فانوک A860-2000-T301 پولسکودر (αiA1000)

نوع مطلق | 1,000,000 پالس بر دور | رابط سریال | موتورهای سروو AC فانوک آلفا i (αi) | کوپلینگ اولدهام | IP65 | کانکتور 10 پین | ساخت ژاپن

انکودر در قلب سیستم سروو αi

هر حرکتی در دستگاه مجهز به فانوک αi - یک افزایش 0.001 میلی‌متری در مرکز تراش CNC، یک درون‌یابی 6 محوره در یک ربات صنعتی، یک حرکت سریع با طی مسافت 500 میلی‌متر در کسری از ثانیه - به داده‌های موقعیت بستگی دارد که از داخل یک دستگاه نوری کوچک نصب شده در پشت هر موتور سروو نشأت می‌گیرد. بدون بازخورد دقیق، مداوم و قابل اعتماد از آن دستگاه، هیچ کنترل حلقه بسته وجود ندارد. تنها حرکت حلقه باز وجود دارد: سریع، تقریبی و نامناسب برای تولید دقیق.

فانوک A860-2000-T301 پولسکودر مطلق αiA1000 است - سنسور بازخورد که به طور خاص برای خانواده موتورهای سروو AC فانوک آلفا i (αi) طراحی شده است. با 1,000,000 پالس در هر دور که از طریق یک رابط سریال منتقل می‌شود، حفظ موقعیت مطلق در طول چرخه‌های برق، و طراحی کوپلینگ اولدهام که ناهماهنگی شفت را بدون به خطر انداختن دقت تحمل می‌کند، این انکودر هم پراستفاده‌ترین و هم حیاتی‌ترین جزء از نظر نگهداری در سیستم سروو αi است.

این انکودر در مراکز ماشین‌کاری CNC، مراکز تراش، برش‌دهنده‌های لیزری و ربات‌های صنعتی فانوک در کارخانه‌های سراسر هر صنعت تولیدی اصلی در جهان یافت می‌شود.

مشخصات فنی

از آلفا تا آلفا i: جایگاه این انکودر در تاریخچه فانوک

خط تولید موتورهای سروو فانوک در نسل‌های مشخصی تکامل یافته است و نام‌گذاری انکودر مستقیماً این پیشرفت را منعکس می‌کند. سری اصلی آلفا (α) - موتورهای مجهز به انکودر A860-0370-V502 (αA1000) - اولین نسل پلتفرم پولسکودر سریال فانوک را نشان می‌داد. سری آلفا i (αi) که پس از آن آمد، پیشرفت‌های قابل توجهی در عملکرد موتور، ارتباطات سیستم درایو و ادغام توابع ایمنی به ارمغان آورد و به نسل جدیدی از سخت‌افزار پولسکودر برای مطابقت نیاز داشت.

A860-2000-T301 نسل جدید است. "i" در αiA1000 صرفاً ظاهری نیست - بلکه نشان‌دهنده پروتکل رابط سریال اصلاح شده، سخت‌افزار داخلی به‌روز شده و سازگاری با آمپلی‌فایر‌های سری αi (خانواده‌های A06B-6114، A06B-6117، A06B-6130) و نسل کنترل‌کننده‌های CNC و ربات فانوک است که با آن‌ها کار می‌کنند. موتورهای αi و A860-2000-T301 قطعاتی هستند که با سیستم مطابقت دارند؛ αA1000 قدیمی‌تر از سری آلفا اصلی نمی‌تواند جایگزین αiA1000 شود و سخت‌افزار آمپلی‌فایر آن را رد خواهد کرد.

درک این مرز نسلی هنگام تهیه جایگزین‌ها بیشترین اهمیت را دارد. دستگاهی با موتورهای سری αi به A860-2000-T301 نیاز دارد. دستگاه قدیمی‌تر با موتورهای آلفا اصلی (غیر i) به A860-0370-V502 نیاز دارد. ترکیب این دو بدون تغییر آمپلی‌فایر و موتور امکان‌پذیر نیست.

