Le système de mesure de l'échantillonnage doit être conforme à l'état de l'échantillon et doit être conforme à l'état de l'échantillon.

FANUC A20B-2001-0600 | Encodeur de Moteur de Broche — Retour de Position et de Vitesse, Automatisation CNC et Industrielle, Origine Japon

Numéro de pièce : A20B-2001-0600

Fabricant : FANUC Corporation (Japon)

Type de produit : Encodeur de Moteur de Broche (Codeur Impulsionnel / Capteur de Position)

Série de cartes : A20B-2001

Application : Retour de position et de vitesse du moteur de broche CNC FANUC

Aperçu

Le A20B-2001-0600 est un encodeur de moteur de broche pour les systèmes CNC et d'automatisation industrielle FANUC. C'est le dispositif de retour monté sur le moteur de broche qui surveille en continu la position et la vitesse de rotation du moteur, convertissant la rotation physique de l'arbre en signaux électroniques que le CNC et l'amplificateur de broche peuvent utiliser pour contrôler la broche avec précision.

Une broche de moteur sans encodeur fonctionnel est essentiellement incontrôlable.

L'amplificateur de broche ne peut pas réguler la vitesse sans savoir à quelle vitesse le moteur tourne réellement. Le CNC ne peut pas commander l'orientation de la broche — le positionnement angulaire précis requis pour les changements d'outils automatiques — sans connaître la position angulaire exacte de la broche à chaque instant.

L'encodeur fournit ces deux informations : un retour de vitesse continu pour le régulateur de vitesse et des informations de position pour l'orientation.

Le A20B-2001-0600 appartient à la série d'encodeurs A20B-2001 de FANUC, un groupe de dispositifs de retour de position et de vitesse de broche servant la gamme de moteurs de broche AC de FANUC.

Ces encodeurs se montent directement sur ou à l'intérieur du carter du moteur de broche, leurs éléments de détection étant positionnés contre un disque cible ou une bague magnétique qui tourne avec l'arbre moteur. 

Le circuit imprimé électronique de l'encodeur génère des signaux de sortie qui représentent la position angulaire et la vitesse de l'arbre.

Spécifications clés

Retour de vitesse — Fermeture de la boucle de régulation de vitesse

L'amplificateur de broche contrôle la vitesse du moteur en comparant la vitesse commandée à la vitesse réelle. La vitesse commandée provient du CNC — une valeur numérique représentant le régime cible. La vitesse réelle est mesurée par l'encodeur.

Cette comparaison — commandée moins réelle — produit un signal d'erreur.

L'amplificateur applique un courant correctif pour ramener l'erreur à zéro. Lorsque le moteur tourne exactement à la vitesse commandée, l'erreur est nulle et l'amplificateur maintient cette vitesse en fournissant le courant requis par la charge.

La qualité de cette régulation de vitesse dépend directement de la qualité du signal de vitesse de l'encodeur.

Un signal de vitesse propre et constant permet à l'amplificateur de réguler avec précision.

Un signal dégradé — intermittent, bruyant ou inexact — introduit des erreurs dans la boucle de régulation de vitesse.

Le résultat est visible sur la machine : une vitesse de broche qui dérive sous la charge de coupe, des fluctuations de vitesse qui se traduisent par des irrégularités de finition de surface sur la pièce usinée, ou des alarmes de vitesse à des vitesses de fonctionnement que le variateur ne peut pas maintenir.

Retour de position — Orientation de la broche

Les centres d'usinage CNC nécessitent l'orientation de la broche pour le changement d'outil automatique. Avant que le changeur d'outils ne puisse engager la broche pour retirer ou installer un outil, la broche doit être arrêtée à une position angulaire précise — la position d'orientation.

Le préhenseur du changeur d'outils engage le porte-outil à un angle d'orientation spécifique.

L'encodeur fournit le retour de position pour l'orientation.

Plus précisément, le signal Z — une impulsion par tour — fournit la référence angulaire. Lorsque le CNC commande l'orientation de la broche (M19 dans la plupart des configurations de machine), le contrôleur décélère la broche et utilise l'impulsion Z pour l'arrêter à l'angle d'orientation programmé par rapport à la position de l'impulsion Z.

Si le signal Z de l'encodeur est dégradé ou absent, l'orientation ne peut pas être effectuée.

La broche décélère et recherche l'impulsion Z, mais ne parvient pas à la trouver ou la trouve de manière incohérente. Les changements d'outils échouent. La machine génère des alarmes.

La production s'arrête. Ce schéma de défaut — fonctionnement normal de la vitesse de broche mais orientation échouée — est un indicateur de diagnostic pointant spécifiquement vers le chemin du signal Z de l'encodeur.

Modes de défaillance de l'encodeur

Les encodeurs de broche tombent en panne selon plusieurs mécanismes. L'élément de détection — qu'il utilise une technologie optique, magnétique ou à résolveur — peut se dégrader en raison de la contamination (entrée de liquide de refroidissement dans le carter du moteur), du stress thermique dû à un fonctionnement prolongé à haute vitesse, ou d'un choc mécanique dû à des collisions de broche.

Le circuit imprimé de l'encodeur lui-même — le A20B-2001-0600 — peut tomber en panne en raison du vieillissement des composants, de la contamination de la surface du circuit imprimé, ou de dommages au connecteur de la carte.

