Silnik serwo AC Fanuc A06B-0313-B169 — ZERO S, stożkowy wał, hamulec, enkoder szeregowy A

Przegląd produktu

Numer części: A06B-0313-B169

Szukano również jako: A06B0313B169, FANUC A06B-0313-B169, Fanuc A06B0313B169

Model silnika: 0S (ZERO S)

Klasyfikacja: Serwo silnik AC bezszczotkowy Fanuc serii ZERO S — moment obrotowy przy zatrzymaniu 2,9 Nm, 3000 obr./min, stożkowy wał z wpustem, hamulec cierny sprężynowy, enkoder szeregowy A (1 000 000 impulsów/obr.)

Zrozumienie platformy, do której należy ten silnik

A06B-0313-B169 to Fanuc ZERO S — silnik serwo AC z generacji GE Fanuc, który zasilał dużą liczbę obrabiarek CNC, zanim przejęła ją seria Alpha. Wiele z tych maszyn nadal działa w zakładach produkcyjnych, a gdy silnik 0S ulegnie awarii, prawidłowe zastąpienie go identycznym modelem jest jedyną drogą powrotu do produkcji bez kosztownej i czasochłonnej modernizacji systemu napędowego.

Prawidłowe dobranie zamiennika wymaga zrozumienia trzech rzeczy dotyczących tego konkretnego silnika: klasy momentu obrotowego i prędkości, konfiguracji wału i hamulca oraz generacji enkodera. Wszystkie trzy są zablokowane przez numer części, a jakakolwiek nieprawidłowość oznacza, że zamiennik nie pasuje, nie podłącza się lub nie działa z istniejącym systemem sterowania.

A06B-0313-B169 to wariant z hamulcem, stożkowym wałem i enkoderem szeregowym A z rodziny 0S. Każdy element tego opisu jest specyficzny i nie podlega wymianie.

Specyfikacje techniczne

ZERO S w drzewie rodziny serwo Fanuc

Prawidłowe umiejscowienie A06B-0313-B169 w historycznym szeregu silników Fanuc ma znaczenie dla pozyskiwania, kompatybilności i długoterminowego planowania konserwacji.

Generacja ZERO S poprzedzała silniki serii Alpha, z którymi większość inżynierów spotyka się dzisiaj. W erze 0S — od późnych lat 80. do połowy lat 90. — Fanuc dostarczał silnik 0S jako standardowy silnik serwo małej mocy dla obrabiarek sterowanych platformami CNC serii 0, 10, 11 i 15. Silniki te wykorzystywały interfejs enkodera szeregowego — Serial Pulse Coder A — który był technologią enkodera Fanuc tej generacji, zapewniając absolutne sprzężenie zwrotne pozycji za pomocą protokołu danych szeregowych, który wzmacniacze generacji 0S były zaprojektowane do odczytu.

Silniki serii Alpha, które pojawiły się później, wykorzystywały inne protokoły enkoderów szeregowych. Seria αi po niej używała jeszcze innej iteracji protokołu. Silnik 0S i jego Serial Pulse Coder A nie są elektrycznie kompatybilne ze wzmacniaczami serii Alpha lub αi w interfejsie enkodera — i jest to najważniejszy fakt dotyczący kompatybilności dla każdego, kto pozyskuje ten silnik. A06B-0313-B169 wraca do maszyny, z której pochodzi, podłączony do tej samej generacji wzmacniacza, dla której został zaprojektowany. Nie można go bezpośrednio zastąpić w systemie wzmacniacza α lub αi bez modernizacji całego systemu.

W przypadku maszyn, w których system napędowy 0S pozostaje w służbie — a nadal jest znacząca liczba takich maszyn pracujących produkcyjnie — A06B-0313-B169 jest po prostu prawidłowym silnikiem. Nie ma nowoczesnego odpowiednika, który można by zainstalować jako zamiennik typu „plug-and-play” w istniejącej maszynie bez modyfikacji.

Stożkowy wał z wpustem: Zaprojektowany do bezpiecznej, długoterminowej eksploatacji

stożkowy wał z wpustem (TPR) w A06B-0313-B169 to standardowy interfejs sprzęgła obrabiarek dla tej generacji silników. Zrozumienie, dlaczego ta konstrukcja wału utrzymuje się przez dziesięciolecia projektowania silników Fanuc, pomaga wyjaśnić, dlaczego jest ważna przy wymianie.

