Fanuc A20B-9001-0780∙ Sensor óptico del motor del eje de CA ∙ Dispositivo de retroalimentación de 12 pines, velocidad y posición para el control del eje CNC, sensor completo con PCB
Resumen general
ElLas condiciones de los requisitos de seguridad de los equipos de ensayo deberán ser las siguientes:is 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, incluido el toque rígido, la orientación del husillo y el control del contorno Cs.
Para comprender el papel de este sensor se requiere una breve mirada a cómo evolucionó el control del motor de eje de Fanuc AC.
En el período temprano de los accionamientos de husillo de CAC CNC, que abarca aproximadamente desde finales de la década de 1970 hasta la década de 1990, Fanuc desarrolló su propio motor de husillo de CA y sus sistemas de accionamiento como paquetes integrados.
El motor de husillo no era un motor de inducción de uso general que funcionara en bucle abierto a frecuencia variable;Era un motor diseñado específicamente con un sensor de retroalimentación montado en su eje o cuerpo que permitía al CNC conocer la velocidad exacta del husillo y la posición en todo momento.
Esta retroalimentación fue esencial para funciones que el simple control de velocidad de circuito abierto no puede soportar: orientación del husillo (parar el husillo en una posición angular precisa para el cambio de herramienta),con una altura de más de 1 mm, pero no más de 1 mm, y Cs control de contorno (usando el huso como eje giratorio controlado por CNC para la pieza que gira en un centro de mecanizado).
El diseño de la toma óptica utiliza un disco con ranuras o un patrón reflectante que gira con el eje del motor del huso, leído por una fuente de luz y un conjunto de fotodetector montado en la carcasa del sensor.Mientras el disco giraEl fotodetector ve alternadamente las regiones opacas y transparentes, generando un tren de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad de rotación.
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.
El conector de 12 pines y la asignación de la señal
El conector de 12 pines en el sensor lleva el conjunto completo de señales requeridas por el amplificador de husillo Fanuc: las señales de salida de pulso (normalmente A,canales de cuadratura B más un canal Z de referencia cero), líneas de alimentación (el sensor requiere una fuente de baja tensión del amplificador o una fuente de alimentación dedicada), y conexiones de blindaje.
El recuento de 12 pines del conector se adapta a estas líneas de señal más los pares de señales diferenciales A/Ā, B/B̄,Disposición Z/Z̄ utilizada en salidas de codificadores diferenciales para proporcionar rechazo de ruido de modo común en cables en un entorno eléctricamente áspero alrededor de un motor de husillo.
La señalización diferencial es particularmente importante para los sensores de husillo porque el motor del husillo genera interferencias electromagnéticas sustanciales Formas de onda de corriente impulsadas por PWM, y la proximidad física de la electrónica de accionamiento contribuyen al ruido en el cable del sensor.
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.
Funciones de velocidad y posición en el control del eje CNC
La doble función del sensor retroalimentación de velocidad y retroalimentación de posición permite tres modos de funcionamiento distintos en el control del eje Fanuc CNC:
Modo de control de velocidadUtiliza el tren de pulsos del sensor para cerrar el bucle de retroalimentación de velocidad en el amplificador del huso.
El amplificador cuenta los pulsos del sensor por unidad de tiempo, calcula la velocidad real del husillo, la compara con la velocidad comandada por el CNC y ajusta la corriente de accionamiento del motor en consecuencia.
Este regulador de velocidad de circuito cerrado mantiene la velocidad del husillo constante bajo cargas de corte variables cuando un corte pesado aumenta el par de carga,el amplificador detecta la caída de velocidad inmediatamente a través de la retroalimentación del sensor y compensa aumentando el par de salida del motor.
Orientación del husilloutiliza el pulso de referencia cero (marcador) para detectar cuando el husillo alcanza una posición angular específica.
El CNC ordena al husillo que desacelere y se detenga en la posición donde se detecta la marca de orientación, poniendo el husillo en reposo en una posición mecánicamente reproducible para el cambio de herramienta,Manejo de piezas, o la medición de la pieza de trabajo.
En los centros de mecanizado, la orientación del husillo es una operación automática que se activa en cada ciclo de cambio de herramienta.
Accesorios para el transporte de mercancíassincroniza el movimiento del tornillo de plomo del eje Z con la rotación del husillo de modo que cada rotación del husillo corresponda exactamente a un campo de rosca del movimiento del eje Z.El CNC lee la retroalimentación del sensor de posición del husillo en tiempo real y lo alimenta a la interpolación del servo del eje Z, creando un movimiento de corte sincronizado de hilo sin soportes mecánicos flotantes.
La resolución de la posición del sensor del husillo determina la precisión de la inclinación del hilo alcanzable en el tapping rígido.
Sensor completo con PCB ️ Qué significa "completo"
El A20B-9001-0780 se describe y vende como el conjunto completo de sensores, 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.
En algunos diseños de sensores, el elemento óptico de captación y la electrónica de acondicionamiento de la señal son componentes separados. El elemento de captación genera una corriente de fotodiodo analógico débil.y el PCB amplifica y convierte esto en una salida digital limpia adecuada para la transmisión a través del cable a la unidad.
El PCB también contiene típicamente la regulación de la fuente de alimentación para la electrónica interna del sensor." significa que el comprador recibe una función, un sensor listo para montar que sólo requiere la conexión a la disposición de montaje del motor y el cable de 12 pines al amplificador, no se necesita un PCB separado.
Esta distinción es importante en el mercado de las reparaciones y de las piezas de repuesto, ya que algunos componentes de los sensores se venden como elementos individuales,o solo el PCB para los técnicos que realizan reparaciones a nivel de componentes.