1,000,000 پالس در هر دور: این دقت چه چیزی را ارائه می‌دهد

یک میلیون شمارش در هر دور شفت، عددی نیست که برای اهداف بازاریابی وجود داشته باشد. این یک معنای فیزیکی مشخص برای قابلیت موقعیت‌یابی دستگاه دارد.

مستندات سری آمپلی‌فایر سروو فانوک αi (B-65262EN) به صراحت بیان می‌کند که کلاس دقت 1,000,000 ppr به موتور اجازه می‌دهد تا کاربردهایی از موقعیت‌یابی ساده تا کاربردهایی که به بالاترین دقت نیاز دارند را پوشش دهد. دلیل آن مستقیماً به نحوه عملکرد حلقه‌های کنترل موقعیت و سرعت مربوط می‌شود. در 1,000,000 ppr، موتوری که با سرعت 3,000 دور در دقیقه می‌چرخد، 50,000,000 شمارش بازخورد در ثانیه تولید می‌کند - نرخی بسیار بالا نسبت به فرکانس به‌روزرسانی حلقه کنترل که نویز اندازه‌گیری سرعت به طور مؤثر از بین می‌رود. سروو می‌تواند سرعت لحظه‌ای دقیق را در هر دور در دقیقه بدون مصنوعات کوانتیزاسیون که انکودرهای با دقت پایین‌تر معرفی می‌کنند، به ویژه در سرعت‌های پایین، محاسبه کند.

برای یک مرکز ماشین‌کاری که با سرعت تغذیه 100 میلی‌متر در دقیقه در یک محور پیچ ساچمه‌ای برش می‌دهد، موتور سروو ممکن است فقط با سرعت 50 تا 200 دور در دقیقه بچرخد. در آن سرعت‌ها، دقت انکودر بسیار مهم است. یک انکودر 3,000 ppr فقط 150 تا 600 شمارش در ثانیه در آن شرایط تولید می‌کند - به سختی کافی برای حفظ بازخورد سرعت صاف. 1,000,000 ppr αiA1000، 833,000 تا 3,333,000 شمارش در ثانیه را در همان سرعت‌های مکانیکی ارائه می‌دهد و به حلقه سرعت، دقت مورد نیاز برای برش‌های صاف و بدون لرزش در سرعت‌های پایین را می‌دهد.

موقعیت مطلق: صفر کردن مرجع، صفر انتظار

تفاوت عملیاتی بین انکودر مطلق و افزایشی هر بار که دستگاه روشن می‌شود احساس می‌شود.

انکودر افزایشی حافظه‌ای ندارد. موقعیت در هنگام روشن شدن به صفر بازنشانی می‌شود. CNC باید قبل از وجود هر موقعیت معتبری، یک بازگشت مرجع را اجرا کند - با فرمان دادن به هر محور برای حرکت به سمت توقف سخت یا سوئیچ مرجع با سرعت کنترل شده. در یک مرکز ماشین‌کاری بزرگ با چهار یا پنج محور، تکمیل بازگشت‌های مرجع چندین دقیقه طول می‌کشد. اگر دستگاه در اواسط چرخه متوقف اضطراری شود، قبل از شروع مجدد تولید، بازگشت‌های مرجع مورد نیاز است.

A860-2000-T301 شمارش موقعیت مطلق خود را به طور مداوم حفظ می‌کند، که توسط یک باتری لیتیومی 3 ولتی در کابینت آمپلی‌فایر سروو پشتیبانی می‌شود. هنگامی که برق اصلی پس از هرگونه وقفه - خاموش شدن کنترل شده، توقف اضطراری، قطع برق - باز می‌گردد، رابط سریال انکودر بلافاصله موقعیت مطلق ذخیره شده را منتقل می‌کند. هر محور شناخته شده است. CNC موقعیت‌ها را تأیید می‌کند، اپراتور تأیید می‌کند و تولید از سر گرفته می‌شود.

