A20B-9001-0780 جهاز استشعار Fanuc A20B90010780 A20B-9001-0780

Fanuc A20B-9001-0780 | مستشعر بصري لمحرك المغزلع تيار متردد — جهاز تغذية راجعة بـ 12 سنًا، للسرعة والموضع للتحكم في المغزلع CNC، مستشعر كامل مع لوحة دوائر مطبوعة

نظرة عامة

إن Fanuc A20B-9001-0780 هو مستشعر بصري لالتقاط محرك المغزلع تيار متردد — جهاز التغذية الراجعة المثبت على أجيال مبكرة من محركات المغزلع تيار متردد من Fanuc لتزويد الـ CNC ومضخم المغزلع بإشارات السرعة والموضع الزاوي اللازمة للتحكم في المغزلع بالحلقة المغلقة، بما في ذلك النقر الصلب، وتوجيه المغزلع، والتحكم في محيط Cs.

يتطلب فهم دور هذا المستشعر نظرة موجزة على كيفية تطور التحكم في محركات المغزلع تيار متردد من Fanuc.

في الفترة المبكرة من محركات المغزلع تيار متردد CNC — التي امتدت تقريبًا من أواخر السبعينيات إلى التسعينيات — طورت Fanuc أنظمة محركات المغزلع تيار متردد ومحركات خاصة بها كحزم متكاملة.

لم يكن محرك المغزلع محركًا حثيًا للأغراض العامة يعمل بحلقة مفتوحة بتردد متغير؛ بل كان محركًا مصممًا خصيصًا مع مستشعر تغذية راجعة مثبت على عموده أو جسمه يسمح للـ CNC بمعرفة سرعة المغزلع وموضعه الدقيق في جميع الأوقات.

كانت هذه التغذية الراجعة ضرورية للوظائف التي لا يمكن أن يدعمها التحكم البسيط في السرعة بالحلقة المفتوحة: توجيه المغزلع (إيقاف المغزلع عند موضع زاوي دقيق لتغيير الأداة)، النقر الصلب (مزامنة تغذية المحور Z مع دوران المغزلع لقطع الخيوط بدون حامل صنبور عائم)، والتحكم في محيط Cs (استخدام المغزلع كمحور دوار يتم التحكم فيه بواسطة CNC لتدوير الأجزاء على مركز التشغيل).

يستخدم تصميم الالتقاط البصري قرصًا مشقوقًا أو نمطًا عاكسًا يدور مع عمود محرك المغزلع، ويتم قراءته بواسطة مصدر ضوء وتجميع كاشف ضوئي مثبت في غلاف المستشعر. مع دوران القرص، يرى الكاشف الضوئي بالتناوب المناطق المعتمة والشفافة، مما يولد سلسلة نبضات يتناسب ترددها مع سرعة الدوران.

تولد علامة مرجعية على القرص نبضة واحدة لكل دورة للموضع المطلق ضمن دورة واحدة — الإشارة التي يستخدمها الـ CNC لتوجيه المغزلع واكتشاف عبور الصفر للنقر الصلب.

موصل 12 سنًا وتعيين الإشارة

يحمل الموصل ذو الـ 12 سنًا على المستشعر مجموعة الإشارات الكاملة المطلوبة من قبل مضخم المغزلع Fanuc: إشارات خرج النبضات (عادةً قنوات A و B التربيعية بالإضافة إلى قناة مرجع صفر Z)، وخطوط إمداد الطاقة (يتطلب المستشعر إمدادًا بجهد منخفض من المضخم أو مصدر طاقة مخصص)، واتصالات التدريع.

يستوعب عدد الـ 12 سنًا للموصل خطوط الإشارة هذه بالإضافة إلى أزواج الإشارات التفاضلية — الترتيب التكميلي A/Ā، B/B̄، Z/Z̄ المستخدم في مخرجات المشفر التفاضلي لتوفير رفض ضوضاء الوضع المشترك على مسارات الكابلات في البيئة القاسية كهربائيًا حول محرك المغزلع.

تعتبر الإشارات التفاضلية مهمة بشكل خاص لمستشعرات المغزلع لأن محرك المغزلع يولد تداخلًا كهرومغناطيسيًا كبيرًا — تؤدي أسلاك الطاقة الخاصة بالمحرك، وأشكال موجة التيار التي تعمل بالـ PWM، والقرب المادي لإلكترونيات القيادة كلها إلى ضوضاء في كابل المستشعر.

