Bộ mã hóa servo Mitsubishi OSE104 — Bộ mã hóa nối tiếp tăng dần 100.000 PPR, Tương thích MELDAS

Tổng quan sản phẩm

Mã sản phẩm: OSE104

Cũng được tìm kiếm dưới dạng: Mitsubishi OSE104, OSE-104, Mitsubishi OSE 104, MELSERVO OSE104

Loại: Bộ mã hóa servo nội bộ (Nối tiếp tăng dần)

Phân loại: Bộ mã hóa quay nội bộ dòng Mitsubishi MELSERVO — 100.000 PPR, Giao diện nối tiếp TTL 5V, Hỗ trợ pin, Tương thích với dòng bộ khuếch đại servo MDS-A / MDS-B / MDS-C1

Thông số kỹ thuật

OSE104 là gì — và tại sao việc lựa chọn đúng lại quan trọng

(Các đường dữ liệu, cặp vi sai) — bộ mã hóa truyền dữ liệu vị trí trở lại bộ khuếch đại để đáp ứng yêu cầuKhi OSE104 bị lỗi — hoặc khi sự nhiễm bẩn làm suy giảm đĩa quang của nó đến mức tín hiệu phản hồi trở nên không đáng tin cậy — trục mà nó phục vụ sẽ ngừng hoạt động đúng cách. Bộ khuếch đại servo không thể duy trì vòng kín, CNC sẽ báo lỗi bộ mã hóa hoặc bộ dò tìm, và sản xuất sẽ dừng lại. Hiểu rõ chính xác bộ mã hóa này là gì, nó phù hợp với động cơ nào và nó hoạt động với dòng bộ khuếch đại nào là điểm khởi đầu để đưa máy trở lại hoạt động mà không đặt nhầm bộ phận.Tên gọi OSE xác định bộ mã hóa này là biến thể tăng dần trong họ bộ mã hóa OSx của Mitsubishi. Đối tác của nó, OSA104, có cùng độ phân giải 100.000 ppr nhưng là bộ mã hóa tuyệt đối, giữ lại vị trí đa vòng quay ngay cả khi tắt nguồn. OSE104 là bộ mã hóa tăng dần — nó yêu cầu chu trình quay về điểm tham chiếu (homing) sau mỗi lần bật nguồn để thiết lập tọa độ trục.100.000 PPR — Hiểu về chỉ số độ phân giảiThông số 100.000 xung mỗi vòng quay mô tả những gì OSE104 báo cáo cho bộ khuếch đại servo MDS của Mitsubishi dưới dạng độ phân giải bộ mã hóa có thể sử dụng để đóng vòng vị trí. Số xuất hiện trong phần cứng của bộ mã hóa thực tế cao hơn — đĩa quang 20-bit tạo ra 1.048.576 điểm đếm mỗi vòng quay — nhưng hệ thống truyền động điều chỉnh con số này thành 100.000 ppr làm độ phân giải làm việc được báo cáo.

Trong thực tế, 100.000 ppr có ý nghĩa gì trên trục máy công cụ CNC? Trên vít me bi có bước ren 5mm được kết nối trực tiếp, 100.000 điểm đếm mỗi vòng quay phân giải mỗi điểm đếm bộ mã hóa thành 50 nanomet dịch chuyển tuyến tính. Đối với các trung tâm gia công dọc, máy tiện CNC và trung tâm tiện đa trục nơi OSE104 thường được tìm thấy — đặc biệt là máy Mazak chạy điều khiển MELDAS — độ phân giải này cung cấp chất lượng phản hồi mà hệ thống điều khiển cần để duy trì dung sai vị trí chặt chẽ và mang lại chất lượng bề mặt hoàn thiện mà máy được thiết kế để sản xuất.

(Các đường dữ liệu, cặp vi sai) — bộ mã hóa truyền dữ liệu vị trí trở lại bộ khuếch đại để đáp ứng yêu cầuGiao diện nối tiếp TTL 5V — Bốn dây, Giao thức kỹ thuật sốOSE104 giao tiếp thông qua một giao thức nối tiếp độc quyền của Mitsubishi trên bốn đường TTL 5V:MR / MRR(Các đường yêu cầu, cặp vi sai) — bộ khuếch đại gửi xung yêu cầu hoặc mã dữ liệu đến bộ mã hóa để ra lệnh truyền dữ liệu vị trí

