Cảm biến Fanuc A20B-9001-0780 A20B90010780 A20B-9001-0780

Fanuc A20B-9001-0780. ∙ AC Spindle Motor Optical Sensor ∙ 12-Pin Feedback Device, tốc độ và vị trí cho CNC Spindle Control, Bộ cảm biến hoàn chỉnh với PCB

Tổng quan

CácFanuc 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, bao gồm việc chạm cứng, định hướng trục và kiểm soát đường viền Cs.

Hiểu vai trò của cảm biến này đòi hỏi một cái nhìn ngắn gọn về cách Fanuc điều khiển động cơ xoắn AC phát triển.

Trong giai đoạn đầu của các động cơ trục xoay chuyển đổi tần số CNC, kéo dài từ cuối những năm 1970 đến những năm 1990, Fanuc đã phát triển động cơ và hệ thống ổ xoay xoay chuyển đổi tần số của riêng mình như các gói tích hợp.

Động cơ trục không phải là động cơ cảm ứng sử dụng chung chạy vòng lặp mở ở tần số biến;Nó là một động cơ được thiết kế đặc biệt với một cảm biến phản hồi gắn trên trục hoặc thân máy cho phép CNC biết tốc độ chính xác và vị trí của trục vào mọi lúc.

Phản hồi này rất cần thiết cho các chức năng mà điều khiển tốc độ vòng mở đơn giản không thể hỗ trợ: định hướng trục (ngừng trục ở vị trí góc chính xác để thay đổi công cụ),Máy đấm cứng (đồng bộ hóa nguồn cung cấp trục Z với xoay trục để cắt sợi mà không có tay cầm vòi nổi), và Cs kiểm soát đường viền (sử dụng trục quay như một trục quay được điều khiển bởi CNC cho phần quay trên một trung tâm gia công).

Thiết kế máy thu quang sử dụng một đĩa rỗng hoặc mô hình phản xạ xoay với trục động cơ trục, được đọc bởi một nguồn ánh sáng và bộ phận phát quang được gắn trong lồng cảm biến.Khi đĩa quay, máy dò ánh sáng xen kẽ nhìn thấy các khu vực mờ và trong suốt, tạo ra một dòng xung có tần số tỷ lệ thuận với tốc độ quay.

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.

Các kết nối 12-pin và chỉ định tín hiệu

Các kết nối 12-pin trên cảm biến mang toàn bộ bộ tín hiệu cần thiết cho Fanuc tăng cường trục: các tín hiệu đầu ra xung (thường là A,Các kênh hình vuông B cộng với một kênh Z không tham chiếu), đường cung cấp điện (cảm biến yêu cầu nguồn điện áp thấp từ bộ khuếch đại hoặc nguồn điện chuyên dụng), và kết nối bảo vệ.

Số lượng 12 chân của đầu nối chứa các đường tín hiệu này cộng với các cặp tín hiệu khác biệt A/Ā, B/B̄,Z / Z̄ sắp xếp được sử dụng trong đầu ra bộ mã hóa khác biệt để cung cấp loại bỏ tiếng ồn chế độ chung trên các đường dây cáp trong môi trường khắc nghiệt về mặt điện xung quanh động cơ trục.

Các tín hiệu khác biệt đặc biệt quan trọng đối với các cảm biến trục vì động cơ trục tạo ra sự can thiệp điện từ đáng kểCác hình dạng sóng dòng PWM, và sự gần gũi vật lý của điện tử ổ đĩa tất cả đều góp phần gây ồn trong cáp cảm biến.

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.

Các chức năng tốc độ và vị trí trong CNC Spindle Control

Chức năng kép của cảm biến ức phản hồi tốc độ và phản hồi vị trí ức cho phép ba chế độ hoạt động riêng biệt trong điều khiển trục CNC Fanuc:

Chế độ điều khiển tốc độsử dụng đường xung từ cảm biến để đóng vòng lặp phản hồi tốc độ trong bộ khuếch đại trục.

Bộ khuếch đại đếm xung cảm biến mỗi đơn vị thời gian, tính tốc độ trục thực tế, so sánh nó với tốc độ được chỉ định từ CNC và điều chỉnh dòng động cơ tương ứng.

Điều khiển tốc độ vòng lặp đóng này duy trì tốc độ trục không đổi dưới tải cắt khác nhau khi cắt nặng làm tăng mô-men xoắn tải,bộ khuếch đại phát hiện sự sụt giảm tốc độ ngay lập tức thông qua phản hồi cảm biến và bù bằng cách tăng mô-men xoắn của động cơ.

