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| 起源の場所 | 日本 |
| ブランド名 | FANUC |
| 証明 | CE ROHS |
| モデル番号 | A20B-9001-0780 |
Fanuc A20B-9001-0780は、初期世代のFanuc ACスピンドルモーターに搭載されていたフィードバックデバイスである光学ピックアップACスピンドルモーターセンサーです。CNCおよびスピンドルアンプに、リジッドタッピング、スピンドルオリエンテーション、Csコンターコントロールを含むクローズドループスピンドル制御に必要な速度および角度位置信号を提供します。このセンサーの役割を理解するには、Fanuc ACスピンドルモーター制御がどのように進化してきたかを簡単に見ていく必要があります。
CNC ACスピンドルドライブの初期（おおよそ1970年代後半から1990年代）には、Fanucは独自のACスピンドルモーターとドライブシステムを統合パッケージとして開発しました。
スピンドルモーターは、可変周波数でオープンループで動作する汎用誘導モーターではありませんでした。それは、シャフトまたは本体にフィードバックセンサーが取り付けられた専用設計のモーターであり、CNCは常に正確なスピンドル速度と位置を知ることができました。
このフィードバックは、単純なオープンループ速度制御ではサポートできない機能に不可欠でした。スピンドルオリエンテーション（ツール交換のために正確な角度位置でスピンドルを停止させる）、リジッドタッピング（フローティングタップホルダーなしでねじ切りを行うためにZ軸送り速度をスピンドル回転に同期させる）、およびCsコンターコントロール（マシニングセンターでの部品旋削のためにスピンドルをCNC制御の回転軸として使用する）。
光学ピックアップ設計は、スピンドルモーターシャフトと一緒に回転するスロット付きディスクまたは反射パターンを使用し、センサーハウジングに取り付けられた光源とフォトデテクターアセンブリによって読み取られます。ディスクが回転すると、フォトデテクターは不透明領域と透明領域を交互に検出し、回転速度に比例した周波数のパルストレインを生成します。
ディスク上の基準マークは、1回転あたりの絶対位置を1パルス生成します。これは、CNCがスピンドルオリエンテーションおよびリジッドタッピングのゼロクロス検出に使用する信号です。
12ピンコネクタと信号割り当て
コネクタの12ピン数は、これらの信号線に加えて差動信号ペアに対応します。差動エンコーダ出力で使用される補完的なA/Ā、B/B̄、Z/Z̄の配置は、スピンドルモーター周辺の電気的に過酷な環境でのケーブル配線におけるコモンモードノイズ除去を提供します。
差動信号伝送は、スピンドルモーターがかなりの電磁干渉を発生するため、スピンドルセンサーにとって特に重要です。モーター自体の電源リード、PWM駆動の電流波形、およびドライブエレクトロニクスとの物理的な近接性がすべて、センサーケーブルのノイズに寄与します。
センサーの光学設計はまた、切削液中の強磁性粒子やベアリングの摩耗によるエアギャップ形状の変化の影響を受ける可能性のある磁気ピックアップ（可変リラクタンス）センサーと比較して、熱や振動による信号歪みを本質的に制限します。
CNCスピンドル制御における速度と位置の機能
速度制御モード
は、センサーからのパルストレインを使用してスピンドルアンプの速度フィードバックループを閉じます。アンプは単位時間あたりのセンサーパルスをカウントし、実際のスピンドル速度を計算し、CNCからの指令速度と比較し、モーター駆動電流をそれに応じて調整します。
このクローズドループ速度制御は、さまざまな切削負荷の下で一定のスピンドル速度を維持します。重い切削がトルク負荷を増加させると、アンプはセンサーフィードバックを通じて速度低下を即座に検出し、モーター出力トルクを増加させることで補償します。
スピンドルオリエンテーション
