ใช้ FANUC A20B-2002-0030 บอร์ด A20B20020030 A2OB-2OO2-OO3O

FANUC A20B-2002-0030 | แผงวงจรควบคุมเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ Alpha Series SVU1 — สำหรับ A06B-6089/H101/H102, SVU1-12 และ SVU1-20, อินเทอร์เฟซ Type-B, แผงสายไฟ A16B-2202-0950

ภาพรวม

FANUC A20B-2002-0030 คือแผงวงจรควบคุมสำหรับเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ Alpha Series SVU1 (Servo Valve Unit 1, แกนเดี่ยว) ของ FANUC

ซีรีส์ A06B-6089 SVU มีปรัชญาการออกแบบที่แตกต่างจากซีรีส์ SVM แบบโมดูลาร์ A06B-6079: ในขณะที่โมดูล SVM ถูกออกแบบมาให้อยู่ในแร็คแหล่งจ่ายไฟร่วมกัน โดยมีไดรฟ์โมดูลหลายตัวใช้บัส DC ร่วมกัน แต่ยูนิต SVU เป็นแบบสแตนด์อโลน — แต่ละยูนิตมีแหล่งจ่ายไฟในตัว (วงจรเรียงกระแสและตัวเก็บประจุ), วงจรคายประจุแบบสร้างใหม่ในตัว และอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมในตัว  

สถาปัตยกรรมแบบสแตนด์อโลนนี้ช่วยให้ยูนิต SVU สามารถติดตั้งได้ห่างจากตู้ควบคุมหลัก ใกล้กับเซอร์โวมอเตอร์ที่ขับเคลื่อน โดยมีเพียงสายเคเบิลคำสั่ง CNC และสายไฟ AC ที่ต้องเชื่อมต่อกับยูนิต

แผงวงจรควบคุม (A20B-2002-0030) คือชั้นอัจฉริยะภายในยูนิต SVU มันรับคำสั่งเซอร์โวจากแผงควบคุมแกนของ CNC ผ่านอินเทอร์เฟซ Type-B — รูปแบบสัญญาณอนาล็อกที่ CNC ส่งสัญญาณ PWM (พัลส์เปิด/ปิดอย่างรวดเร็วที่รอบการทำงานเป็นสัดส่วนกับความเร็วที่สั่งการ) แทนที่จะเป็นสัญญาณอ้างอิงความเร็วอนาล็อก ±10V ที่ใช้ในระบบ Type-A

แผงวงจรควบคุมจะถอดรหัสคำสั่ง PWM เหล่านี้กลับเป็นค่าอ้างอิงความเร็ว ดำเนินการลูปควบคุมกระแสและควมเร็ว และส่งสัญญาณเกตไดรฟ์ไปยังสเตจกำลัง IPM (Intelligent Power Module) หรือ IGBT ของ SVU

A20B-2002-0030 ใช้ร่วมกันทั้งในรุ่น H101 (SVU1-12, แกน 3A) และรุ่น H102 (SVU1-20) แบบแกนเดี่ยว

หมายเลขชิ้นส่วนแผงวงจรเดียวกันครอบคลุมทั้งสองรุ่น เนื่องจากอัลกอริทึมควบคุมและวงจรเชื่อมต่อเหมือนกัน — มีเพียงแผงสายไฟ (A16B-2202-0950 สำหรับ H101 เทียบกับ -0951 สำหรับ H102) และสเตจกำลัง IPM เท่านั้นที่แตกต่างกันระหว่างสองรุ่น

ข้อมูลจำเพาะหลัก

อินเทอร์เฟซ Type-B — วิธีที่ SVU รับคำสั่งจาก CNC

อินเทอร์เฟซ Type-B เป็นระบบคำสั่งเซอร์โวอนาล็อกที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ FANUC ที่ใช้ใน CNC ซีรีส์ 0 Model D, ซีรีส์ 16 และซีรีส์ 18 ในช่วงทศวรรษที่ 1990

การทำความเข้าใจวิธีการทำงานจะช่วยให้เห็นภาพว่าวงจรแผงวงจรควบคุมของ A20B-2002-0030 มีลักษณะอย่างไร — และเหตุใด Type-B SVU จึงไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับ CNC ที่ใช้ FSSB รุ่นใหม่ได้หากไม่มีการเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์ระดับระบบ

