Fanuc A06B-0116-B403 | Seria Beta iS AC Serwo Silnik BiS1/6000 — 0,5kW, 1,2Nm, 6000 obr./min, Hamulec 24V, Enkoder b64ia, Złącze Standardowe

Przegląd

Silnik serwo AC Fanuc A06B-0116-B403 z serii Beta iS — model BiS 1/6000 — łączący moc 0,5 kW, maksymalną prędkość 6000 obr./min, hamulec sprężynowy 24V DC oraz bezbateryjny absolutny pulsecoder b64ia w kompaktowej, jednoosiowej obudowie ze standardowym złączem enkodera.Jest to wyposażony w hamulec członek rodziny BiS 1/6000, przeznaczony do osi, w których mechaniczne blokowanie jest wymogiem bezpieczeństwa lub jakości, przy jednoczesnym zachowaniu identycznej konstrukcji elektromagnetycznej, możliwości prędkości i specyfikacji enkodera jak w wariancie B103 bez hamulca.Jest to silnik, który spełnia swoje zadanie, gdy aplikacja tego wymaga.

Na każdej osi, gdzie wyłączenie zasilania serwo może spowodować niepożądany ruch — oś pionowa, która upuściłaby ładunek, nachylony przenośnik, który by się cofał, oś obrotowa, która musi utrzymać pozycję między operacjami — hamulec sprężynowy 24V zapewnia bezpieczne mechaniczne blokowanie, którego sam moment obrotowy serwo nie może zapewnić podczas przerw w zasilaniu, zatrzymań awaryjnych lub zaprogramowanych pauz.

Silnik nie wytwarza momentu obrotowego po odłączeniu zasilania; hamulec blokuje pozycję.

Standardowa konfiguracja złącza odróżnia ten wariant od wersji #0100 z uszczelnieniem.

Podczas gdy #0100 dodaje wzmocnione uszczelnienie na styku złącza kabla enkodera dla środowisk z bezpośrednim narażeniem na płyny, standardowy A06B-0116-B403 wykorzystuje konwencjonalne połączenie złącza, które jest odpowiednie dla większości instalacji obrabiarek CNC i automatyki — chronione w obudowach lub umieszczone z dala od bezpośredniego rozprysku chłodziwa.

Większość instalacji nie wymaga dodatkowego poziomu ochrony uszczelnionego złącza, a wersja standardowa jest częstszą specyfikacją w zastosowaniach obrabiarek na hali produkcyjnej.

Kluczowe specyfikacje

Parametr

Wartość

Jest to silnik, który stosuje się do osi, które utrzymują produktywność maszyny bez wymagań dotyczących skali fizycznej porównywalnej z głównymi osiami: ramię do wymiany narzędzi, które musi precyzyjnie indeksować każdą pozycję, mechanizm zacisku palety, który musi utrzymać określony moment obrotowy, czwarta oś obrotowa na kompaktowym VMC, gdzie obciążenie jest niewielkie, a głównym wymogiem jest dokładne pozycjonowanie.

Przy mocy 0,5 kW, momencie zablokowania 1,2 Nm i 6000 obr./min, BiS 1/6000 skutecznie pokrywa ten obszar osi pomocniczych.

Limit 6000 obr./min oznacza, że silnik może szybko wykonywać szybkie ruchy pozycjonujące, nawet gdy przełożenie mechanizmu utrzymuje niską prędkość obciążenia — zapas mocy silnika powyżej typowych prędkości roboczych skraca czas pozycjonowania, pozwalając fazom przyspieszania i zwalniania działać w granicach możliwości momentu obrotowego silnika.

Moment zablokowania 1,2 Nm, choć skromny jak na standardy osi głównych, jest w pełni wystarczający dla lekkich mechanizmów i obciążeń o niskim tarciu, które te osie zazwyczaj prezentują.

Hamulec 24V DC dodaje możliwość blokowania, która zamienia silnik pozycjonujący w mechanizm zaciskowy.

Na indeksatorze obrotowym silnik pozycjonuje się do zadanego kąta, hamulec załącza się przed wyłączeniem serwo, a pozycja indeksowana jest mechanicznie zablokowana niezależnie od tego, co stanie się z systemem sterowania lub zasilaniem.

Obciążenie nie może się przesunąć. Część się nie porusza. Jakość produkcji jest utrzymywana przez cały cykl obróbki.