Les défaillances de l'alimentation sur la carte de l'encodeur entraînent une perte totale des signaux de sortie. 

Les défaillances de composants individuels sur la carte peuvent entraîner une dégradation d'un chemin de signal tout en laissant les autres intacts.

Un schéma de défaillance courant est la perte du signal Z alors que le signal de vitesse (signal C) reste fonctionnel.

Cela produit la défaillance d'orientation avec un fonctionnement normal de la vitesse décrit ci-dessus. 

L'inverse — signal de vitesse dégradé avec signal Z intact — produit des problèmes de régulation de vitesse sans affecter l'orientation du changement d'outil. L'identification du chemin de signal défaillant permet de circonscrire le mode de défaillance de l'encodeur.

Installation et ensemble encodeur-moteur

Le circuit imprimé de l'encodeur A20B-2001-0600 fait partie de l'ensemble encodeur complet.

Le circuit imprimé de détection fonctionne en conjonction avec un élément cible — un disque, une bague ou un rotor — qui est mécaniquement couplé à l'arbre moteur. Le circuit imprimé de l'encodeur lit la cible pendant que l'arbre tourne et génère les signaux de sortie électriques.

Lors du remplacement du circuit imprimé de l'encodeur, l'élément cible reste généralement en place s'il n'est pas endommagé.

L'entrefer entre les éléments de détection sur le circuit imprimé et la cible est critique — trop grand et le signal est faible ; trop petit et l'encodeur touche la cible en rotation. L'installation doit confirmer le bon entrefer conformément aux spécifications de maintenance du moteur.

FAQ

Q1 : La broche fonctionne aux vitesses commandées sans problème, mais chaque tentative de changement d'outil échoue avec une alarme d'orientation de broche. Qu'est-ce que cela indique sur l'encodeur ?

Le fonctionnement propre de la vitesse avec une orientation échouée est diagnostique : le chemin du signal Z est compromis tandis que le chemin du signal C (vitesse) est intact.

Le signal C fournit le retour de vitesse ; le signal Z fournit la référence une fois par tour pour l'orientation. 

Vérifiez le signal Z au connecteur de l'encodeur avec un oscilloscope — il devrait produire une impulsion propre par tour moteur.

S'il est absent ou déformé, la carte de l'encodeur ou son circuit de signal Z est défaillant.

Q2 : La vitesse de la broche est instable sous charge de coupe. La broche oscille autour de la vitesse commandée. L'étage de puissance du variateur semble fonctionnel. Cela pourrait-il être l'encodeur ?

L'instabilité de vitesse avec un étage de puissance intact pointe vers la boucle de retour de vitesse. Un signal C dégradé de l'encodeur introduit du bruit dans le régulateur de vitesse.

Le régulateur ne peut pas distinguer l'erreur de vitesse réelle du bruit de mesure, il corrige donc en continu et crée l'oscillation. Mesurez la qualité du signal C au connecteur de l'encodeur sous charge. 

Un signal propre et constant suggère que le problème se situe dans les réglages du régulateur de vitesse du variateur. 

Un signal bruyant ou irrégulier confirme que l'encodeur est en cause.

Q3 : Après un choc de broche, la vitesse de la broche est normale mais l'orientation produit des résultats incohérents — parfois réussie, parfois non. Que se passe-t-il ?

Un choc peut déplacer l'ensemble de l'encodeur ou endommager l'élément cible sans arrêter complètement la rotation de la broche.

Un corps d'encodeur déplacé modifie l'entrefer entre les éléments de détection et la cible, produisant un signal Z faible ou intermittent. 

Un signal Z incohérent donne des résultats d'orientation incohérents — parfois le contrôleur trouve l'impulsion et s'oriente correctement, d'autres fois il ne la trouve pas proprement. 

Inspectez le corps de l'encodeur pour tout déplacement et la cible pour tout dommage mécanique.

Q4 : Le circuit imprimé de l'encodeur peut-il être remplacé sans retirer le moteur de broche de la machine ?

Cela dépend du montage du moteur et de l'accès mécanique de la machine. Dans de nombreuses configurations de machine, le moteur de broche est accessible à l'arrière de la tête de broche ou à l'intérieur d'un panneau de service, permettant d'atteindre l'ensemble de l'encodeur sans retirer complètement le moteur.

Si le moteur doit être retiré pour accéder à l'encodeur, documentez soigneusement toutes les connexions électriques et l'installation mécanique avant de commencer.

Confirmez l'alignement du moteur de broche lors de la réinstallation.

Q5 : Comment un encodeur A20B-2001-0600 de remplacement doit-il être stocké pour maintenir son état ?

Stockez dans l'emballage d'origine ou dans un environnement propre et antistatique. Protégez le connecteur de la contamination — bouchez le connecteur si la carte doit être stockée pendant un certain temps.

Tenez à l'écart de l'humidité, des températures extrêmes et des chocs mécaniques. 

Les éléments de détection de l'encodeur sont délicats ; évitez de placer d'autres composants sur ou contre la surface de détection de la carte. 

Avant l'installation, inspectez la surface de détection pour toute contamination et nettoyez avec des matériaux appropriés pour l'électronique si nécessaire.