ใน Type-B แผงควบคุมแกนของ CNC จะส่งสัญญาณ PWM สำหรับแต่ละแกน — คลื่นสี่เหลี่ยมที่มีความถี่พาหะคงที่ โดยมีรอบการทำงานเป็นสัดส่วนกับความเร็วที่สั่งการ รอบการทำงาน 50% หมายถึงคำสั่งความเร็วเป็นศูนย์ รอบการทำงานที่สูงกว่า 50% หมายถึงการเคลื่อนที่ในทิศทางบวก ต่ำกว่า 50% หมายถึงการเคลื่อนที่ในทิศทางลบ

แผงวงจรควบคุม SVU (A20B-2002-0030) รับสัญญาณ PWM นี้ผ่านสายเคเบิลคำสั่ง ใช้ตัวถอดรหัสภายในเพื่อดึงค่าอ้างอิงความเร็วอนาล็อกจากรอบการทำงาน และป้อนค่าอ้างอิงนี้เข้าสู่ลูปควบคุมความเร็ว

ซึ่งแตกต่างจากอินเทอร์เฟซ Type-A (ที่ใช้ใน A06B-6079 SVM2 รุ่นก่อนหน้าและโมดูล FSSB A06B-6096 อื่นๆ) ที่ CNC ส่งสัญญาณอนาล็อก ±10V โดยตรง

แนวทาง PWM ของ Type-B มีภูมิคุ้มกันต่อสัญญาณรบกวนได้ดีกว่าในระยะสายเคเบิลที่ยาว (สัญญาณดิจิทัลเทียบกับแรงดันอนาล็อก) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม Type-B จึงเป็นอินเทอร์เฟซที่นิยมสำหรับยูนิต SVU ที่ติดตั้งอยู่ห่างไกลในโครงสร้างเครื่องจักร แทนที่จะอยู่ติดกับตู้ CNC หลัก

สถาปัตยกรรม SVU — การทำงานแบบสแตนด์อโลนและการติดตั้งระยะไกล

การออกแบบแหล่งจ่ายไฟแบบสแตนด์อโลนของยูนิต SVU — แต่ละยูนิตมีวงจรเรียงกระแส, ตัวเก็บประจุบัส DC และในรุ่นที่เล็กกว่า (H101, H102) ตัวต้านทานแบบสร้างใหม่ในตัว — คือสิ่งที่ทำให้สามารถติดตั้งระยะไกลได้ ในการติดตั้งเครื่องจักรจริง หมายความว่า:

SVU1-12 (H101) สามารถติดตั้งภายในคอลัมน์หลักของเครื่องจักร ติดกับเซอร์โวมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนได้โดยตรง โดยมีเพียงสายไฟ AC สามเส้นและสายเคเบิลคำสั่งที่วิ่งกลับไปยังตู้ไฟฟ้าหลัก

บัส DC, วงจรเรียงกระแส และวงจรคายประจุแบบสร้างใหม่ทั้งหมดจะอยู่ใกล้กับเซอร์โวมอเตอร์ ลดความยาวของการกระจายบัส DC กำลังสูง (ซึ่งมีสัญญาณรบกวนโดยธรรมชาติ) และสายไฟมอเตอร์ (ซึ่งรับกระแสพัลส์ขนาดใหญ่ที่ความถี่ PWM)

สถาปัตยกรรมแบบกระจายนี้เป็นเรื่องปกติในเครื่องจักร CNC ขนาดใหญ่ที่แกน X, Y และ Z แยกจากกันทางกลไก และสายไฟมอเตอร์ที่ยาวจากตู้ไดรฟ์ส่วนกลางจะก่อให้เกิดปัญหา EMI และแรงดันตกที่ขั้วมอเตอร์

การเชื่อมต่อแบตเตอรี่ Absolute Pulse Coder

คุณสมบัติที่โดดเด่นอย่างหนึ่งของ A20B-2002-0030 คือการจัดเตรียมแบตเตอรี่สำรองสำหรับ absolute pulse coder ซึ่งแตกต่างจาก incremental encoder (ที่สูญเสียการอ้างอิงตำแหน่งเมื่อไฟฟ้าดับและต้องทำการโฮมก่อนใช้งานทุกครั้ง) absolute pulse coder จะจดจำตำแหน่งที่แน่นอนผ่านการเปิด/ปิดเครื่อง — แต่ก็ต่อเมื่อแบตเตอรี่สำรองขนาดเล็กจ่ายไฟให้กับหน่วยความจำภายในของ encoder ในระหว่างที่เครื่องปิดอยู่

