thay thế cho nhau. A860-2001-T301 là một sản phẩm hoàn toàn riêng biệt với độ phân giải cao gấp 16 lần. A860-2010-T301 được sử dụng trong các bối cảnh ứng dụng hoàn toàn khác.

Tổng quan lắp đặt — Các điểm quy trình chính

A860-2005-T301 được thay thế bằng quy trình tương tự được ghi lại trên dòng động cơ FANUC Alpha i:

Bốn bu lông đầu lục giác M4 giữ bộ mã hóa xung tại nắp động cơ. Bốn bu lông này được tháo ra; các bu lông M3 được đặt liền kề với mỗi bu lông M4 là các chốt lắp ráp động cơ không được chạm vào trong quy trình này. Nới lỏng các bu lông M3 sẽ làm ảnh hưởng đến lắp ráp bên trong động cơ và gây thêm hư hỏng.

Bộ mã hóa xung được tháo ra cùng với khớp nối Oldham của nó. Một khớp nối mới nên được lắp đặt cùng với bộ mã hóa mới — khớp nối có giá thành rẻ, và lắp đặt một khớp nối bị mòn dưới bộ mã hóa mới sẽ truyền ứng suất do sai lệch hiện có sang đơn vị thay thế ngay từ thời điểm hoạt động đầu tiên.

Bộ mã hóa xung mới được lắp vào cho đến khi vòng đệm O-ring khớp hoàn toàn vào rãnh giữa túi động cơ và thân bộ mã hóa. Vòng đệm O-ring không được bị kẹp hoặc bị lệch khỏi vị trí — vòng đệm O-ring bị lệch sẽ làm nắp động cơ không được niêm phong. Bốn bu lông M4 được lắp lại và siết chặt.

Cả bộ mã hóa xung và khớp nối Oldham đều là các bộ phận chính xác, nhạy cảm với va đập vật lý và nhiễm bẩn. Giữ chúng trong bao bì cho đến thời điểm lắp đặt, và xử lý chúng mà không va đập hoặc tiếp xúc với mạt cắt hoặc chất làm mát.

Cảnh báo hàng giả

Các bộ phận FANUC — đặc biệt là các bộ phận bộ mã hóa và bộ khuếch đại có nhu cầu cao — đang bị làm giả tích cực. Bộ mã hóa xung không chính hãng thường tạo ra các mã báo lỗi dai dẳng không thể xóa, hoặc hoạt động không liên tục trước khi bị lỗi trong một thời gian sử dụng ngắn. Các đơn vị giả mạo được phân phối qua các kênh không được xác minh và thường được dán nhãn với các ký hiệu và mã sản phẩm FANUC trông chính xác.

Biện pháp bảo vệ thực tế là mua từ các nhà cung cấp có kho hàng có thể xác minh, có tài liệu. Sản xuất FANUC chính hãng được xác nhận bằng các ký hiệu xuất xứ Nhật Bản và định dạng số sê-ri và mã ngày FANUC nhất quán trên nhãn bộ mã hóa. Nếu có bất kỳ nghi ngờ nào về tính xác thực sau khi nhận được một đơn vị, hãy so sánh chi tiết nhãn và cấu tạo vỏ với các ví dụ chính hãng đã biết trước khi lắp đặt.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Máy của tôi hiển thị báo động FANUC SV trên một trục nhưng động cơ chạy tốt trên một bài kiểm tra khác. Làm thế nào để tôi biết bộ mã hóa xung bị lỗi hay cáp bộ mã hóa bị lỗi?

Đây là một tình huống chẩn đoán phổ biến, và cáp là nơi bắt đầu hợp lý vì nó nhanh hơn để thay thế và rẻ hơn để thay thế so với bộ mã hóa xung. Nếu bạn có hai trục sử dụng cùng loại cáp, hãy tạm thời kết nối động cơ trục nghi ngờ với cáp bộ mã hóa của trục đang hoạt động (trong khi giữ dây nguồn trên trục chính xác). Nếu báo động được xóa hoặc đi theo cáp sang trục khác, thì cáp là lỗi. Nếu báo động vẫn ở với động cơ bất kể cáp nào được cắm, thì bộ mã hóa xung có khả năng bị lỗi. Phương pháp xác nhận thứ hai là kết nối động cơ nghi ngờ với bộ khuếch đại tốt đã biết trên một thiết bị thử nghiệm hoặc trục dự phòng — nếu cùng một báo động xuất hiện ngay lập tức với bộ khuếch đại và cáp khác, thì bộ mã hóa là nguyên nhân. Đừng cho rằng bộ mã hóa xung bị lỗi cho đến khi cáp được loại trừ.

Q2: Sau khi thay thế A860-2005-T301, máy yêu cầu trả về tham chiếu mỗi khi bật nguồn. Điều này có bình thường không, hay có điều gì đó đã xảy ra trong quá trình lắp đặt?

