1 PC ใช้ Fanuc A20B-2101-0870 แผ่นวงจรพลังงาน ในสภาพดี A2OB-21O1-O87O A20B21010870

FANUC A20B-2101-0870 | แผงวงจรควบคุมสปินเดิลแอมพลิฟายเออร์ Alpha i-B — สำหรับ SPM ซีรีส์ A06B-6220, ตระกูล A20B-2101, อะไหล่ CNC อุตสาหกรรมที่เลิกผลิตแล้ว, ต้นกำเนิดจากญี่ปุ่น

ภาพรวม

FANUC A20B-2101-0870 คือแผงวงจรควบคุมสำหรับสปินเดิลแอมพลิฟายเออร์ Alpha i-B รุ่น — โมดูล SPM ซีรีส์ A06B-6220 ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มขับเคลื่อนสปินเดิลประสิทธิภาพสูงของ FANUC สำหรับคอนโทรลเลอร์ CNC ซีรีส์ i

สปินเดิลแอมพลิฟายเออร์ Alpha i-B ได้นำมาซึ่งการปรับปรุงที่สำคัญจากรุ่น Alpha i ก่อนหน้านี้: ประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่ดีขึ้นผ่านการออกแบบโมดูลกำลังที่ดีขึ้น, ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีขึ้น, และเฟิร์มแวร์การสื่อสารแบบอนุกรมที่อัปเดต ซึ่งให้การตอบสนองความเร็วสปินเดิลที่เร็วขึ้นและความแม่นยำในการซิงโครไนซ์สปินเดิลที่ดีขึ้น

ซีรีส์ A20B-2101 เป็นตระกูลแผงวงจรควบคุมที่เกี่ยวข้องโดยเฉพาะกับสปินเดิล Alpha i-B ("B" หมายถึงการแยกความแตกต่างจาก Alpha i-A รุ่นก่อนหน้า)

แผงวงจรนี้จัดการส่วนการควบคุมดิจิทัลทั้งหมดของไดรฟ์สปินเดิล — คำสั่งความเร็วทุกคำสั่ง, คำขอการวางแนวทุกครั้ง, สัญญาณการซิงโครไนซ์การต๊าปแบบแข็งทุกครั้ง, และการอ่านค่าการวินิจฉัยทุกครั้งจะผ่านโปรเซสเซอร์ของแผงวงจรนี้ 

ส่วนกำลัง (IGBTs, Rectifier, DC Bus) จัดการการสลับเฟสของมอเตอร์กระแสสูงแยกต่างหาก แต่หากไม่มี A20B-2101-0870 ควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังเหล่านี้ แอมพลิฟายเออร์จะไม่สามารถทำงานได้

การระบุซีรีส์ 6220 ในคำอธิบายอย่างเป็นทางการระบุว่าแผงวงจรนี้ให้บริการแก่ตระกูลแอมพลิฟายเออร์เฉพาะใด — A06B-6220 คือรากฐานการสั่งซื้อจากโรงงานของ FANUC สำหรับ Alpha i-B SPM ความแม่นยำนี้มีความสำคัญเนื่องจากแผงวงจรควบคุมสปินเดิลแอมพลิฟายเออร์ของ FANUC ไม่สามารถใช้แทนกันได้ทั้งหมดในทุกตระกูล: การใช้แผงวงจรควบคุมที่ไม่ถูกต้องสำหรับแชสซีแอมพลิฟายเออร์และส่วนกำลังเฉพาะ จะทำให้เกิดการจับเวลาการขับเกตที่ไม่ถูกต้อง, การปรับสเกลขีดจำกัดกระแสผิดพลาด, และอาจทำให้การทำงานไม่ปลอดภัย