ในระบบที่ใช้ SVU กับ absolute pulse coder แบตเตอรี่จะเชื่อมต่อกับแผงวงจรควบคุม A20B-2002-0030 ซึ่งจะจ่ายแรงดันแบตเตอรี่ไปยัง encoder ผ่านสายเคเบิลป้อนกลับ

แบตเตอรี่เป็นเซลล์ลิเธียมขนาดเล็ก มักจะอยู่ในตัวยึดแบตเตอรี่เฉพาะบนไดรฟ์หรือบนแผงวงจรเอง

การเปลี่ยนแบตเตอรี่เป็นระยะ (ทุก 2-3 ปี หรือเมื่อ CNC แจ้งเตือนแบตเตอรี่ต่ำ) เป็นงานบำรุงรักษาที่สำคัญ — หากไม่เปลี่ยนแบตเตอรี่ก่อนที่แบตเตอรี่จะหมด จะทำให้ข้อมูลตำแหน่งสัมบูรณ์สูญหาย ทำให้ต้องดำเนินการกลับสู่จุดอ้างอิงสำหรับแกนที่ได้รับผลกระทบ

คำถามที่พบบ่อย

Q1: SVU1-12 (A06B-6089-H101) กำลังแสดงสัญญาณเตือน DCSW (ความล้มเหลวของวงจรคายประจุแบบสร้างใหม่) นี่เป็นความผิดพลาดของแผงวงจรควบคุมหรือความผิดพลาดของส่วนกำลัง?

สัญญาณเตือน DCSW เกี่ยวข้องกับวงจรตรวจสอบการคายประจุแบบสร้างใหม่ของ SVU ในยูนิต SVU ขนาดเล็ก (H101, H102) วงจรตัวต้านทานแบบสร้างใหม่ในตัวจะถูกตรวจสอบโดยแผงวงจรควบคุม — เทอร์โมสตัทในชุดตัวต้านทานจะรายงานสภาวะอุณหภูมิสูงเกินไปยังแผงวงจรควบคุม ซึ่งจะสร้างสัญญาณเตือน

DCSW อาจเกิดจาก: เทอร์โมสตัทเสีย (ไม่มีความผิดพลาดในตัวต้านทาน แต่แผงวงจรควบคุมอ่านเทอร์โมสตัทแบบวงจรเปิดว่าเป็นความผิดพลาด); ตัวต้านทานแบบสร้างใหม่ทำงานหนักเกินไป (รอบการลดความเร็วที่ต่อเนื่องเกินพิกัดความร้อนของตัวต้านทาน); หรือสภาวะวงจรลัดในวงจรแบบสร้างใหม่ (ฟิวส์ขาดหรือทรานซิสเตอร์เสียในสวิตช์แบบสร้างใหม่)  

แผงวงจรควบคุมเป็นเพียงส่วนที่รายงานสัญญาณเตือนนี้ — ต้นเหตุของความผิดพลาดเกือบทั้งหมดอยู่ที่ส่วนกำลังหรือชุดตัวต้านทาน

Q2: สามารถเปลี่ยนแผงวงจรควบคุม A20B-2002-0030 ได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนยูนิตไดรฟ์ SVU ทั้งหมดหรือไม่?

ตามหลักการแล้ว ใช่ — แผงวงจรควบคุมเป็นส่วนประกอบที่แยกออกจากกันทางกายภาพภายในยูนิต SVU และสามารถถอดและเปลี่ยนได้โดยไม่กระทบต่อส่วนกำลัง (โมดูล IPM, ตัวเก็บประจุ, วงจรเรียงกระแส)

อย่างไรก็ตาม การประกอบยูนิต SVU ทางกายภาพใหม่ต้องให้ความสนใจกับอินเทอร์เฟซความร้อนระหว่างแผงวงจรควบคุมและแผงสายไฟ การเสียบขั้วต่อแผงหลังทั้งหมดอย่างถูกต้อง และการต่อสายดินของฮาร์ดแวร์ยึดแผงวงจรอย่างถูกต้อง  

ศูนย์ซ่อม FANUC เฉพาะทางหลายแห่งนิยมทำงานกับยูนิต SVU ทั้งหมดมากกว่าแค่แผงวงจร เนื่องจากขั้นตอนการประกอบใหม่ต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างเฉพาะของยูนิต  

หากจะเปลี่ยนเฉพาะแผงวงจรควบคุม ควรตรวจสอบแผงสายไฟที่เกี่ยวข้อง (A16B-2202-0950 หรือ -0951) ไปพร้อมกันเพื่อหาขั้วต่อหรือร่องรอยที่เสียหาย

Q3: ระบบ Type-B SVU จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับ CNC ที่ใช้ FSSB รุ่นใหม่กว่า มีอะแดปเตอร์หรือไม่?