は、ゼロリファレンス（マーカー）パルスを使用して、スピンドルが特定の角度位置に達したときに検出します。CNCは、オリエンテーションマークが検出された位置でスピンドルを減速および停止するように指令し、ツール交換、部品ハンドリング、またはワークピース測定のために機械的に再現可能な位置でスピンドルを停止させます。
マシニングセンターでは、スピンドルオリエンテーションは、各ツール交換サイクルでトリガーされる自動操作です。
リジッドタッピング
は、Z軸リードスクリューの動きをスピンドル回転に同期させ、スピンドルの各回転がZ軸移動の正確に1つのねじピッチに対応するようにします。CNCはスピンドルセンサーの位置フィードバックをリアルタイムで読み取り、それをZ軸サーボ補間器にフィードし、機械的なフローティングタップホルダーなしで同期したねじ切り運動を作成します。スピンドルセンサーの位置分解能が、リジッドタッピングで達成可能なねじピッチ精度を決定します。
PCB付き完全センサー — 「完全」の意味
一部のセンサー設計では、光学ピックアップ要素と信号コンディショニングエレクトロニクスは別個のコンポーネントです。ピックアップ要素は弱いアナログフォトダイオード電流を生成し、PCBはこれを増幅して、ドライブへのケーブル伝送に適したクリーンなデジタル出力に変換します。
PCBには通常、センサーの内部エレクトロニクスの電源レギュレーションも含まれています。センサーアセンブリが「PCB付き完全」と説明されている場合、購入者は、モーターの取り付け箇所とアンプへの12ピンケーブルへの接続のみを必要とする、機能的で取り付け準備完了のセンサーを受け取ることを意味します。個別のPCBは不要です。
この区別は、一部のセンサーコンポーネントが個別の要素（ピックアップ本体のみ、またはPCBのみ）として販売されているため、修理およびスペアパーツ市場で重要です。これは、コンポーネントレベルの修理を行う技術者向けです。
PCB付き完全センサーとして販売されているA20B-9001-0780は、コンポーネントレベルのサービスではなく、センサー全体の交換のための完全なアセンブリです。
A20B-9001-0780とA20B-9001-0800 — 一般的な参照番号
どちらも、同じスピンドルモーター制御機能に使用される光学ピックアップ12ピンフィードバックセンサーであり、2つの番号はFanucスペアパーツおよび修理市場で頻繁に相互参照されます。
これらの部品番号の関係は、通常、同じセンサーファミリーの異なる製造バージョンまたはアセンブリバリアント（異なるPCBボードリビジョンまたは光学要素構成）を反映しており、これらは機能的に互換性があり、同じモータータイプでのサービスアプリケーションで相互に交換可能に使用されます。
実際には、このファミリーのスピンドルセンサーが故障し、機械が停止した場合、特定のモーターシリーズとコネクタ構成について、-0780と-0800の両方の参照が評価され、交換品が選択されます。
モーターの元のFanucドキュメント、ネームプレート、またはCNCのモーターパラメータデータが、特定の機械の決定的なセンサータイプを提供します。
よくある質問
一般的な故障の兆候には、低RPMでのスピンドル速度の不安定性（CNCが低速で信頼性の高いパルス計数に失敗し、ハンチングまたは異常な速度を引き起こす）、スピンドルオリエンテーションの失敗（CNCがオリエンテーションマークの位置を見つけられず、ツール交換サイクルが位置アラームで中止される）、リジッドタッピングのエラー（スピンドルとZ軸の同期が崩壊し、ねじの損傷またはタッピングアラームが発生する）、およびスピンドルフィードバックの完全な喪失（スピンドルドライブアラーム、通常はFanucスピンドルアンプディスプレイでの速度フィードバックエラーまたはエンコーダ切断アラーム）が含まれます。光学ディスクまたはピックアップ要素の物理的な汚染（摩耗したシャフトシールからの切削液の侵入による）は、最も一般的な故障メカニズムの1つです。