MD / MDR

(Các đường dữ liệu, cặp vi sai) — bộ mã hóa truyền dữ liệu vị trí trở lại bộ khuếch đại để đáp ứng yêu cầuĐây là một kiến trúc nối tiếp yêu cầu-phản hồi: bộ mã hóa không liên tục phát sóng dữ liệu vị trí. Bộ khuếch đại servo MDS khởi tạo mỗi lần trao đổi dữ liệu bằng cách gửi mã yêu cầu trên các đường MR/MRR, và bộ mã hóa phản hồi bằng dữ liệu vị trí hiện tại trên các đường MD/MDR. Giao thức hoạt động ở mức tín hiệu TTL 5V và không tương thích với RS-422 hoặc bất kỳ giao diện nối tiếp tiêu chuẩn nào khác — nó là độc quyền của Mitsubishi.Một hệ quả thực tế của thiết kế này: OSE104 sẽ không xuất dữ liệu vị trí một mình khi bật nguồn. Cấp nguồn 5V cho bộ mã hóa mà không có bộ khuếch đại MDS kết nối gửi yêu cầu sẽ không tạo ra đầu ra trên các đường dữ liệu. Đây là hành vi bình thường — nó không cho thấy bộ mã hóa bị lỗi. Kỹ thuật viên khắc phục sự cố bộ mã hóa mà không có bộ khuếch đại máy thực tế phải tính đến điều này: các thiết bị kiểm tra bộ mã hóa chung cấp nguồn và tìm kiếm đầu ra A/B/Z sẽ không hoạt động với OSE104.

Cặp vi sai trên cả đường yêu cầu và đường dữ liệu cung cấp khả năng chống nhiễu phù hợp cho môi trường máy công cụ — nơi dây điện nguồn, ổ đĩa tần số biến đổi và các nguồn nhiễu khác có mặt ở gần tuyến cáp bộ mã hóa.

Lưu giữ vị trí bằng pin dự phòngMặc dù là bộ mã hóa tăng dần — theo định nghĩa, nó không giữ lại vị trí khi tắt nguồn — OSE104 tích hợp một bộ đếm vị trí được hỗ trợ pin, lưu trữ giá trị đếm tích lũy khi nguồn động cơ và nguồn điều khiển bị ngắt.Pin hỗ trợ bộ đếm này thường nằm trong bảng điều khiển MELDAS của máy hoặc trong mô-đun bộ khuếch đại servo MDS, không nằm bên trong bộ mã hóa. Các tụ điện nội bộ của bộ mã hóa hoặc pin bên ngoài duy trì giá trị đếm qua chu kỳ bật/tắt nguồn. Khi hệ thống CNC bật nguồn sau khi tắt máy bình thường, bộ đếm được hỗ trợ pin sẽ bảo tồn vị trí cuối cùng đã biết — nhưng hệ thống vẫn yêu cầu chu trình quay về điểm tham chiếu (homing) để thiết lập tọa độ máy đã xác minh. Sao lưu pin làm giảm nguy cơ mất vị trí khi mất điện ngắn hạn, nhưng nó không làm cho OSE104 tương đương chức năng với bộ mã hóa tuyệt đối OSA104 về hành vi khởi động.Tình trạng pin rất quan trọng: khi bộ khuếch đại MDS hoặc bộ điều khiển MELDAS đưa ra cảnh báo pin liên quan đến mạch sao lưu bộ mã hóa, hãy thay pin kịp thời. Để pin cạn hoàn toàn sẽ đặt lại số đếm đã lưu, và trục có thể mất mối quan hệ tham chiếu của nó khi bật nguồn lần tiếp theo.Động cơ và bộ khuếch đại tương thích

OSE104 tương thích với các dòng động cơ servo Mitsubishi sau đây khi được cấu hình làm bộ mã hóa nội bộ đầu cuối động cơ:

Động cơ servo tương thích:Các động cơ servo Mitsubishi dòng HA-N, HA-LF và HC, nơi động cơ ban đầu được trang bị OSE104 hoặc biến thể OSE104. Nhiều động cơ servo Mitsubishi được trang bị trên các máy công cụ CNC Mazak (VMC, máy tiện, máy đa trục) chạy điều khiển MELDAS hoặc Mazatrol mang loại bộ mã hóa này.Bộ khuếch đại servo tương thích:

• OSE104 được liệt kê trong bảng tương thích bộ mã hóa cho các mô-đun bộ khuếch đại servo dòng MDS-A-SVJ, MDS-B-SVJ2, MDS-B-V và MDS-C1-V. Nó cũng được hỗ trợ trong dòng MDS-B Vx4. Phần mềm điều khiển nhận dạng bộ mã hóa bằng ID thiết bị của nó, mà bộ khuếch đại đọc trong chuỗi khởi tạo.Không tương thích với bộ khuếch đại xung OHE/OHA cũ hơn:
• Bộ mã hóa nối tiếp đầu cuối động cơ (loại OSA/OSE) không thể thay thế cho giao diện bộ mã hóa xung tăng dần OHE/OHA cũ hơn. Nếu máy ban đầu sử dụng bộ mã hóa song song loại OHE, OSE104 không thể sử dụng để thay thế trực tiếp mà không xác minh hỗ trợ bộ mã hóa nối tiếp của bộ khuếch đại.Các ký hiệu biến thể OSE104