ข้อมูลจำเพาะหลัก

สถาปัตยกรรม Alpha i-B SPM — บทบาทของแผงวงจรควบคุมและโมดูลกำลัง

ภายในสปินเดิลแอมพลิฟายเออร์ A06B-6220 Alpha i-B, แผงวงจรควบคุม A20B-2101-0870 และโมดูลกำลัง (IPM) ทำงานในความสัมพันธ์แบบนาย-บ่าวที่เข้มงวด แผงวงจรควบคุมคือเจ้านาย — มันตัดสินใจทั้งหมดเกี่ยวกับกระแสที่จะจ่ายให้กับมอเตอร์, เมื่อใดควรสลับทรานซิสเตอร์, และว่าจะอนุญาตหรือยับยั้งการทำงานของสปินเดิลหรือไม่

โมดูลกำลังคือบ่าว — มันสลับกระแสสูงตามคำสั่งขับเกตที่ได้รับจากแผงวงจรควบคุม

ซึ่งหมายความว่าสติปัญญาของสปินเดิลส่วนใหญ่อยู่ในแผงวงจรควบคุม:

การควบคุมความเร็ว: แผงวงจรควบคุมรับความเร็วสปินเดิลที่สั่งจาก CNC ผ่านอินเทอร์เฟซแบบอนุกรม (ขั้วต่อ JA7A), เปรียบเทียบกับความเร็วที่แท้จริงที่ได้จากตัวเข้ารหัสตำแหน่งหรือการป้อนกลับจากเซ็นเซอร์มอเตอร์, และคำนวณคำสั่งแรงบิดที่จำเป็นเพื่อลดข้อผิดพลาดความเร็ว

มันแปลงคำสั่งแรงบิดนี้เป็นค่าอ้างอิงกระแสเฟสและสัญญาณขับเกต

การควบคุมการวางแนว: การวางแนวสปินเดิล (การหยุดสปินเดิลที่ตำแหน่งเชิงมุมที่แม่นยำสำหรับการเปลี่ยนเครื่องมือ) ต้องการให้แผงวงจรควบคุมสลับจากโหมดควบคุมความเร็วเป็นโหมดควบคุมตำแหน่ง, โดยใช้สัญญาณตัวเข้ารหัสตำแหน่งเพื่อกำหนดตำแหน่งเชิงมุมของสปินเดิลและขับเคลื่อนไปยังมุมเป้าหมายด้วยการลดความเร็วที่ควบคุมได้

การต๊าปแบบแข็ง: การซิงโครไนซ์การหมุนของสปินเดิลกับการป้อนแกน Z สำหรับการต๊าปแบบแข็งต้องการให้แผงวงจรควบคุมส่งข้อมูลตำแหน่งแบบเรียลไทม์ที่แม่นยำไปยัง CNC ผ่านลิงก์อนุกรม, ทำให้ CNC สามารถปิดลูปการซิงโครไนซ์ได้

ความหน่วงของการสื่อสารแบบอนุกรมของแผงวงจรควบคุมส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำของการต๊าปแบบแข็ง

การควบคุมแกน C: เมื่อสปินเดิลถูกใช้เป็นแกน C ที่ควบคุมโดย CNC สำหรับการทำงานกลึง, แผงวงจรควบคุมจะจัดการการเปลี่ยนจากโหมดสปินเดิลเป็นโหมดเซอร์โวและรักษาการควบคุมตำแหน่งตลอดการเคลื่อนที่ของแกน C

การสื่อสารสปินเดิลแบบอนุกรม — สิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อล้มเหลว

SPM Alpha i-B สื่อสารกับคอนโทรลเลอร์ CNC ผ่านลิงก์สปินเดิลแบบอนุกรมเท่านั้น (โดยทั่วไปคือสายเคเบิล JA7A สำหรับสปินเดิลแรก, JA7B สำหรับสปินเดิลที่สอง)

นี่คือโปรโตคอลอนุกรมความเร็วสูงที่ FANUC พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการสื่อสารสปินเดิลกับ CNC — เร็วกว่าและมีความสามารถมากกว่าอินเทอร์เฟซคำสั่งความเร็วอนาล็อก ±10V รุ่นเก่าที่มันเข้ามาแทนที่

เมื่อวงจรการสื่อสารแบบอนุกรมของแผงวงจรควบคุม A20B-2101-0870 ล้มเหลว, CNC จะขาดการติดต่อกับสปินเดิลทันที