Định hướng trụcsử dụng xung không tham chiếu (đánh dấu) để phát hiện khi trục đạt đến một vị trí góc cụ thể.

CNC ra lệnh cho trục giảm tốc và dừng lại ở vị trí mà dấu hướng được phát hiện, đưa trục nghỉ ở vị trí có thể tái tạo cơ học để thay đổi công cụ,xử lý bộ phận, hoặc đo đạc phần làm việc.

Ở các trung tâm gia công, định hướng trục là một hoạt động tự động được kích hoạt tại mỗi chu kỳ thay đổi công cụ.

Bấm cứngđồng bộ hóa chuyển động vít dẫn trục Z với xoay trục để mỗi vòng quay của trục tương ứng với chính xác một chiều vuông của chuyển động trục Z.CNC đọc cảm biến vị trí trục phản hồi trong thời gian thực và cung cấp cho nó vào trục Z servo can thiệp, tạo ra một chuyển động cắt dây đồng bộ mà không cần các tay cầm vòi nổi cơ học.

Độ phân giải vị trí của cảm biến trục xác định độ chính xác độ cao của sợi mà có thể đạt được trong chạm cứng.

Bộ cảm biến hoàn chỉnh với PCB Điều gì "hoàn chỉnh" có nghĩa là

A20B-9001-0780 được mô tả và bán như bộ cảm biến hoàn chỉnh, 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.

Trong một số thiết kế cảm biến, phần tử thu quang và điện tử điều kiện tín hiệu là các thành phần riêng biệt ¢ phần tử thu tạo ra một dòng photodiode tương tự yếu,và PCB khuếch đại và chuyển đổi nó thành một đầu ra kỹ thuật số sạch phù hợp để truyền qua cáp đến ổ đĩa.

PCB cũng thường chứa điều chỉnh nguồn cung cấp điện cho thiết bị điện tử nội bộ của cảm biến." có nghĩa là người mua nhận được một, cảm biến sẵn sàng để lắp đặt chỉ yêu cầu kết nối với thiết bị lắp đặt của động cơ và cáp 12 chân đến bộ khuếch đại

Sự phân biệt này có ý nghĩa trong thị trường sửa chữa và phụ tùng thay thế vì một số thành phần cảm biến được bán như các thành phần riêng lẻ hoặc PCB một mình cho các kỹ thuật viên thực hiện sửa chữa ở cấp thành phần.

A20B-9001-0780 được bán như một cảm biến hoàn chỉnh với PCB là bộ sưu tập đầy đủ để thay thế toàn bộ cảm biến thay vì dịch vụ cấp thành phần.

A20B-9001-0780 và A20B-9001-0800

A20B-9001-0780 và A20B-9001-0800 là các tài liệu tham khảo có liên quan chặt chẽ xuất hiện cùng nhau trong danh mục cảm biến trục AC cho động cơ trục Fanuc đầu tiên.

Cả hai đều là cảm biến phản hồi 12 chân quang học được sử dụng cho các chức năng điều khiển động cơ trục tương tự, và hai số thường được chéo trên thị trường phụ tùng và sửa chữa 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.

Trong thực tế, khi một cảm biến trục từ gia đình này thất bại và máy bị ngắt,cả -0780 và -0800 tham chiếu được đánh giá cho các dòng động cơ cụ thể và cấu hình đầu nối trước khi lựa chọn một thay thế.

Tài liệu Fanuc gốc của động cơ, biển tên hoặc dữ liệu tham số động cơ của CNC cung cấp loại cảm biến cuối cùng cho một máy cụ thể.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Những triệu chứng nào cho thấy cảm biến trục A20B-9001-0780 bị hỏng?

Các biểu hiện thất bại phổ biến bao gồm: sự bất ổn tốc độ trục ở tốc độ quay thấp (CNC mất đếm xung đáng tin cậy ở tốc độ thấp, gây ra săn bắn hoặc tốc độ không ổn định),lỗi định hướng trục (cơ quan CNC không thể tìm thấy vị trí đánh dấu định hướng, khiến chu kỳ thay đổi công cụ bị hủy bỏ với báo động vị trí), lỗi chạm cứng (phối hợp giữa trục và trục Z bị hỏng, dẫn đến các sợi bị hỏng hoặc báo động chạm),và mất hoàn toàn phản hồi trục (trục báo động động trục, thường là một lỗi phản hồi tốc độ hoặc báo động ngắt kết nối bộ mã hóa trên màn hình khuếch đại trục Fanuc).Ô nhiễm vật lý của đĩa quang hoặc phần tử thu ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ ơ.