Działanie hamulca 24V DC — logika inżynieryjna konstrukcji sprężynowej

Określenie „hamulec sprężynowy” opisuje hamulec, który jest załączany siłą mechaniczną, a nie elektryczną. W A06B-0116-B403 zestaw wstępnie sprężonych sprężyn cały czas dociska tarczę hamulcową do wału silnika.

Podanie napięcia 24V DC na cewkę hamulca tworzy pole elektromagnetyczne, które ściska sprężyny i podnosi tarczę z wału, pozwalając mu swobodnie się obracać. Odłączenie napięcia 24V — z jakiegokolwiek powodu — powoduje natychmiastowe dociśnięcie tarczy do wału przez sprężyny.

Logika inżynieryjna jest prosta: system, który wymaga aktywnego zasilania elektrycznego, aby pozostać w stanie bezpiecznym, jest z natury bardziej niebezpieczny niż ten, który domyślnie przechodzi w stan bezpieczny bez zasilania.

Hamulec sprężynowy domyślnie jest załączony, co oznacza, że stan bezpieczny (wał zablokowany) jest stanem domyślnym.

Stan niebezpieczny (wał swobodnie się obraca) wymaga stałego napięcia 24V DC do utrzymania. Awaria zasilania, zatrzymanie awaryjne, alarm serwo, ponowne uruchomienie sterowania, celowe wyłączenie serwo — wszystko to powoduje automatyczne załączenie hamulca, bez interwencji systemu sterowania.

W przypadku osi pomocniczych i mechanizmów peryferyjnych, gdzie BiS 1/6000 jest powszechnie stosowany, takie zachowanie awaryjne chroni przed skutkami nieplanowanych zdarzeń. Ramię do wymiany narzędzi, które spada między pozycjami podczas przerwy w zasilaniu, może uszkodzić narzędzie i wrzeciono.

Zacisk palety, który zwalnia podczas ponownego uruchomienia sterowania, pozwala na ruch palety. Indeksator obrotowy, który się przesuwa podczas zatrzymania awaryjnego, może spowodować kolizję przy ponownym uruchomieniu maszyny. Hamulec 24V w A06B-0116-B403 zapobiega wszystkim tym wynikom, zapewniając mechaniczne zablokowanie osi w momencie odłączenia zasilania serwo.

Absolutny pulsecoder b64ia — zachowanie pozycji bez baterii

Pulsecoder b64ia wbudowany w A06B-0116-B403 dostarcza absolutne dane o pozycji wału bez baterii. Przy każdym włączeniu zasilania enkoder komunikuje dokładną pozycję kątową do wzmacniacza serwo Beta i przed jakimkolwiek ruchem osi.

Napęd i CNC mają poprawne dane o pozycji od pierwszego cyklu skanowania, bez konieczności ruchu powrotnego do punktu referencyjnego.

W przypadku osi z hamulcem ma to znaczenie na dwa sposoby.

Po pierwsze, potwierdza, że hamulec załączył się w prawidłowej pozycji podczas poprzedniego wyłączenia zasilania: jeśli CNC odczyta pozycję przy włączeniu zasilania, która różni się od pozycji zadanej przy wyłączeniu zasilania, rozbieżność jest natychmiast wykrywalna i możliwa do podjęcia działań przed wysłaniem jakichkolwiek poleceń ruchu.

Po drugie, eliminuje sekwencję powrotu do punktu referencyjnego, której wymagają osie z enkoderem przyrostowym — szczególnie cenne na osiach, których ruch powrotny do punktu referencyjnego byłby skomplikowany przez hamulec (sekwencja: włączenie serwo, zwolnienie hamulca, ruch do punktu referencyjnego, ponowne załączenie hamulca, wyłączenie serwo dodaje czasu i wymaga starannego zaprojektowania sekwencji, aby wykonać ją bezpiecznie).

Absolutna pozycja bez baterii to praktyczna zaleta, która odróżnia b64ia od systemów enkoderów wymagających baterii do zachowania danych absolutnej pozycji.

Nie ma baterii do zakupu, montażu, monitorowania ani wymiany. Nie ma ryzyka utraty pozycji po rozładowaniu baterii. System enkodera działa tak samo przy pierwszym włączeniu maszyny w tygodniu, jak i pięć lat później.