Geometria stożka — precyzyjnie obrobiony kąt stożka na końcu wału silnika — samocentruje piastę sprzęgła podczas instalacji. Gdy piasta jest wciągana na stożek za pomocą śruby ciągnącej na końcu wału, stożkowe powierzchnie styku automatycznie przyciągają piastę do idealnego współosiowego wyrównania z wałem silnika. Brak przyrządów do wyrównywania, podkładek, prób i błędów. Piasta osadza się w tej samej pozycji za każdym razem, gdy jest instalowana, co oznacza, że napędzany mechanizm wraca do dokładnie tej samej relacji geometrycznej z wałem silnika po każdym zdarzeniu serwisowym.

Wpust w dopasowanym rowku przenosi obciążenie momentu obrotowego poprzez dodatkowe mechaniczne zazębienie ścinające, zamiast polegać wyłącznie na tarciu styku stożkowego. Przy momencie obrotowym przy zatrzymaniu wynoszącym 2,9 Nm, wpust jest znacznie poniżej swojej nośności — główną funkcją jest zabezpieczenie piasty sprzęgła przed obrotem względem wału pod obciążeniami momentu obrotowego i wibracjami, a nie przenoszenie momentu obrotowego na granicy materiału wpustu.

W celach wymiany: gdy A06B-0313-B169 jest montowany jako identyczny zamiennik, istniejąca piasta sprzęgła w maszynie ma już odpowiedni stożkowy otwór i otwór na wpust dla tego wału. Przenieś piastę ze starego silnika na nowy, używając odpowiedniego ściągacza do kół zębatych do demontażu — nigdy nie używaj narzędzi udarowych lub klinowych na sprzęgle stożkowym — i wciągnij piastę do prawidłowego zazębienia, dokręcając śrubę ciągnącą wału zgodnie ze specyfikacją.

Hamulec cierny sprężynowy: Bezpieczeństwo działające bez zasilania

Hamulec zamontowany w A06B-0313-B169 to konstrukcja sprężynowa — mechanizm zabezpieczający przed awarią, którego stan załączenia po wyłączeniu zasilania nie jest wyborem, lecz prawem fizyki. Sprężyna mechanicznie załącza tarczę hamulcową, gdy cewka hamulca jest odłączona od zasilania. Zasilanie jest wymagane do zwolnienia hamulca, a nie do jego załączenia.

Ta zasada bezpieczeństwa przed awarią oznacza, że każde utraty zasilania — planowe wyłączenie, zatrzymanie awaryjne, awaria wzmacniacza lub przerwa w zasilaniu sieciowym — natychmiast i automatycznie skutkuje zablokowanym mechanicznie wałem. Silnik nie może się obracać, dopóki zasilanie nie zostanie przywrócone i celowo podane na cewkę hamulca, aby ją zwolnić. Na osi przenoszącej obciążenie grawitacyjne w kierunku obrotu wału — pionowa oś wrzeciona, nachylony posuw, oś Z z ciężką głowicą wrzeciona — to mechaniczne zazębienie jest jedyną rzeczą zapobiegającą niekontrolowanemu opadaniu po wyłączeniu serwo.

Przy momencie obrotowym przy zatrzymaniu wynoszącym 2,9 Nm, obciążenie napędzane przez ten silnik jest umiarkowane, ale nawet umiarkowane masy na osi pionowej spadają pod wpływem grawitacji w sposób, który może uszkodzić narzędzia, uchwyty lub obrabiane przedmioty. Hamulec utrzymuje oś w stanie spoczynku niezależnie od kierunku lub wielkości obciążenia w ramach swojej oceny.

Warianty bez hamulca w rodzinie 0S — oznaczone innymi sufiksami serii B — są identyczne z B169 pod względem momentu obrotowego i konfiguracji enkodera, ale nie posiadają tego mechanizmu. Na osiach poziomych bez składowej obciążenia grawitacyjnego w kierunku obrotu wału, silniki bez hamulca są prawidłowo określone. Na osiach pionowych lub nachylonych, wariant z hamulcem — ten silnik — jest prawidłową i bezpieczną specyfikacją. Montaż zamiennika bez hamulca dla oryginalnego wyposażonego w hamulec nie jest dopuszczalny na tych osiach bez pełnego przeglądu architektury bezpieczeństwa maszyny.