Đây là hành vi hoàn toàn bình thường đối với hệ thống bộ mã hóa tăng dần và không liên quan gì đến chất lượng lắp đặt. Bộ mã hóa xung loại αiI1000 không giữ vị trí tuyệt đối giữa các chu kỳ nguồn — đó là đặc điểm cơ bản của thiết kế tăng dần. Mỗi khi máy bật nguồn, hệ thống servo không có kiến thức đã lưu trữ về vị trí của trục. Việc trả về tham chiếu thiết lập kiến thức đó bằng cách di chuyển trục đến một vị trí tham chiếu cơ học đã biết, sau đó bộ điều khiển theo dõi vị trí tăng dần từ điểm bắt đầu đó trong suốt phần còn lại của phiên làm việc. Đây là quy trình hoạt động tiêu chuẩn cho tất cả các máy FANUC sử dụng phản hồi tăng dần. Nếu một máy trước đây sử dụng bộ mã hóa xung tuyệt đối (loại αiA) hiện đang yêu cầu trả về tham chiếu sau khi nhận được bộ thay thế tăng dần, điều đó sẽ cho thấy loại bộ mã hóa sai đã được lắp đặt — nhưng nếu A860-2005-T301 luôn là bộ mã hóa trên trục này, thì yêu cầu trả về tham chiếu đã tồn tại trước khi thay thế.

Q3: A860-2005-T301 có tương thích với bộ điều khiển robot FANUC như R-30iB hoặc R-30iA không, hay nó chỉ dành cho động cơ servo máy công cụ CNC?

A860-2005-T301 chủ yếu liên quan đến các động cơ servo AC dòng FANUC Alpha i được sử dụng trong các ứng dụng máy công cụ CNC, nơi nó được lắp vào động cơ trong quá trình sản xuất. Hệ thống robot FANUC sử dụng các dòng động cơ servo và bộ mã hóa riêng, khác với dòng Alpha i máy công cụ về cả hình dạng cơ khí và giao thức bộ mã hóa. Mặc dù có thể có các cấu hình động cơ servo robot cụ thể sử dụng phần cứng bộ mã hóa xung giống hệt hoặc tương tự, việc thay thế các bộ phận bộ mã hóa robot nên được xác nhận dựa trên mã sản phẩm nhãn của động cơ robot cụ thể và tài liệu của bộ điều khiển robot thay vì giả định từ khả năng tương thích ứng dụng CNC. Đối với bảo trì máy công cụ CNC — VMC, HMC, trung tâm tiện và các thiết bị tương tự sử dụng động cơ servo dòng Alpha i — A860-2005-T301 là bộ phận áp dụng được xác nhận khi nhãn động cơ khớp.

Q4: Khớp nối Oldham là gì, và có luôn cần phải thay thế nó trong quá trình thay đổi bộ mã hóa xung không?

Khớp nối Oldham là một khớp nối linh hoạt ba mảnh nằm giữa trục động cơ và đầu vào bộ mã hóa xung. Phần trung tâm có các rãnh dẫn động ở cả hai mặt, khớp với các đặc điểm dẫn động tương ứng trên trục trung tâm động cơ và đĩa đầu vào bộ mã hóa xung. Cấu hình này truyền chuyển động quay từ trục động cơ đến bộ mã hóa đồng thời dung sai một lượng nhỏ sai lệch trục và góc luôn tồn tại ở một mức độ nào đó trong các cụm động cơ thực tế. Nếu không có khớp nối Oldham, bất kỳ sai lệch nào sẽ áp dụng lực uốn và lực xuyên tâm lên ổ trục bên trong và cụm quang học của bộ mã hóa xung liên tục trong quá trình hoạt động, dẫn đến lỗi bộ mã hóa sớm. Tài liệu dịch vụ của FANUC khuyến nghị lắp đặt một khớp nối mới cùng với bộ mã hóa xung mới. Khớp nối có tuổi thọ hữu hạn và phát triển độ mòn trên các rãnh dẫn động của nó sau một thời gian hoạt động kéo dài. Tái sử dụng khớp nối cũ dưới bộ mã hóa mới có nghĩa là bộ mã hóa mới sẽ kế thừa sai lệch do mài mòn của khớp nối cũ ngay từ giờ hoạt động đầu tiên. Khớp nối là một mặt hàng có chi phí thấp so với bộ mã hóa — thay thế nó đồng thời là quy trình đúng đắn.

Q5: Tôi có thể tự mua bộ mã hóa xung và tự lắp đặt vào động cơ không, hay việc thay thế thường yêu cầu kỹ thuật viên dịch vụ FANUC?

Quy trình thay thế bộ mã hóa xung được ghi lại trong các hướng dẫn sử dụng động cơ servo của FANUC và thường xuyên được thực hiện bởi các kỹ sư bảo trì nội bộ tại người dùng máy công cụ trên toàn thế giới mà không cần sự can thiệp của dịch vụ FANUC. Quy trình vật lý bao gồm việc tháo bốn bu lông M4, rút bộ mã hóa và khớp nối cũ, lắp bộ mã hóa và khớp nối mới với định hướng chính xác, đặt vòng đệm O-ring đúng vị trí và lắp lại các bu lông. Không cần dụng cụ chuyên dụng ngoài các lục giác tiêu chuẩn. Các yếu tố quan trọng là: xác định đúng bu lông (bu lông M4 để tháo so với bu lông M3 để nguyên), đặt vòng đệm O-ring đúng vị trí, xử lý không va đập hoặc nhiễm bẩn, và — sau khi thay thế — hoàn thành quy trình trả về tham chiếu của máy để thiết lập lại tham chiếu vị trí trục. Những gì thường yêu cầu sự tham gia của dịch vụ nhà máy là khi việc thay thế không giải quyết được báo động, cho thấy lỗi bộ khuếch đại hoặc dây dẫn sâu hơn cần thiết bị chẩn đoán để cô lập. Đối với việc thay thế bộ mã hóa đơn giản, nơi bộ mã hóa xung đã được xác nhận là lỗi, quy trình này nằm trong khả năng của bất kỳ kỹ thuật viên bảo trì có năng lực nào quen thuộc với máy.