مکانیزم حفاظت باتری تدریجی است: آمپلی‌فایر سروو ولتاژ باتری را نظارت می‌کند و قبل از رسیدن ولتاژ به سطحی که داده‌های موقعیت ممکن است از دست بروند، یک هشدار باتری کم تولید می‌کند. تعویض به موقع باتری - که در حالی که داده‌های موقعیت هنوز به طور ایمن نگهداری می‌شوند انجام می‌شود - هیچ اختلالی در کالیبراسیون محور ایجاد نمی‌کند.

کوپلینگ اولدهام: مهندسی برای حذف خرابی‌های ناهماهنگی

یکی از متمایزترین ویژگی‌های ذکر شده در لیست محصولات Radwell و IQ Electro برای A860-2000-T301، رابط کوپلینگ اولدهام است. این جزئیات مکانیکی ارزش درک دارد زیرا مستقیماً بر طول عمر انکودر تأثیر می‌گذارد.

کوپلینگ اولدهام یک دستگاه مکانیکی سه تکه است که چرخش را بین دو شفت که ممکن است کاملاً هم‌محور نباشند منتقل می‌کند. دو دیسک بیرونی به شفت موتور و دیسک انکودر متصل می‌شوند، در حالی که یک دیسک شناور مرکزی با شیارهای متعامد در هر وجه، هم افست موازی و هم ناهماهنگی زاویه‌ای جزئی بین دو شفت را جبران می‌کند. این جبران بدون انتقال نیروهای ناهماهنگی به یاتاقان‌های داخلی انکودر انجام می‌شود.

چرا این مهم است؟ در طراحی پولسکودر سری α و αi، انکودر در پشت موتور نصب شده و از طریق این کوپلینگ هدایت می‌شود. در طول عمر سرویس موتور، چرخه حرارتی، شوک مکانیکی ناشی از اورترول محور، و سایش عمومی می‌تواند مقادیر کمی از لرزش شفت را ایجاد کند که در غیر این صورت به یاتاقان‌های انکودر به طور نامتقارن بار وارد می‌کند. کوپلینگ اولدهام این ناهماهنگی را به طور مداوم جذب می‌کند و تنش یاتاقان را در داخل انکودر به شدت کاهش می‌دهد. کوپلینگ‌های معیوب - که می‌توانند پس از ساعات کاری قابل توجه ترک بخورند یا فرسوده شوند - خودشان یک حالت خرابی مستند در سیستم‌های پولسکودر αiA1000 هستند و باید هر زمان که به انکودر دسترسی پیدا می‌شود، بازرسی شوند.

محدوده کاربرد: ماشین‌های CNC و ربات‌ها به طور یکسان

A860-2000-T301 دو حوزه کاربردی متمایز فانوک را پوشش می‌دهد که نشان‌دهنده میزان پذیرش گسترده پلتفرم موتور سروو αi است.

ماشین‌ابزارهای CNC - مراکز ماشین‌کاری، مراکز تراش، ماشین‌های تراش-فرز و سیستم‌های سنگ‌زنی که از کنترل‌های فانوک 0i، 16i، 18i، 21i، 30i، 31i و 32i با درایوهای سری αi استفاده می‌کنند، به طور معمول این پولسکودر را بر روی محورهای تغذیه و کمکی خود حمل می‌کنند. خانواده‌های موتور αiS (اینرسی استاندارد) و αiF (سرعت بالا) در محدوده رتبه‌بندی 4/4000 تا 40/4000، جمعیت اصلی ماشین‌ابزار را نشان می‌دهند.

ربات‌های صنعتی فانوک - کنترل‌کننده‌های ربات R-J3، R-J3iB، R-30iA و R-30iB که با موتورهای مفصلی αi جفت شده‌اند نیز از A860-2000-T301 استفاده می‌کنند. در مفصل‌های ربات، حفظ موقعیت مطلق به ویژه حیاتی است - رباتی بدون موقعیت‌های مفصلی معتبر نمی‌تواند به طور ایمن حرکت کند، و رویه بازگشت مرجع در یک بازوی ربات صنعتی 6 محوره یک فرآیند کند و فضای‌گیر است که محیط‌های تولیدی قویاً ترجیح می‌دهند از آن اجتناب کنند. پولسکودر مطلق این الزام را در عملیات عادی کاملاً حذف می‌کند.