يحد التصميم البصري للمستشعر أيضًا بطبيعته من تشوه الإشارة بسبب الحرارة والاهتزاز مقارنة بمستشعرات الالتقاط المغناطيسي (المتغيرة بالتردد) التي يمكن أن تتأثر بجزيئات حديدية مغناطيسية في سائل القطع وتغيرات في هندسة فجوة الهواء مع تآكل المحامل.

وظائف السرعة والموضع في التحكم في المغزلع CNC

تتيح الوظيفة المزدوجة للمستشعر — تغذية راجعة للسرعة وتغذية راجعة للموضع — ثلاثة أوضاع تشغيل مميزة في التحكم في المغزلع CNC من Fanuc:

وضع التحكم في السرعة يستخدم سلسلة النبضات من المستشعر لإغلاق حلقة تغذية السرعة في مضخم المغزلع.

يقوم المضخم بعد نبضات المستشعر لكل وحدة زمنية، ويحسب سرعة المغزلع الفعلية، ويقارنها بالسرعة المطلوبة من الـ CNC، ويعدل تيار قيادة المحرك وفقًا لذلك. 

يحافظ هذا التحكم في السرعة بالحلقة المغلقة على سرعة مغزلع ثابتة تحت حمل قطع متغير — عندما يزيد عزم القطع الثقيل من عزم الحمل، يكتشف المضخم انخفاض السرعة فورًا من خلال تغذية المستشعر ويعوض عن طريق زيادة خرج عزم المحرك.

توجيه المغزلع يستخدم نبضة المرجع الصفري (العلامة) لاكتشاف متى يصل المغزلع إلى موضع زاوي محدد.

يأمر الـ CNC المغزلع بالتباطؤ والتوقف عند الموضع الذي يتم فيه اكتشاف علامة التوجيه، مما يؤدي إلى توقف المغزلع عند موضع قابل للتكرار ميكانيكيًا لتغيير الأداة، أو مناولة الجزء، أو قياس قطعة العمل.

على مراكز التشغيل، يعد توجيه المغزلع عملية تلقائية يتم تشغيلها عند كل دورة تغيير أداة.

النقر الصلب يزامن حركة لولب المحور Z مع دوران المغزلع بحيث تتوافق كل دورة للمغزلع مع درجة خيط واحدة بالضبط لحركة المحور Z. يقرأ الـ CNC تغذية موضع مستشعر المغزلع في الوقت الفعلي ويوجهها إلى استيفاء خدمة المحور Z، مما يخلق حركة قطع خيوط متزامنة بدون حوامل صنبور عائمة ميكانيكية.

يحدد دقة موضع مستشعر المغزلع دقة درجة الخيط التي يمكن تحقيقها في النقر الصلب.

مستشعر كامل مع لوحة دوائر مطبوعة — ما يعنيه "كامل"

يتم وصف A20B-9001-0780 وبيعه كمجموعة مستشعر كاملة، والتي تشمل كلاً من غلاف الالتقاط البصري (مع مصدر ضوء LED وكاشف ضوئي) ولوحة الدوائر المطبوعة (PCB) التي تعالج وتضخم الإشارة الخام للكاشف الضوئي إلى مخرجات نبضات تفاضلية يوفرها الموصل ذو الـ 12 سنًا.

في بعض تصميمات المستشعرات، يكون عنصر الالتقاط البصري وإلكترونيات معالجة الإشارة مكونات منفصلة — ينتج عنصر الالتقاط تيارًا ضعيفًا من الثنائي الضوئي التناظري، وتقوم لوحة الدوائر المطبوعة بتضخيمه وتحويله إلى خرج رقمي نظيف مناسب للإرسال عبر الكابل إلى المحرك.

تحتوي لوحة الدوائر المطبوعة أيضًا عادةً على تنظيم إمداد الطاقة للإلكترونيات الداخلية للمستشعر. عندما توصف مجموعة المستشعر بأنها "كاملة مع لوحة دوائر مطبوعة"، فهذا يعني أن المشتري يتلقى مستشعرًا وظيفيًا جاهزًا للتركيب يتطلب فقط التوصيل بتوفير تركيب المحرك وكابل الـ 12 سنًا إلى المضخم — لا حاجة للوحة دوائر مطبوعة منفصلة.