Q2: A20B-9001-0780センサーは清掃および再生できますか、それとも故障した場合は完全な交換が必要ですか？
多くの場合、スピンドルセンサーは電子部品の故障ではなく、汚染によって故障します。
切削液、油、または金属粒子がセンサーハウジングに入り込み、光学ディスクまたはピックアップ要素を汚染した場合、光学部品自体が傷ついたり永久に損傷したりしていない限り、慎重な清掃で機能が回復する可能性があります。
Fanucスピンドルモーターを扱うサービス専門家は、センサーを破棄する前に定期的に清掃およびテストしています。
PCBが湿気の侵入や部品の経年劣化によって故障した場合、適切な電子スキルを持つ技術者であれば、コンポーネントレベルでの修理も可能です。
完全なセンサー交換（A20B-9001-0780のような新品またはテスト済みの良品ユニット）は、オンサイト修理能力がない場合に、機械を生産に戻すための最も迅速な方法です。
Q3: このセンサーは「初期世代」のACスピンドルモーター用とされていますが、どのFanuc CNC世代でこのセンサーが使用されていますか？
このセンサータイプは、Fanucの初期ACスピンドルモーターシリーズと関連しています。これは、Fanuc 0シリーズ、10シリーズ、15シリーズ、および16シリーズCNCと組み合わされたモーターで、おおよそ1980年代半ばから1990年代後半までの工作機械の製造に及びます。
Fanucの後期スピンドルモーター世代（Alphaシリーズ、次にAlpha i / Beta iシリーズ）は、異なるコネクタと信号プロトコルを持つ異なるセンサー設計（Miセンサー/A860シリーズエンコーダファミリー）を使用しています。
A20B-9001-0780は、古いモーター世代専用であり、新しいFanuc AlphaまたはAlpha iスピンドルモーターで使用されるセンサーと互換性はありません。
Q4: センサーはスピンドルモーターシャフトに取り付けられていますか、また交換後にキャリブレーションまたは調整が必要ですか？
光学ピックアップセンサーは通常、スピンドルモーターハウジングの後部に取り付けられ、モーターシャフトと一緒に回転するスロット付きディスクまたはターゲットホイールを検知します。
取り付け位置はモーターのセンサーブラケットによって固定されており、センサーは取り付けの機械的公差内でディスクと整列します。
ほとんどの場合、センサー交換では絶対位置のキャリブレーションは必要ありません。なぜなら、オリエンテーション基準位置は、モーターの機械的ゼロに対するディスクのゼロマークによって定義され、これはモーター組み立て時に設定されるからです。
ただし、センサー交換後、実際の機械でスピンドルオリエンテーション位置を確認し、停止位置がツール交換位置と一致しない場合は、CNCのオリエンテーションオフセットパラメータを通じて調整する必要があります。
Q5: センサーはケーブル付きとケーブルなしで利用可能ですが、ケーブルなしで注文した場合に必要なケーブルは何ですか、またケーブルの品質はどの程度重要ですか？
12ピンセンサーケーブルは、センサーとスピンドルアンプ間で比較的低電圧の差動パルス信号を伝送します。
ケーブルは、スピンドルモーターとドライブの近くの電磁干渉から信号を保護するためにシールドされている必要があります。
Fanucは、エンコーダおよびセンサー接続にシールド付きツイストペアケーブルを指定しており、シールドはアンプ側で接地されます。不適切なケーブル（シールドなし、インピーダンスが間違っている、または長すぎる）を使用すると、信号劣化が発生し、ハードエンコーダ障害をトリガーせずに、断続的なスピンドルアラーム、異常なオリエンテーション、またはリジッドタッピングエラーとして現れる可能性があります。
ケーブルなしで注文する場合、Fanuc指定ケーブルまたは適切な導体数とシールド仕様を持つ高品質の産業用シールド付きツイストペア交換品を使用することが、信頼性の高いセンサー動作に不可欠です。