Q2: Các cảm biến A20B-9001-0780 có thể được làm sạch và cải tạo, hoặc nếu thất bại cần phải thay thế hoàn toàn?

Trong nhiều trường hợp, các cảm biến trục trặc do ô nhiễm chứ không phải do lỗi thành phần điện tử.

Nếu chất lỏng cắt, dầu hoặc các hạt kim loại đã xâm nhập vào vỏ cảm biến và gây ô nhiễm đĩa quang hoặc phần tử thu,làm sạch cẩn thận có thể khôi phục chức năng miễn là các thành phần quang học không bị trầy xước hoặc bị hư hỏng vĩnh viễn.

Các chuyên gia dịch vụ làm việc trên động cơ trục Fanuc thường xuyên làm sạch và kiểm tra các cảm biến trước khi tiêu hủy chúng.

Nếu PCB bị hỏng do ẩm xâm nhập hoặc lão hóa thành phần, việc sửa chữa ở cấp thành phần cũng có thể cho các kỹ thuật viên có kỹ năng điện tử thích hợp.

Thay thế cảm biến hoàn chỉnh (với một đơn vị mới hoặc được kiểm tra tốt như A20B-9001-0780) là con đường nhanh nhất để đưa máy trở lại sản xuất khi không có khả năng sửa chữa tại chỗ.

Q3: Cảm biến được mô tả là cho động cơ trục xoắn ốc AC "thế hệ đầu tiên".

Loại cảm biến này được liên kết với dòng động cơ xoắn mạch xoắn mạch AC ban đầu của Fanuc các động cơ kết hợp với Fanuc 0-Series, 10-Series, 15-Series và 16-Series CNC,trải dài máy công cụ xây dựng từ khoảng giữa những năm 1980 đến cuối những năm 1990.

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 dành riêng cho thế hệ động cơ cũ hơn và không thể đổi với các cảm biến được sử dụng trên các động cơ trục Fanuc Alpha hoặc Alpha i mới hơn.

Q4: Máy cảm biến được gắn trên trục động cơ trục và nó có cần hiệu chuẩn hoặc điều chỉnh sau khi thay thế không?

Cảm biến thu quang thường được gắn ở phía sau của lắp ráp động cơ trục, cảm nhận một đĩa có khe hoặc bánh xe mục tiêu xoay với trục động cơ.

Vị trí lắp đặt được cố định bởi kệ cảm biến của động cơ, cảm biến được sắp xếp với đĩa trong phạm vi dung sai cơ học của lắp đặt.

Trong hầu hết các trường hợp,thay thế cảm biến không yêu cầu hiệu chuẩn vị trí tuyệt đối bởi vì vị trí tham chiếu định hướng được xác định bởi dấu không của đĩa so với số không cơ học của động cơ, được thiết lập trong quá trình lắp ráp động cơ.

Tuy nhiên, sau khi thay đổi cảm biến,vị trí định hướng trục phải được xác minh trên máy thực tế và điều chỉnh thông qua tham số chuyển hướng của CNC nếu vị trí dừng không phù hợp với vị trí thay đổi công cụ.

Q5: Bộ cảm biến có sẵn với hoặc không có cáp. Cáp nào là cần thiết nếu đặt hàng mà không có, và chất lượng cáp quan trọng như thế nào?

Cáp cảm biến 12 chân mang tín hiệu xung khác nhau ở điện áp tương đối thấp giữa cảm biến và bộ khuếch đại trục.

Cáp phải được bảo vệ để bảo vệ các tín hiệu khỏi nhiễu điện từ trong vùng lân cận của động cơ và động cơ xoắn.

Fanuc chỉ định dây cáp xoắn đôi được bảo vệ cho kết nối bộ mã hóa và cảm biến, với tấm bảo vệ được nối đất ở đầu bộ khuếch đại.hoặc độ dài quá mức có thể gây ra sự suy giảm tín hiệu biểu hiện như báo động trục gián đoạn, định hướng không ổn định, hoặc lỗi chạm cứng mà không gây ra lỗi mã hóa cứng.

Khi đặt hàng không dùng cáp,sử dụng Fanuc-định nghĩa cáp hoặc một chất lượng công nghiệp được bảo vệ xoắn-cặp thay thế của số lượng dây dẫn chính xác và đặc điểm kỹ thuật bảo vệ là rất cần thiết cho hoạt động cảm biến đáng tin cậy.