یک مثال تأیید شده از جامعه متخصص قطعات فانوک: موتور A06B-0243-B100 (یک موتور محور αiS 4/4000) پولسکودر مشخص شده کارخانه‌ای خود یعنی A860-2000-T301 را حمل می‌کند. مشخصات مشابه در خانواده گسترده‌تر موتورهای αiS و αiF اعمال می‌شود.

کابل انکودر: تهیه همراه مناسب

A860-2000-T301 شامل کابل یکپارچه نیست - بدنه انکودر به یک کانکتور 10 پین IP65 ختم می‌شود که یک مجموعه کابل سیگنال جداگانه را می‌پذیرد. خانواده کابل مشخص شده فانوک برای این انکودر شامل A660-2005-T505 (5 متر، کانکتورهای مستقیم) و A660-2005-T506 (مشخصات جایگزین 5 متر) است، با نسخه‌های طولانی‌تر موجود در سری A660-2005 تا 15 متر.

اهمیت وضعیت کابل در تشخیص عیب انکودر را نمی‌توان دست کم گرفت. خرابی کابل سیگنال انکودر - خوردگی کانکتور در انتهای موتور یا آمپلی‌فایر، ساییدگی عایق در نقاط ورود مدیریت کابل، و قطع پیوستگی شیلد - به عنوان دلایل مکرر آلارم‌های مربوط به انکودر در سیستم‌های فانوک αi مستند شده‌اند. قبل از محکوم کردن بدنه پولسکودر، بازرسی و تعویض کابل سیگنال اولین گام تشخیصی پیشنهادی توسط متخصصان CNC فانوک است. کابل یک جزء جداگانه و کم‌هزینه‌تر است و حالت خرابی آن در سطح آلارم از خرابی بدنه انکودر قابل تشخیص نیست.

سوالات متداول

Q1: تفاوت بین A860-2000-T301 و A860-0370-V502 قدیمی‌تر چیست و آیا می‌توانند به جای یکدیگر استفاده شوند؟

این دو انکودر از نسل‌های مختلف موتور سروو فانوک هستند و قابل تعویض نیستند. A860-0370-V502 (αA1000) برای موتورها و آمپلی‌فایرهای سری اصلی آلفا (α) طراحی شده بود. A860-2000-T301 (αiA1000) جانشین آن است که برای سری آلفا i (αi) با پروتکل رابط سریال اصلاح شده ساخته شده است. ابعاد نصب فیزیکی ممکن است مشابه باشد، اما رابط الکتریکی و پروتکل ارتباطی بین دو نسل متفاوت است. قرار دادن A860-0370-V502 در سیستم آمپلی‌فایر سری αi منجر به خطای ارتباطی می‌شود؛ آمپلی‌فایر نمی‌تواند داده‌های سریال انکودر قدیمی‌تر را رمزگشایی کند. همیشه قبل از سفارش، نسل انکودر را با سری موتور و آمپلی‌فایر تأیید کنید.

Q2: کدام آلارم‌های CNC نشان‌دهنده خرابی انکودر A860-2000-T301 در کنترل‌های سری فانوک 0i و 30i هستند؟

خطاهای پولسکودر در کنترل‌های فانوک 0i/16i/18i/30i در دسته آلارم‌های سروو قرار می‌گیرند. مرتبط‌ترین آن‌ها SV0300 (آلارم APC: نیاز به بازگشت به موقعیت مرجع) است که پس از خرابی باتری یا تعویض انکودر ظاهر می‌شود؛ SV0360 (خطای ارتباط پولسکودر) که به مشکل لینک داده سریال - کابل، کانکتور یا الکترونیک انکودر - اشاره دارد؛ و SV0368/SV0369 (آلارم سخت‌افزار پولسکودر) که نشان‌دهنده خطای تشخیص داده شده در خودآزمایی داخلی انکودر است. آلارم SV0362 (آلارم فاز پولسکودر) می‌تواند نشان‌دهنده تخریب عنصر نوری باشد. قبل از تعویض بدنه انکودر، همیشه کابل سیگنال انکودر را بازرسی و در صورت لزوم تعویض کنید، زیرا خرابی کابل‌ها نمایش آلارم یکسانی با خرابی بدنه انکودر دارند و به طور قابل توجهی رایج‌تر هستند.