Mã sản phẩm cơ sở OSE104 bao gồm cấu hình lắp đặt tiêu chuẩn. Các hậu tố biến thể chỉ ra các cấu hình lắp đặt thay thế hoặc các tùy chọn môi trường:

Mã sản phẩmGhi chúOSE104

Cấu hình tiêu chuẩn

OSE104S

Lỗ lắp biến thể — chức năng tương đươngOSE104S1Biến thể lắp đặt khác — chức năng tương đương

OSE104S2Biến thể lắp đặt khác — chức năng tương đươngOSE104ET

Phiên bản nhiệt độ mở rộng

Các biến thể S/S1/S2 sử dụng cùng một bảng mạch PCB, phần mềm và ID bộ mã hóa như OSE104 cơ sở. Chúng giao tiếp giống hệt với bộ khuếch đại MDS và cung cấp độ phân giải báo cáo 100.000 ppr giống nhau. Sự khác biệt là về cơ khí — các mẫu lỗ lắp trên thân bộ mã hóa. Xác nhận cấu hình lắp đặt vật lý khớp với khoang bộ mã hóa của động cơ trước khi đặt hàng một biến thể cụ thể.

Các chế độ lỗi phổ biến — Tại sao OSE104 bị lỗi

Các bản ghi sửa chữa từ các cơ sở dịch vụ bộ mã hóa đủ điều kiện tiết lộ một mô hình lỗi nhất quán cho OSE104, giải thích những gì xảy ra và tại sao bộ mã hóa hoạt động như vậy khi bị lỗi:Đĩa quang bị nhiễm bẩn.OSE104 sử dụng đĩa mã hóa quang 20-bit mà ánh sáng đi qua để tạo tín hiệu vị trí. Theo thời gian trong môi trường máy công cụ, các hạt nhiễm bẩn mịn — sương làm mát, hơi dầu cắt, bụi kim loại — có thể bám trên bề mặt đĩa thành một lớp màng mỏng, đều, không nhìn thấy bằng mắt thường nhưng làm tán xạ chùm tia quang đủ để làm suy giảm chất lượng tín hiệu. Điều này tạo ra các lỗi vị trí không liên tục, rung động servo trên trục và cuối cùng là các điều kiện quá tải hoặc cảnh báo bộ dò tìm đặc trưng của sự nhiễm bẩn bộ mã hóa quang học. Sự nhiễm bẩn tích tụ dần dần, đó là lý do tại sao một trục bị ảnh hưởng có thể hoạt động bình thường trong nhiều tháng trước khi chất lượng tín hiệu suy giảm đủ để gây ra cảnh báo.Tụ điện bị hỏng.

Các tụ điện bên trong mạch điện tử của bộ mã hóa là một hạng mục lỗi thường xuyên — các tụ điện hỏng xuất hiện nhất quán trong các bản ghi sửa chữa cho OSE104 trên nhiều cơ sở dịch vụ. Lỗi tụ điện thường tạo ra các lỗi giao tiếp không liên tục giữa bộ mã hóa và bộ khuếch đại, hoặc mất hoàn toàn phản hồi của bộ mã hóa.Mòn vòng bi.Vòng bi nội bộ của bộ mã hóa hỗ trợ cơ chế khớp nối trục. Sự suy giảm vòng bi gây ra sự lệch tâm cơ học trong quá trình quay của đĩa quang, điều này lần lượt tạo ra các lỗi định kỳ trong tín hiệu vị trí. Vòng bi hỏng trên OSE104 được xác định trong các bản ghi dịch vụ từ các cơ sở sửa chữa vùng chính xác và các cơ sở khác như một chế độ lỗi được sửa chữa thường xuyên.OSE104 so với OSA104 — Lựa chọn giữa Tăng dần và Tuyệt đối

Một câu hỏi thường nảy sinh khi thay thế OSE104 là liệu có nên nâng cấp lên OSA104 — biến thể bộ mã hóa tuyệt đối với cùng độ phân giải 100.000 ppr hay không. Hai bộ mã hóa sử dụng cùng phần cứng bảng mạch và giao tiếp qua cùng một giao thức nối tiếp. Sự khác biệt là OSA104 duy trì một thanh ghi vị trí đa vòng quay tuyệt đối thực sự, không yêu cầu pin dự phòng để lưu giữ vị trí theo cách mà OSE104 tăng dần làm.Trong thực tế, trên các máy chạy điều khiển MELDAS hoặc Mazatrol, việc nâng cấp từ OSE104 lên OSA104 là khả thi về mặt cơ khí và điện — cùng một dạng vật lý, cùng một giao diện nối tiếp, cùng khả năng tương thích bộ khuếch đại. CNC nhận dạng loại bộ mã hóa thông qua ID thiết bị của nó trong quá trình khởi động. Lợi ích hoạt động là có ý nghĩa: với OSA104, chu trình quay về điểm tham chiếu sau mỗi lần bật nguồn được loại bỏ. Tọa độ trục được giữ nguyên khi tắt nguồn, giảm thời gian khởi động máy và đơn giản hóa việc phục hồi cảnh báo.