อาการที่พบได้ทั่วไปคือสัญญาณเตือนสปินเดิลเมื่อเปิดเครื่อง CNC, โดยทั่วไปคือรหัสสัญญาณเตือนซีรีส์ "A", ปรากฏขึ้นก่อนที่จะมีการพยายามทำงานสปินเดิลใดๆ 

CNC ไม่สามารถยืนยันได้ว่าสปินเดิลแอมพลิฟายเออร์ตอบสนองต่อการจับมือเริ่มต้น, และหากไม่มีการยืนยันนั้น, มันจะสร้างสัญญาณเตือนสปินเดิลและป้องกันการทำงานของสปินเดิล

ที่สำคัญ, การแสดงสัญญาณเตือนเดียวกันนี้อาจมาจากสายเคเบิลสปินเดิลแบบอนุกรมที่ชำรุด, ขั้วต่อ JA7A หลุด, หรือความล้มเหลวในวงจรส่งสัญญาณสปินเดิลแบบอนุกรมของเมนบอร์ด CNC — ไม่ใช่แค่จากแผงวงจรควบคุมเท่านั้น

การแยกข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ (การตรวจสอบความต่อเนื่องของสายเคเบิล, การเข้าที่ของขั้วต่อ, วงจรสปินเดิลแบบอนุกรมฝั่ง CNC) ก่อนที่จะสรุปว่า A20B-2101-0870 ล้มเหลว จะช่วยประหยัดการเปลี่ยนอะไหล่ที่ไม่จำเป็น

สถานะเลิกผลิต — หมายความว่าอย่างไรสำหรับการบำรุงรักษา

สถานะเลิกผลิตของ A20B-2101-0870 จาก FANUC หมายความว่าไม่สามารถหาซื้อได้อีกต่อไปผ่านช่องทางอย่างเป็นทางการของ FANUC ในฐานะสินค้าใหม่ค้างสต็อก

การจัดหามาจากตลาดรองทั้งหมด: หน่วยที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ซึ่งถูกนำมาจากเครื่องจักรที่ทำงานได้ระหว่างการอัปเกรด, หน่วยส่วนเกินที่เก็บโดยผู้จัดจำหน่ายเฉพาะทาง, และหน่วยที่ได้รับการซ่อมแซมจากศูนย์ซ่อมเฉพาะทาง 

แหล่งจัดหานี้มีจำกัดและจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจากเครื่องจักรจำนวนมากขึ้นต้องการการบำรุงรักษา

สำหรับโรงงานที่มีเครื่องจักรหลายเครื่องที่ใช้สปินเดิลแอมพลิฟายเออร์ A06B-6220 Alpha i-B, การเก็บแผงวงจรควบคุม A20B-2101-0870 สำรองไว้ในสถานที่ถือเป็นการปฏิบัติที่ดี

ทางเลือกอื่น — การรอหาอะไหล่ทดแทนหลังจากสปินเดิลล้มเหลวในเครื่องจักรที่กำลังผลิต — โดยทั่วไปจะใช้เวลาหลายวันในการหยุดทำงานเนื่องจากต้องค้นหา, ทดสอบ, และจัดส่งชิ้นส่วน 

เมื่อเทียบกับมูลค่าการผลิตรายวันของเครื่องมือเครื่องจักรที่ทำงานได้, ต้นทุนของแผงวงจรควบคุมสำรองก็คุ้มค่าหลายเท่าตัว

ศูนย์ซ่อม FANUC เฉพาะทางยังสามารถทดสอบและยกเครื่องแผงวงจร A20B-2101-0870 ที่นำมาจากแอมพลิฟายเออร์ที่ล้มเหลว — เปลี่ยนตัวเก็บประจุที่เสื่อมสภาพ, ทำความสะอาดสิ่งปนเปื้อน, และทดสอบบนแท่นทดสอบสปินเดิลแอมพลิฟายเออร์ A06B-6220 ที่จับคู่กัน

แผงวงจรที่ได้รับการยกเครื่องอย่างถูกต้องสามารถให้บริการได้นานหลายปี

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: สปินเดิลแอมพลิฟายเออร์แสดงรหัสสัญญาณเตือน "A" เมื่อเปิดเครื่องและสปินเดิลไม่สามารถสตาร์ทได้เลย A20B-2101-0870 เป็นสาเหตุหรือไม่?