Q3: آیا تعویض A860-2000-T301 پس از نصب نیاز به بازگشت مرجع دارد؟

بله، اما فقط یک بار. هنگامی که یک پولسکودر مطلق تعویض می‌شود، شمارنده موقعیت مطلق داخلی انکودر از نو شروع می‌شود - هیچ سابقه‌ای از موقعیت محور ندارد. CNC یک آلارم APC (SV0300) برای درخواست بازگشت مرجع تولید می‌کند. پس از انجام بازگشت مرجع - که موقعیت صفر محور را تعیین می‌کند - انکودر داده‌های موقعیت مطلق را که توسط باتری پشتیبانی می‌شود ذخیره می‌کند و عملیات مطلق عادی از سر گرفته می‌شود. هیچ بازگشت مرجع دیگری لازم نیست مگر اینکه باتری کاملاً تخلیه شود، انکودر دوباره تعویض شود، یا موتور برای مدت طولانی از سیستم درایو جدا شود که باتری پشتیبان را تخلیه کند.

Q4: کوپلینگ اولدهام چیست و چگونه خرابی آن بر عملکرد انکودر تأثیر می‌گذارد؟

کوپلینگ اولدهام یک کوپلر مکانیکی انعطاف‌پذیر سه تکه است که شفت عقب موتور را به دیسک اندازه‌گیری انکودر متصل می‌کند و مقادیر کمی از ناهماهنگی شفت را بدون انتقال نیروهای ناهماهنگی به یاتاقان‌های داخلی انکودر جبران می‌کند. هنگامی که کوپلینگ اولدهام فرسوده یا ترک می‌خورد - وضعیتی که می‌تواند پس از ساعات کاری بالا، به ویژه در محیط‌هایی با شتاب و کاهش شتاب مکرر، ایجاد شود - انکودر ممکن است ناهنجاری‌های سیگنال متناوب، شمارش موقعیت نامنظم، یا افزایش نویز در سیگنال بازخورد سرعت تولید کند. این علائم می‌توانند شبیه تخریب عنصر نوری یا تداخل کابل باشند. در طول هرگونه تعویض پولسکودر یا سرویس موتور، بازرسی و تعویض کوپلینگ اولدهام در کنار بدنه انکودر توسط متخصصان نگهداری فانوک یک عمل خوب تلقی می‌شود. مجموعه‌های کوپلینگ جایگزین معمولاً به عنوان اقلام سرویس جداگانه در دسترس هستند.

Q5: آیا A860-2000-T301 علاوه بر ماشین‌ابزارهای CNC با سیستم‌های ربات فانوک نیز سازگار است؟

بله. A860-2000-T301 هم در کاربردهای ماشین‌ابزار CNC و هم در کاربردهای ربات صنعتی فانوک استفاده می‌شود. کنترل‌کننده‌های ربات فانوک R-J3، R-J3iB، R-30iA و R-30iB از موتورهای مفصلی سری αi با این پولسکودر به عنوان دستگاه بازخورد استفاده می‌کنند. عملکرد حفظ موقعیت مطلق به ویژه در کاربردهای ربات مهم است - یک مفصل ربات بدون داده‌های موقعیت مطلق معتبر نمی‌تواند حرکت ایمن را اجرا کند، و ارجاع موقعیت‌های مفصل ربات نیاز به حرکت فیزیکی هر مفصل به یک علامت مرجع دارد که زمان‌بر است و نیاز دارد که فضای کاری ربات پاک باشد. حفظ موقعیت مطلق αiA1000 این رویه را در شرایط عملیاتی عادی حذف می‌کند. هنگام سرویس ربات‌ها، همان رویه‌های نگهداری باتری، بازرسی کابل و تعویض انکودر برای محورهای ماشین‌ابزار CNC اعمال می‌شود.