Wał SLK — prosty gładki, bez wpustu

Oznaczenie SLK identyfikuje prosty gładki wał bez wpustu — standardową konfigurację wału dla tej klasy silników w większości zastosowań Beta iS. Wał o średnicy 14 mm przenosi moment obrotowy przez tarcie z otworem piasty sprzęgła, polegając na sile zacisku generowanej przez mechanizm blokujący piasty.

Uwaga dla odniesienia: oryginalny opis produktu od niektórych dostawców błędnie opisuje wał SLK jako „stożkowy”. Wał w A06B-0116-B403 jest prostym, cylindrycznym wałem, a nie stożkowym.

Fanuc stożkowy wał byłby identyfikowany przez kod sufiksu „TPR”, którego ten silnik nie posiada.

Przy momencie zablokowania 1,2 Nm i odpowiadających mu przejściowych prądach szczytowych, siła zacisku sprzęgła musi być określona dla szczytowej mocy silnika, a nie tylko dla znamionowego momentu zablokowania. Otwory piast obrobione do odpowiedniej tolerancji dla wału 14 mm, z mechanizmami zaciskowymi dokręconymi zgodnie ze specyfikacją producenta sprzęgła, niezawodnie radzą sobie z tymi obciążeniami. Okresowe ponowne sprawdzanie momentu dokręcania zacisku — szczególnie po pierwszych 50–100 godzinach pracy, kiedy następuje wstępne osadzenie — jest głównym zadaniem konserwacji mechanicznej dla interfejsów sprzęgieł z wałem gładkim.

B403 vs B103 — wymiar hamulca

A06B-0116-B403 i A06B-0116-B103 są identyczne pod względem wszystkich specyfikacji elektrycznych i mechanicznych: ta sama moc 0,5 kW, ten sam moment zablokowania 1,2 Nm, ta sama maksymalna prędkość 6000 obr./min, to samo napięcie silnika 172V, ten sam prąd znamionowy 1,8A / szczytowy 2,6A, ten sam wał 14 mm, ten sam enkoder b64ia, ta sama kompatybilność ze wzmacniaczem. Zmieniająca się liczba — B4xx w porównaniu do B1xx — oznacza obecność lub brak hamulca.

Oznacza to, że decyzja między nimi jest czysto kwestią zastosowania: czy oś potrzebuje mechanicznego blokowania, gdy serwo jest wyłączone?

Odpowiedź zależy od grawitacji i obciążeń resztkowych.

Oś pozioma z lekkim obciążeniem i bez składowej grawitacyjnej nie ma tendencji do ruchu po wyłączeniu serwo — B103 bez hamulca jest prawidłową i prostszą specyfikacją.

Oś pionowa przenosząca obciążenie w dół, oś nachylona lub jakakolwiek oś, w której tarcie mechanizmu jest niewystarczające do utrzymania pozycji przeciwko sile obciążenia — te wymagają hamulca B403.

Zainstalowanie B103 (bez hamulca) na osi, która powinna mieć hamulec, stwarza ryzyko, które ujawnia się tylko po odłączeniu zasilania: oś będzie się przesuwać, a kierunek i odległość przesunięcia nie są kontrolowane.

Zainstalowanie B403 (z hamulcem) na osi, która nie potrzebuje hamulca, marnuje koszt hamulca i dodaje obwód zasilania hamulca 24V do instalacji, ale nie stwarza ryzyka bezpieczeństwa. Gdy istnieje rzeczywista niepewność co do tego, czy obciążenie wymaga blokowania, B403 jest konserwatywną specyfikacją.

Często zadawane pytania

P1: Jaka jest różnica między A06B-0116-B403 a A06B-0116-B403#0100?

Oba są silnikami BiS 1/6000 z hamulcem 24V DC, enkoderem b64ia i prostym gładkim wałem — identyczne pod względem wydajności i specyfikacji elektrycznych.

Sufiks #0100 w drugim wariancie dodaje wzmocnione uszczelnienie na styku złącza kabla enkodera, co czyni go odpowiednim dla środowisk z bezpośrednim narażeniem na chłodziwo lub płyny w obszarze złącza.

Standardowy A06B-0116-B403 wykorzystuje konwencjonalne połączenie złącza, które pasuje do większości instalacji obrabiarek, gdzie silnik jest umieszczony z dala od bezpośredniego kontaktu z płynami.