รหัสสัญญาณเตือนที่แสดงบน LED สองหลักของ SPM ที่ขึ้นต้นด้วยรูปแบบบางอย่างเมื่อเปิดเครื่อง บ่งชี้ถึงความล้มเหลวในการสื่อสารหรือการเริ่มต้น ก่อนที่จะสันนิษฐานว่าแผงวงจรควบคุมล้มเหลว, ให้ตรวจสอบ:

(1) สายเคเบิลอนุกรม JA7A เชื่อมต่อแน่นหนาทั้งสองด้านและไม่เสียหาย;

(2) แหล่งจ่ายไฟ 24VDC ไปยังแอมพลิฟายเออร์อยู่ในช่วงที่กำหนด (24V ±10%);

(3) พารามิเตอร์สปินเดิลแบบอนุกรมของ CNC ถูกตั้งค่าอย่างถูกต้องสำหรับแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้;

(4) ฟิวส์บนอินพุตไฟเลี้ยงวงจรควบคุมของ SPM ไม่ได้ขาด หากทั้งหมดนี้ตรวจสอบแล้วและสัญญาณเตือนยังคงอยู่, A20B-2101-0870 คือรายการถัดไปที่ต้องตรวจสอบ

คำถามที่ 2: หลังจากเปลี่ยน A20B-2101-0870 แล้ว สปินเดิลทำงานแต่การต๊าปแบบแข็งไม่แม่นยำ ควรตรวจสอบการตั้งค่าพารามิเตอร์ใดบ้าง?

ความแม่นยำของการต๊าปแบบแข็งขึ้นอยู่กับการตั้งค่าพารามิเตอร์ฝั่งสปินเดิลที่ส่งผลต่ออัตราขยายการป้อนกลับตำแหน่งและเวลาการซิงโครไนซ์ หลังจากการเปลี่ยนแผงวงจรควบคุม, ให้ตรวจสอบว่ารหัสประเภทมอเตอร์และพารามิเตอร์ตัวเข้ารหัสตำแหน่งถูกตั้งค่าอย่างถูกต้องสำหรับมอเตอร์สปินเดิลที่เชื่อมต่ออยู่

จำนวนพัลส์ของตัวเข้ารหัสตำแหน่งต่อรอบต้องตรงกับข้อกำหนดของเอ็นโค้ดเดอร์จริงของมอเตอร์ หากตั้งค่าเหล่านี้ถูกต้องบนแผงวงจรเดิมและถูกรีเซ็ตเป็นค่าเริ่มต้นบนแผงวงจรที่เปลี่ยนใหม่, จะต้องป้อนข้อมูลใหม่

ปรึกษาคู่มือพารามิเตอร์ซีรีส์ FANUC Alpha i (B-65270EN หรือเทียบเท่า) สำหรับพารามิเตอร์เฉพาะ

คำถามที่ 3: แผงวงจรควบคุมถูกเปลี่ยนแล้ว แต่สปินเดิลทำงานด้วยความเร็วที่ไม่ถูกต้อง — เร็วกว่าหรือช้ากว่าที่สั่ง อะไรคือสาเหตุ?

ความไม่แม่นยำของความเร็วหลังจากการเปลี่ยนแผงวงจรควบคุมบ่งชี้ว่าการปรับสเกลการป้อนกลับความเร็วไม่ถูกต้อง การวัดความเร็วของมอเตอร์ (ไม่ว่าจะจากตัวเข้ารหัสตำแหน่ง, เซ็นเซอร์แม่เหล็ก, หรือจากวงจรป้อนกลับกระแส) ต้องได้รับการกำหนดค่าอย่างถูกต้องบนแผงวงจรควบคุม

