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Circuito stampato CNC
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| Luogo di origine | Giappone |
| Marca | FANUC |
| Certificazione | CE RoHS |
| Numero di modello | A20B-2003-0580 |
IlFANUC A20B-2003-0580è un PCB a due slot la base strutturale ed elettrica di una sezione compatta a due moduli di un portacomandi CNC FANUC.
Nella gerarchia dell'elettronica CNC, il backplane riceve spesso la minor attenzione; non ha firmware, display e parametri regolabili,Il che significa che raramente viene considerata finché qualcosa non va storto..
Quando si verifica un guasto, anche se - cosa rara ma che avviene attraverso specifici meccanismi di guasto - il suo guasto è inequivocabile: i moduli installati in esso cessano del tutto di funzionare.
Per comprendere chiaramente il ruolo dell'A20B-2003-0580, è utile immaginare un armadietto FANUC CNC aperto per la manutenzione.
All'interno, i principali componenti elettronici si trovano in un telaio a scaffale ∙ una struttura metallica con rotaie guida che le schede di circuiti stampati inseriscono orizzontalmente, collegando i connettori di bordo sul retro.
Il piano posteriore è la tavola che corre lungo la parte posteriore del rack, fornendo i connettori di bordo e le tracce di rame che li collegano.
Quando una scheda CPU si sposta nella fessura 1 e una scheda di espansione della memoria nella fessura 2,tali due schede sono collegate elettricamente l'una all'altra e all'alimentazione del CNC attraverso le tracce sul piano posteriore A20B-2003-0580..
La configurazione "a due slot" identifica questo come un backplane compatto a due posizioni ′′ la dimensione più piccola del backplane nella gamma di rack di FANUC,con una lunghezza massima di 20 mm o più ma non superiore a 30 mm,.
Le configurazioni più grandi utilizzano backplanes a 3 slot (A20B-2003-0280), 4 slot e 6 slot per assemblaggi di moduli più estesi.
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Funzione | PCB a due fessure |
| Tipo | Passivo (senza componenti attivi) |
| Scalature | 2 posizioni del modulo |
| Serie | A20B-2003 |
| Architettura | Interconnessione modulare del rack CNC |
| Origine | Giappone |
La semplicità di un piano posteriore sulla superficie nasconde un'accurata ingegneria sottostante.
Corridoi di alimentazione:L'unità di alimentazione del CNC fornisce tensioni DC regolate tipicamente +5V, ±15V e +24V nella generazione CNC di FANUC utilizzando questa famiglia di backplane alle tracce del power rail del backplane.
Da lì, l'energia viene distribuita a ogni modulo inserito nelle fessure del backplane attraverso i connettori di bordo.
The trace width and copper weight on a backplane's power rails are sized to carry the combined current draw of all modules that can be inserted — the engineering challenge being that total current consumption varies substantially depending on which module combination is installed.
Tracce del bus dati:La comunicazione modulo-modulo nell'architettura del backplane di FANUC utilizza un bus parallelo o seriale che attraversa le tracce del backplane.e le linee di dati collegano il modulo CPU a moduli di opzione e I / O attraverso queste tracce backplane.
La geometria della traccia, l'adeguamento dell'impedenza e il routing devono mantenere l'integrità del segnale alle velocità del bus utilizzate ¢ una cattiva progettazione del backplane provoca errori del bus e errori di comunicazione intermittenti,che sono tra i problemi più difficili da diagnosticare in sistemi CNC complessi.
Tracce di integrità del segnale:Al di là del bus dati principale, il backplane incanala singoli segnali punto-punto tra moduli specificilinee di distribuzione di orologeria ciascuna con i propri requisiti di routing.
Una rottura in una qualsiasi di queste tracce provoca un malfunzionamento specifico e riproducibile nel percorso del segnale interessato.
I guasti del backplane sono rari perché la scheda non contiene componenti attivi che possano consumarsi o surriscaldarsi.
Danni da sovratensione:Un forte aumento di potenza nell'alimentazione CA, se supera la capacità di protezione dell'alimentazione del CNC, può causare sovratensione sui binari di alimentazione del backplane. The result is typically dielectric breakdown of the PCB substrate between closely-spaced power and ground traces — visible as tracking damage (dark carbonised lines across the PCB surface) or in extreme cases as burned-through traces.
Il danno è solitamente localizzato ma può colpire più tracce se l'energia è sufficientemente alta.
Tracciamento della contaminazione:La nebbia del liquido di raffreddamento o la polvere metallica che penetra nell'armadio del controller nel corso di anni di funzionamento deposita una pellicola conduttiva sulle superfici esposte del PCB.Su un piano di fondo dove tracce di energia e segnale corrono in prossimità, questa pellicola conduttiva può creare percorsi di perdite che causano comunicazioni erratiche o un lento decadimento della tensione sui binari di alimentazione.
All'inizio i sintomi sono sottili (falli CNC intermittenti) e peggiorano progressivamente man mano che la contaminazione aumenta.