هذا التمييز مهم في سوق الإصلاح وقطع الغيار لأن بعض مكونات المستشعر تُباع كعناصر فردية — جسم الالتقاط وحده، أو لوحة الدوائر المطبوعة وحدها — للفنيين الذين يقومون بإصلاحات على مستوى المكونات.

يُباع A20B-9001-0780 كمستشعر كامل مع لوحة دوائر مطبوعة وهو التجميع الكامل لاستبدال المستشعر بأكمله بدلاً من خدمة على مستوى المكونات.

A20B-9001-0780 و A20B-9001-0800 — أرقام مرجعية شائعة

A20B-9001-0780 و A20B-9001-0800 هما مرجعان مرتبطان ارتباطًا وثيقًا يظهران معًا في فئة مستشعرات المغزلع تيار متردد لمحركات المغزلع المبكرة من Fanuc.

كلاهما مستشعرات تغذية راجعة بـ 12 سنًا لالتقاط بصري تستخدم لنفس وظائف التحكم في محرك المغزلع، وغالبًا ما يتم الرجوع إلى الرقمين بشكل متبادل في سوق قطع غيار وإصلاحات Fanuc.

عادةً ما يعكس العلاقة بين أرقام الأجزاء هذه إصدارات إنتاج مختلفة أو متغيرات تجميع لنفس عائلة المستشعرات — لوحات دوائر مطبوعة مختلفة أو تكوينات عناصر بصرية مختلفة — وهي متوافقة وظيفيًا وتستخدم بشكل متبادل في تطبيقات الخدمة على نفس أنواع المحركات.

في الممارسة العملية، عندما يفشل مستشعر المغزلع من هذه العائلة وتكون الآلة متوقفة، يتم تقييم كلا المرجعين -0780 و -0800 لسلسلة المحرك المحددة وتكوين الموصل قبل اختيار بديل.

توفر وثائق Fanuc الأصلية للمحرك، أو لوحة الاسم، أو بيانات معلمة المحرك للـ CNC نوع المستشعر المحدد لآلة معينة.

أسئلة وأجوبة

س1: ما هي الأعراض التي تشير إلى فشل مستشعر المغزلع A20B-9001-0780؟

تشمل عروض الفشل الشائعة: عدم استقرار سرعة المغزلع عند سرعات دوران منخفضة (يفقد الـ CNC عد النبضات الموثوق به عند السرعات المنخفضة، مما يسبب تقلبًا أو سرعة غير منتظمة)، فشل توجيه المغزلع (لا يمكن للـ CNC العثور على موضع علامة التوجيه، مما يتسبب في إلغاء دورة تغيير الأداة مع إنذار موضع)، أخطاء النقر الصلب (ينقطع التزامن بين المغزلع والمحور Z، مما يؤدي إلى تلف الخيوط أو إنذار النقر)، وفقدان كامل لتغذية المغزلع الراجعة (إنذار محرك المغزلع، عادةً خطأ تغذية سرعة أو إنذار فصل المشفر على شاشة مضخم المغزلع Fanuc). التلوث المادي للقرص البصري أو عنصر الالتقاط — بسبب تسرب سائل القطع من خلال ختم عمود متآكل — هو أحد آليات الفشل الأكثر شيوعًا.

س2: هل يمكن تنظيف مستشعر A20B-9001-0780 وتجديده، أم أن الفشل يتطلب استبدالًا كاملاً؟

في كثير من الحالات، تفشل مستشعرات المغزلع بسبب التلوث بدلاً من فشل المكونات الإلكترونية.

إذا دخل سائل القطع أو الزيت أو الجزيئات المعدنية إلى غلاف المستشعر ولوث القرص البصري أو عنصر الالتقاط، فقد يؤدي التنظيف الدقيق إلى استعادة الوظيفة — شريطة ألا تكون المكونات البصرية نفسها مخدوشة أو تالفة بشكل دائم.

يقوم أخصائيو الخدمة الذين يعملون على محركات المغزلع Fanuc بتنظيف واختبار المستشعرات بشكل روتيني قبل إدانتها.