ตรวจสอบ: การตั้งค่าพารามิเตอร์ประเภทมอเตอร์ (ซึ่งกำหนดความละเอียดของเอ็นโค้ดเดอร์ที่สมมติและค่าคงที่ความเร็วของมอเตอร์); พารามิเตอร์อัตราทดเกียร์หากมีชุดเกียร์ระหว่างมอเตอร์และสปินเดิล; และว่าพารามิเตอร์การปรับสเกลคำสั่งความเร็วตรงกับช่วงเอาต์พุตของ CNC หรือไม่

พารามิเตอร์เหล่านี้ไม่ได้ถูกเก็บไว้ในแผงวงจรควบคุมเอง แต่จะอยู่ในหน่วยความจำพารามิเตอร์สปินเดิลของ CNC — ไม่ควรมีการเปลี่ยนแปลงเมื่อเปลี่ยนแผงวงจร, แต่ให้ตรวจสอบว่าถูกต้อง

คำถามที่ 4: สามารถใช้ A20B-2101-0870 ใน SPM Alpha i-A (ซีรีส์ A06B-6112) ได้หรือไม่ หากแผงวงจรควบคุมเดิมของ A06B-6112 ไม่พร้อมใช้งาน?

ไม่. สปินเดิลแอมพลิฟายเออร์ Alpha i-A (ซีรีส์ A06B-6112) และ Alpha i-B (ซีรีส์ A06B-6220) แม้จะมีความเกี่ยวข้องในสถาปัตยกรรม, แต่ใช้ข้อกำหนดแผงวงจรควบคุมที่แตกต่างกัน

A20B-2101-0870 ถูกระบุสำหรับซีรีส์ 6220, และซีรีส์ A06B-6112 ใช้แผงวงจรควบคุมรุ่นของตัวเอง 

การจับเวลาการขับเกต, การปรับเทียบการวัดกระแส, และเฟิร์มแวร์การสื่อสารอาจแตกต่างกันระหว่างรุ่น การติดตั้งแผงวงจรควบคุมที่ไม่ถูกต้องในแชสซีสปินเดิลแอมพลิฟายเออร์มีความเสี่ยงที่จะเกิดสัญญาณขับเกตที่ไม่ถูกต้องไปยังโมดูลกำลัง, ซึ่งอาจทำให้ส่วนกำลัง IGBT เสียหาย

คำถามที่ 5: พัดลมระบายความร้อนของ Alpha i-B SPM ล้มเหลวและแอมพลิฟายเออร์มีความร้อนสูงเกินไป สิ่งนี้อาจทำให้แผงวงจรควบคุม A20B-2101-0870 เสียหายหรือไม่?

ความร้อนสูงเกินไปอย่างต่อเนื่องเป็นความเสี่ยงที่สำคัญต่อแผงวงจรควบคุม ส่วนประกอบของแผงวงจรควบคุม — โดยเฉพาะ IC โปรเซสเซอร์, ตัวควบคุมแหล่งจ่ายไฟ, และตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ — มีพิกัดอุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่เฉพาะเจาะจง

การใช้งานแอมพลิฟายเออร์โดยที่พัดลมระบายความร้อนล้มเหลว, แม้ในช่วงเวลาสั้นๆ, สามารถทำให้เกิดความเสียหายเชิงความร้อนสะสมที่ทำให้อายุการใช้งานของส่วนประกอบสั้นลง 

สัญญาณของความเสียหายที่เกี่ยวข้องกับความร้อนบนแผงวงจรควบคุม ได้แก่ ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์บวมหรือรั่ว, ซับสเตรต PCB เปลี่ยนสีรอบส่วนประกอบที่สร้างความร้อน, และความล้มเหลวเป็นครั้งคราวที่แย่ลงเมื่อแอมพลิฟายเออร์ร้อนขึ้น

เปลี่ยนพัดลมระบายความร้อนทันทีเมื่อพัดลมล้มเหลว — พัดลมเป็นรายการที่ใช้แล้วหมดไปและการเปลี่ยนทันเวลาจะช่วยปกป้องแผงวงจรและแผงกำลังที่มีราคาแพงกว่า