Jeśli oryginalny uszkodzony silnik jest wariantem #0100, standardowy A06B-0116-B403 może go zastąpić mechanicznie i elektrycznie, ale złącze kabla enkodera może nie pasować poprawnie bez uszczelnionej obudowy złącza.

P2: Jak hamulec 24V integruje się ze wzmacniaczem Fanuc Beta i?

Wzmacniacz serwo Beta i steruje zwolnieniem hamulca jako części sekwencji włączania/wyłączania serwo. Gdy serwo jest włączone i gotowe, wzmacniacz sygnalizuje zewnętrznemu zasilaczowi 24V DC maszyny zwolnienie hamulca — napięcie 24V jest podawane na cewkę hamulca, pokonywana jest siła sprężyny, a wał obraca się swobodnie pod kontrolą serwo.

Gdy serwo jest wyłączone — przy zatrzymaniu awaryjnym, zaprogramowanym zatrzymaniu osi lub alarmie serwo — wzmacniacz usuwa sygnał zwolnienia hamulca przed wyłączeniem wyjścia serwo, dzięki czemu hamulec załącza się, gdy silnik nadal ma aktywną kontrolę pozycji. Ta sekwencja zapobiega ruchowi obciążenia podczas przejścia z momentu obrotowego serwo na blokowanie hamulca.

P3: Czy A06B-0116-B403 może zastąpić B103 (bez hamulca) na tej samej osi?

Tak, fizycznie i elektrycznie silniki są wymienne na poziomie samego silnika. Instalacja wymaga dodatkowo obwodu zasilania hamulca 24V DC i okablowania do pinów złącza hamulca silnika — które nie istnieją w instalacji B103.

Jeśli oś była pierwotnie okablowana dla B103, dodanie B403 wymaga dodania połączenia zasilania hamulca 24V, skonfigurowania parametru blokady hamulca wzmacniacza i zweryfikowania, czy sekwencja zwolnienia i załączenia hamulca działa poprawnie przed powrotem osi do produkcji.

Odwrotnie — zastąpienie B403 przez B103 na osi, która wymagała hamowania, wymaga przeglądu inżynieryjnego w celu potwierdzenia, że oś jest bezpieczna bez mechanicznego blokowania.

P4: Co dzieje się z hamulcem, jeśli napięcie 24V DC zostanie przypadkowo podane ciągle bez sterowania sekwencją zwolnienia przez wzmacniacz?

Jeśli napięcie 24V DC jest stale podawane na cewkę hamulca bez sterowania sekwencją przez wzmacniacz, hamulec pozostaje stale zwolniony — mechanizm załączania sprężynowego jest otwarty, dopóki napięcie jest obecne.

Wał obraca się swobodnie i nie ma blokowania, gdy serwo jest wyłączone. Jest to błąd okablowania lub konfiguracji sterowania, a nie awaria hamulca, ale całkowicie eliminuje funkcję bezpieczeństwa hamulca.

Prawidłowa konfiguracja wymaga, aby zasilanie 24V było przełączane przez wyjście blokady hamulca wzmacniacza lub przez przekaźnik pod kontrolą logiki włączania/wyłączania serwo, a nie podłączone do stałego zasilania 24V.

P5: Jakie są kontrole przedinstalacyjne dla używanego A06B-0116-B403?

Przed instalacją mechaniczną przetestuj hamulec: podaj napięcie 24V DC na zaciski hamulca i sprawdź, czy wał obraca się swobodnie bez oporu; odłącz napięcie 24V i potwierdź, że wał jest mocno zablokowany. Jakikolwiek opór pod napięciem 24V wskazuje na resztkowy kontakt tarczy z powodu zużytej lub zanieczyszczonej tarczy hamulcowej.

Jakikolwiek ruch wału pod samym naciskiem sprężyny wskazuje na niewystarczającą siłę sprężyny — hamulec wymaga serwisu przed instalacją.

Dodatkowo obróć wał ręcznie, aby sprawdzić płynność łożysk, sprawdź złącze enkodera i wyjście kabla pod kątem uszkodzeń, oraz zmierz rezystancję uzwojeń międzyfazowych pod kątem równowagi.

Uruchomienie na kompatybilnym wzmacniaczu Beta i do 6000 obr./min z funkcją hamulca sprawdzoną przy pośrednich prędkościach potwierdza, że silnik jest gotowy do produkcji, zanim zostanie zamontowany w maszynie.