إذا فشلت لوحة الدوائر المطبوعة بسبب تسرب الرطوبة أو تقادم المكونات، فإن الإصلاح على مستوى المكونات ممكن أيضًا للفنيين ذوي المهارات الإلكترونية المناسبة.

يعد الاستبدال الكامل للمستشعر (بوحدة جديدة أو تم اختبارها جيدًا مثل A20B-9001-0780) أسرع طريقة لإعادة الآلة إلى الإنتاج عندما لا تكون قدرة الإصلاح في الموقع متاحة.

س3: يوصف المستشعر بأنه مخصص لمحركات المغزلع تيار متردد "من الأجيال المبكرة". ما هي أجيال CNC من Fanuc التي تستخدم هذا المستشعر؟

يرتبط هذا النوع من المستشعرات بسلسلة محركات المغزلع تيار متردد المبكرة من Fanuc — المحركات المقترنة بـ CNCs من سلسلة Fanuc 0، وسلسلة 10، وسلسلة 15، وسلسلة 16 — والتي تغطي بناء أدوات الآلات من منتصف الثمانينيات تقريبًا حتى أواخر التسعينيات.

تستخدم أجيال محركات المغزلع الأحدث من Fanuc — سلسلة Alpha ثم سلسلة Alpha i / Beta i — تصميمات مستشعرات مختلفة (عائلة مشفرات سلسلة Mi / A860) مع موصلات وبروتوكولات إشارات مختلفة.

A20B-9001-0780 مخصص خصيصًا لجيل المحركات الأقدم وليس قابلاً للتبديل مع المستشعرات المستخدمة في محركات المغزلع Alpha أو Alpha i الأحدث من Fanuc.

س4: هل يتم تركيب المستشعر على عمود محرك المغزلع، وهل يتطلب معايرة أو تعديلًا بعد الاستبدال؟

عادةً ما يتم تركيب مستشعر الالتقاط البصري في الجزء الخلفي من غلاف محرك المغزلع، ويستشعر قرصًا مشقوقًا أو عجلة هدف تدور مع عمود المحرك.

يتم تثبيت موضع التركيب بواسطة قوس مستشعر المحرك — يقوم المستشعر بمحاذاة القرص ضمن التفاوتات الميكانيكية للتركيب. 

في معظم الحالات، لا يتطلب استبدال المستشعر معايرة الموضع المطلق لأن موضع مرجع التوجيه يتم تحديده بواسطة علامة الصفر للقرص بالنسبة إلى الصفر الميكانيكي للمحرك، والذي يتم ضبطه أثناء تجميع المحرك.

ومع ذلك، بعد استبدال المستشعر، يجب التحقق من موضع توجيه المغزلع على الآلة الفعلية وتعديله من خلال معلمة إزاحة التوجيه الخاصة بالـ CNC إذا كان الموضع المتوقف لا يتطابق مع موضع تغيير الأداة.

س5: المستشعر متاح مع أو بدون كابل. ما هو الكابل المطلوب إذا تم الطلب بدون، ومدى أهمية جودة الكابل؟

يحمل كابل المستشعر ذو الـ 12 سنًا إشارات نبضات تفاضلية بجهود منخفضة نسبيًا بين المستشعر ومضخم المغزلع.

يجب أن يكون الكابل محميًا لحماية الإشارات من التداخل الكهرومغناطيسي في محيط محرك المغزلع والمحرك. 

تحدد Fanuc كابلًا مجدولًا مزدوجًا محميًا لتوصيلات المشفر والمستشعر، مع تأريض الدرع عند طرف المضخم. يمكن أن يؤدي استخدام كابل غير مناسب — غير محمي، أو مقاومة خاطئة، أو طول مفرط — إلى تدهور الإشارة الذي يتجلى في إنذارات مغزلع متقطعة، أو توجيه غير منتظم، أو أخطاء نقر صلب دون إطلاق خطأ مشفر صارم.

عند الطلب بدون كابل، يعد استخدام كابل محدد من Fanuc أو بديل مجدول مزدوج محمي صناعي عالي الجودة بالعدد الصحيح من الموصلات ومواصفات التدريع أمرًا ضروريًا لتشغيل المستشعر بشكل موثوق.