ไม่มีอะแดปเตอร์โดยตรงเพื่อเชื่อมต่อ Type-B SVU แบบอนาล็อกกับ CNC ที่ใช้ FSSB (ซีรีส์ 0i, 16i, 18i, 21i) FSSB เป็นโปรโตคอลอนุกรมใยแก้วนำแสงดิจิทัล ซึ่งเข้ากันไม่ได้กับอินเทอร์เฟซ PWM อนาล็อก Type-B ในระดับสัญญาณ

การเชื่อมต่อ Type-B SVU กับ FSSB CNC ต้องเปลี่ยนไดรฟ์ SVU เป็นแอมพลิฟายเออร์ที่เข้ากันได้กับ FSSB (ซีรีส์ SVM A06B-6096 หรือแอมพลิฟายเออร์ซีรีส์ βi) และการเปลี่ยนแปลงสายไฟ แหล่งจ่ายไฟ และพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง

นี่เป็นโครงการวิศวกรรมที่สำคัญ ซึ่งมักจะดำเนินการระหว่างการอัปเกรดการควบคุมเครื่องจักรที่กว้างขึ้น แทนที่จะเป็นการซ่อมแซมฉุกเฉิน

Q4: จอแสดงผล LED บนยูนิต SVU แสดงอะไร และใช้อย่างไรในการวินิจฉัยความผิดพลาด?

ยูนิต SVU (ซีรีส์ A06B-6089) มีจอแสดงผล LED แบบ 7 ส่วนที่แสดงรหัสสัญญาณเตือนสองตัวอักษรเมื่อตรวจพบความผิดพลาด

จอแสดงผลนี้ขับเคลื่อนโดยแผงวงจรควบคุม A20B-2002-0030 — หากแผงวงจรควบคุมล้มเหลวในระดับที่ไม่สามารถเริ่มต้นไดรเวอร์จอแสดงผลได้ LED จะมืดหรือแสดงรูปแบบคงที่ การทำงานปกติจะแสดง "–" (ขีด) หรือการนับตัวเลข  

รหัสสัญญาณเตือนในคู่มือการบำรุงรักษา FANUC Alpha SVU (B-65195EN) จะระบุความผิดพลาดเฉพาะ: รหัสสัญญาณเตือน IPM, รหัสแรงดัน DC ต่ำ, รหัสความผิดพลาดของ encoder และรหัสความผิดพลาดในการสื่อสาร จอแสดงผล LED เป็นจุดอ้างอิงแรกสำหรับการวินิจฉัยความผิดพลาดของ SVU ใดๆ

Q5: ควรเปลี่ยนแบตเตอรี่ absolute pulse coder บน SVU บ่อยแค่ไหน และจะเกิดอะไรขึ้นหากแบตเตอรี่หมด?

แบตเตอรี่สำหรับ absolute pulse coder ควรเปลี่ยนทุก 1-3 ปีภายใต้สภาวะปกติ หรือทันทีเมื่อ CNC แจ้งเตือนแบตเตอรี่ต่ำสำหรับแกนที่ได้รับผลกระทบ CNC จะตรวจสอบแรงดันแบตเตอรี่ผ่านเส้นทางป้อนกลับและสร้างสัญญาณเตือน (โดยทั่วไปคือสัญญาณเตือน APC-4xx ในภาษา FANUC) เมื่อแรงดันลดลงถึงเกณฑ์การเตือน

การเปลี่ยนแบตเตอรี่ควรดำเนินการเมื่อเปิดเครื่อง CNC — ระบบควบคุมที่ทำงานอยู่จะรักษาหน่วยความจำตำแหน่งของ encoder ผ่านแหล่งจ่ายไฟในขณะที่เปลี่ยนแบตเตอรี่ ป้องกันข้อมูลสูญหาย  

หากแบตเตอรี่หมดและข้อมูลตำแหน่งสูญหาย ตำแหน่งอ้างอิงของแกนจะไม่ทราบ — เครื่องจักรจะไม่สามารถใช้งานได้จนกว่าจะดำเนินการปรับเทียบด้วยตนเอง (กลับสู่จุดอ้างอิง) เพื่อสร้างข้อมูลตำแหน่งสัมบูรณ์ใหม่สำหรับแกนที่ได้รับผลกระทบ