Usura e corrosione a contatto con i connettori:I connettori dei bordi sul piano posteriore, i contatti dorati che si accoppiano con le dita del bordo del modulo, possono sviluppare ossidazione o usura nel corso di molti anni e ripetuti inserimenti di schede.
I contatti degradati producono problemi di connessione intermittenti estremamente difficili da diagnosticare fino a quando non viene ispezionata la condizione fisica del connettore.
Danni fisici:manutenzione del rack che comporta una forza eccessiva durante l'inserimento o la rimozione dei moduli ̇ piegatura dei binari di guida delle schede, stressando i punti di montaggio del piano posteriore,o cadere strumenti sul backplane installato può rompere tracce di PCB o danneggiare i contatti del connettore bordo.
La sfida diagnostica principale con i difetti del piano di fondo è distinguerli dai difetti del modulo.
Un guasto del modulo appare identico a livello di sistema a un guasto del backplane nello slot che il modulo occupa.
Sostituire il modulo sospettato di aver fallito in uno slot di funzionamento noto (se disponibile) o in un rack di funzionamento noto.
Se il modulo funziona correttamente in un altro slot o rack, il piano posteriore dello slot originale è sospetto.
Se il modulo non funziona anche nella posizione di lavoro nota, il modulo stesso è l'elemento difettoso.
Controllate i contatti dei connettori di bordo del piano posteriore per l'ossidazione, i perni piegati o il materiale estraneo. Use a multimeter to measure resistance from power rail points on the backplane to the corresponding pins at each slot's connector — open circuit or high resistance on a power rail trace confirms a backplane trace fault.
D1: È possibile sostituire un backplane a 2 slot (A20B-2003-0580) con una variante differente del backplane A20B-2003?
Solo se le posizioni dei connettori, la spaziatura degli slot del modulo e le assegnazioni del segnale del bus sono identiche tra le due varianti.La famiglia di backplane A20B-2003 di FANUC comprende molteplici varianti (compresa la 2-slot -0150, -0490, -0580 e 3-slot -0280 e altri) progettati per specifiche combinazioni di moduli e dimensioni del telaio.
Le dimensioni e i punti di collegamento variano tra le varianti.
Un piano posteriore di variante diversa non si adatta fisicamente allo stesso telaio o non fornisce le corrette connessioni bus per i moduli installati.Usare sempre il numero esatto della parte che è stata originariamente installata.
D2: La sostituzione del backplane A20B-2003-0580 richiede modifiche dei parametri CNC o una riconfigurazione del software?
No. Il backplane non memorizza dati programmabili e non ha impostazioni di configurazione.estrarre il vecchio backplane dal telaio del rack, installare il backplane di ricambio e reinstallare i moduli.
I parametri, i programmi e i dati PMC del CNC rimangono nella memoria SRAM e FROM del modulo e non sono influenzati dal cambiamento del piano di fondo.
D3: Il CNC ha codici di allarme intermittenti che cancella il ciclo di alimentazione.
Sì La difficoltà è che i problemi intermittenti sono difficili da diagnosticare definitivamente perché il sistema spesso funziona normalmente quando l'ingegnere indaga.
Se gli allarmi intermittenti sono correlati alla temperatura (peggio quando è caldo, meglio quando è freddo), alla vibrazione o all'umidità, questi sono tutti coerenti con un problema di integrità del contatto sul piano posteriore.La pulizia del piano posteriore con un appropriato solvente per la pulizia dei PCB e la riconnessione di tutti i connettori del modulo spesso risolve temporaneamente i problemi intermittenti legati alla contaminazioneSe il problema si ripete, la soluzione definitiva è la sostituzione del backplane.
D4: Come si riinstalla correttamente i moduli nel modulo di sostituzione A20B-2003-0580?
Prima di rimuovere qualsiasi modulo dal piano posteriore originale, fotografare o documentare la posizione delle fessure di ciascun modulo, quale tavola si trovava nella fessura 1, quale nella fessura 2.
Modules in FANUC backplane systems are typically slot-specific (a module designed for slot 1 may not function correctly in slot 2 because the bus address assignment or power sequencing depends on physical slot position).
Reinstallare ogni modulo esattamente nella posizione che occupava nel piano di fondo originale.una pressione ferma per posizionare completamente il modulo un connettore di bordo non completamente posizionato è la causa più comune di un sistema non funzionale dopo la sostituzione del backplane.
D5: È sicuro usare il CNC con un piano posteriore rotto o fisicamente danneggiato se il sistema sembra funzionare?
No. Un piano posteriore visibilmente rotto o danneggiato rappresenta un rischio per la sicurezza e l'affidabilità, indipendentemente dal suo apparente funzionamento normale.
Una crepa che attualmente non copre alcuna traccia conduttiva può propagarsi con il ciclo termico fino a quando non attraversa una traccia critica, causando un guasto incontrollato in un momento imprevedibile.
A backplane showing tracking damage (carbonised lines between traces) from a power surge must be replaced immediately — the tracking damage represents a partial short circuit that may arc or ignite PCB material under load.
Un piano posteriore fisicamente danneggiato deve essere sostituito al più presto possibile, non deve essere rinviato a una sostituzione di emergenza sotto pressione di produzione.
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