El A20B-9001-0780 vendido como sensor completo con PCB es el conjunto completo para reemplazar el sensor completo en lugar de un servicio a nivel de componente.
A20B-9001-0780 y A20B-9001-0800 Números de referencia comunes
El A20B-9001-0780 y el A20B-9001-0800 son referencias estrechamente relacionadas que aparecen juntas en la categoría de sensores de husillo CA para los primeros motores de husillo Fanuc.
Ambos son sensores de retroalimentación de 12 pines de recogida óptica utilizados para las mismas funciones de control del motor del eje, y los dos números se cruzan con frecuencia en el mercado de repuestos y reparación de 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.
En la práctica, cuando un sensor de husillo de esta familia falla y la máquina está apagada,tanto las referencias -0780 como -0800 se evaluarán para la serie de motor específica y la configuración del conector antes de seleccionar un reemplazo..
La documentación Fanuc original del motor, la placa de identificación o los datos de parámetros del motor del CNC proporcionan el tipo de sensor definitivo para una máquina específica.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Qué síntomas indican que el sensor de husillo A20B-9001-0780 ha fallado?
Las presentaciones de fallas comunes incluyen: inestabilidad de la velocidad del husillo a bajas RPM (el CNC pierde un recuento de pulsos confiable a bajas velocidades, causando caza o velocidad errática),fallo de orientación del husillo (el CNC no puede encontrar la posición de la marca de orientación), causando que el ciclo de cambio de herramienta se interrumpa con una alarma de posición), errores de toque rígidos (la sincronización entre el husillo y el eje Z se rompe, lo que resulta en hilos dañados o alarma de toque),y pérdida completa de la retroalimentación del eje (alarma de accionamiento del eje), típicamente un error de retroalimentación de velocidad o alarma de desconexión del codificador en la pantalla del amplificador de husillo Fanuc).La contaminación física del disco óptico o del elemento de recogida de la entrada de fluido de corte a través de un sello de eje desgastado es uno de los mecanismos de falla más comunes.
P2: ¿Se puede limpiar y rehacer el sensor A20B-9001-0780 o si el fallo requiere un reemplazo completo?
En muchos casos, los sensores de husillo fallan debido a la contaminación en lugar de fallas de componentes electrónicos.
Si el líquido de corte, el aceite o las partículas metálicas han entrado en la carcasa del sensor y han contaminado el disco óptico o el elemento de recogida,una limpieza cuidadosa puede restablecer la función siempre que los componentes ópticos no estén rayados o dañados de forma permanente.
Los especialistas de servicio que trabajan en motores de husillo Fanuc limpian y prueban los sensores de forma rutinaria antes de condenarlos.
Si el PCB ha fallado debido a la entrada de humedad o el envejecimiento de los componentes, la reparación a nivel de los componentes también es posible para los técnicos con conocimientos electrónicos adecuados.
El reemplazo completo del sensor (con una unidad nueva o probada como la A20B-9001-0780) es el camino más rápido para devolver la máquina a la producción cuando no hay capacidad de reparación in situ disponible.
P3: El sensor se describe como para motores de husillo de CA de "generación temprana". ¿Qué generaciones de Fanuc CNC utilizan este sensor?
Este tipo de sensor está asociado con las primeras series de motores de husillo de CA de Fanuc los motores emparejados con las CNC de Fanuc Serie 0, Serie 10, Serie 15 y Serie 16,Construcciones de máquinas herramienta de entre mediados de los años ochenta y finales de los noventa aproximadamente.
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.
El A20B-9001-0780 es específicamente para la generación anterior de motores y no es intercambiable con los sensores utilizados en los nuevos motores Fanuc Alpha o Alpha i.
P4: ¿El sensor está montado en el eje del motor del husillo y requiere calibración o ajuste después de su sustitución?
El sensor óptico de recogida está típicamente montado en la parte trasera de la carcasa del motor del husillo, detectando un disco ranurado o una rueda objetivo que gira con el eje del motor.
La posición de montaje es fijada por el soporte del sensor del motor el sensor se alinea con el disco dentro de las tolerancias mecánicas del montaje.
En la mayoría de los casos,el reemplazo del sensor no requiere calibración de la posición absoluta porque la posición de referencia de orientación está definida por la marca de cero del disco en relación con el cero mecánico del motor, que se establece durante el montaje del motor.
Sin embargo, después de reemplazar el sensor,la posición de orientación del husillo debe verificarse en la máquina real y ajustarse mediante el parámetro de desplazamiento de orientación del CNC si la posición de parada no coincide con la posición de cambio de herramienta.
P5: El sensor está disponible con o sin cable. ¿Qué cable se requiere si se ordena sin él, y qué tan crítica es la calidad del cable?
El cable de sensor de 12 pines transporta señales de pulso diferencial a voltajes relativamente bajos entre el sensor y el amplificador de husillo.
El cable deberá estar blindado para proteger las señales de las interferencias electromagnéticas en las proximidades del motor y el accionamiento del husillo.
Fanuc especifica un cable de par retorcido blindado para conexiones de codificador y sensor, con el escudo conectado a tierra en el extremo del amplificador.o una longitud excesiva puede causar una degradación de la señal que se manifiesta como alarmas intermitentes del husillo, orientación errática o errores de toque rígidos sin desencadenar un fallo del codificador duro.
Cuando pidas sin cable,utilizando un cable especificado por Fanuc o un par retorcido protegido industrial de calidad, el reemplazo del número correcto de conductores y la especificación de blindaje es esencial para un funcionamiento confiable del sensor.
¡Su mensaje debe tener entre 20 y 3.000 caracteres!