Việc nâng cấp có phù hợp hay không phụ thuộc vào máy cụ thể, phiên bản CNC và cấu hình tham số. Trên các máy đã được thiết lập cho hoạt động quay về điểm tham chiếu, cần điều chỉnh tham số sau khi lắp OSA104. Xác nhận cài đặt tham số bộ mã hóa của CNC hỗ trợ hoạt động bộ mã hóa tuyệt đối loại OSA trước khi thực hiện thay đổi.

Các ứng dụng điển hình

Nguyên nhân phổ biến nhất là sự nhiễm bẩn của đĩa mã hóa quang — một lớp màng mỏng, đều của sương làm mát hoặc hơi dầu bám trên bề mặt đĩa theo thời gian, làm tán xạ chùm tia quang và làm suy giảm chất lượng tín hiệu. Bộ khuếch đại servo không thể đóng vòng vị trí một cách đáng tin cậy trên tín hiệu phản hồi bị hỏng, điều này gây ra rung động trục, lỗi theo dõi và cuối cùng là cảnh báo quá tải hoặc bộ dò tìm. Làm sạch đĩa bằng cồn isopropyl trên khăn microfiber đôi khi có thể phục hồi bộ mã hóa; nếu sự nhiễm bẩn đã ăn mòn đĩa hoặc nếu các tụ điện bên trong hoặc vòng bi cũng bị hỏng, cần phải thay thế hoặc sửa chữa chuyên nghiệp.

Q3: OSE104 có hoạt động với bộ khuếch đại dòng MDS-C1 hay chỉ với MDS-A và MDS-B cũ hơn không?

Có — OSE104 được liệt kê trong bảng tương thích bộ mã hóa của dòng MDS-C1-V như một bộ mã hóa đầu cuối động cơ được hỗ trợ. Nó cũng xuất hiện trong danh sách tương thích cho các dòng MDS-A-SVJ, MDS-B-SVJ2 và MDS-B-V. Giao thức nối tiếp và ID thiết bị bộ mã hóa nhất quán trên các thế hệ MDS, cho phép OSE104 hoạt động với cả hệ thống truyền động MDS cũ và mới hơn của Mitsubishi mà không cần sửa đổi.

Q4: Sự khác biệt giữa OSE104, OSE104S, OSE104S1 và OSE104S2 là gì?Các hậu tố S, S1 và S2 chỉ ra các cấu hình lắp đặt cơ khí khác nhau — đặc biệt là các biến thể trong mẫu lỗ lắp trên thân bộ mã hóa. Cả bốn biến thể đều sử dụng cùng một bảng mạch bên trong, cùng một đĩa quang 20-bit, cùng một giao thức nối tiếp và cung cấp độ phân giải báo cáo 100.000 ppr giống nhau cho hệ thống truyền động. Chúng tương đương chức năng về hoạt động. Chọn biến thể có hình dạng lắp đặt khớp với khoang bộ mã hóa vật lý trong động cơ đang được bảo trì.

Q5: Bộ mã hóa OSE104 có thể được sửa chữa thay vì thay thế hoàn toàn không?Có — OSE104 là một bộ mã hóa có thể sửa chữa đã được thiết lập tốt. Các cơ sở dịch vụ đủ điều kiện thay thế các tụ điện bên trong (lỗi thành phần phổ biến nhất), vòng bi và các cụm đĩa quang hoàn chỉnh. Sự nhiễm bẩn thường có thể được xử lý bằng cách làm sạch mà không cần thay thế toàn bộ thành phần. Ưu điểm của việc sửa chữa chuyên nghiệp so với thay thế hoàn toàn là chi phí — đặc biệt khi hàng OSE104 mới có thể đắt và thời gian giao hàng biến động. Cách tiếp cận thực tế cho các cơ sở quản lý nhiều máy có loại bộ mã hóa này là duy trì một đơn vị trao đổi đã được kiểm tra sẵn sàng để sản xuất có thể tiếp tục ngay lập tức khi xảy ra lỗi, sau đó gửi đơn vị bị lỗi để đại tu như một chiến lược bổ sung dài hạn.