Serial Pulse Coder A: Absolutne sprzężenie zwrotne w generacji 0S

Enkoder zamontowany w A06B-0313-B169 to Serial Pulse Coder A — 1 000 000 impulsów na obrót, protokół absolutny szeregowy. Jest to generacja enkodera, którą Fanuc opracował dla rodziny silników 0S i platform CNC serii 0/10/11/15 swojej epoki.

Absolutny oznacza brak wymogu pozycjonowania referencyjnego po włączeniu zasilania. Serial Pulse Coder A zachowuje wieloobrotową pozycję wału po wyłączeniu zasilania za pomocą baterii podtrzymującej — zazwyczaj umieszczonej w silniku lub w skrzynce baterii panelu sterowania, w zależności od konkretnej architektury maszyny. Po włączeniu zasilania CNC, współrzędna osi jest przywracana z zachowanej pozycji absolutnej bez konieczności ruchu referencyjnego. Była to znacząca zaleta operacyjna dla maszyn tej generacji w porównaniu do systemów enkoderów przyrostowych, które zastąpiły, i pozostaje istotna operacyjnie w każdej maszynie, w której system napędowy ZERO S jest nadal w użyciu.

Przy 1 000 000 zliczeń na obrót, Serial Pulse Coder A zapewnia rozdzielczość pętli pozycjonowania w zakresie nanometrów przy typowych skokach śruby kulowej — więcej niż wystarczającą dla wymagań dokładności pozycjonowania generacji obrabiarek, dla której ten silnik został zaprojektowany.

Krytyczna uwaga dotycząca kompatybilności: Serial Pulse Coder A to specyficzny interfejs enkodera. Złącze, kabel i protokół szeregowy są specyficzne dla wzmacniaczy generacji 0S. Nie próbuj podłączać Serial Pulse Coder A do wzmacniacza serii Alpha lub αi — interfejs jest fizycznie i elektrycznie inny. Wymieniając A06B-0313-B169, zamiennik musi posiadać ten sam Serial Pulse Coder A. Inne warianty enkoderów w rodzinie 0S — 2000P przyrostowy, 3000P, warianty o wysokiej rozdzielczości — nie są kompatybilne z tymi samymi ustawieniami parametrów wzmacniacza i będą wymagały co najmniej rekonfiguracji wzmacniacza.

Konserwacja baterii w systemach enkoderów absolutnych

Serial Pulse Coder A zachowuje swój wieloobrotowy licznik pozycji absolutnej dzięki baterii podtrzymującej. Lokalizacja konkretnej baterii różni się w zależności od maszyny — może znajdować się w obudowie złącza silnika, w skrzynce baterii panelu sterowania maszyny lub we wzmacniaczu serwo, w zależności od tego, jak producent maszyny zaimplementował obwód zasilania awaryjnego.

Gdy sterownik CNC Fanuc wyświetli alarm baterii dla osi z silnikiem 0S z Serial Pulse Coder A, należy niezwłocznie wymienić baterię. Całkowite rozładowanie baterii resetuje licznik absolutny, wymagając ponownego pozycjonowania osi do współrzędnych maszyny. W maszynach, w których pozycja znacznika referencyjnego pozycjonowania nie jest łatwa do odtworzenia — lub gdzie procedura uruchamiania maszyny nie obejmuje nadzorowanego powrotu do pozycji referencyjnej — rozładowanie baterii powoduje bardziej uciążliwy proces odzyskiwania niż prosta wymiana baterii.

Seria A06B-0313: Kluczowe warianty

Wszystkie warianty serii A06B-0313 mają ten sam korpus silnika 0S (ZERO S) z momentem obrotowym przy zatrzymaniu 2,9 Nm i maksymalną prędkością 3000 obr./min. Sufiks koduje konfigurację wału, hamulec i typ enkodera.

B169 posiada zarówno wpust w stożkowym wale, jak i hamulec sprężynowy — pełna konfiguracja bezpieczeństwa dla maszyn, gdzie sprzęgło wymaga dodatkowego zazębienia wpustem, a oś wymaga mechanicznego trzymania po wyłączeniu serwo.

Kompatybilne sterowniki i wzmacniacze

A06B-0313-B169 współpracuje z generacją wzmacniaczy serwo Fanuc serii ZERO — modułami serwo zaprojektowanymi dla platform CNC serii 0, 0C, 0D, 10, 11 i 15. Te wzmacniacze odczytują protokół Serial Pulse Coder A bezpośrednio i są skonfigurowane dla typu silnika 0S.

Ten silnik nie jest kompatybilny ze wzmacniaczami Fanuc serii Alpha SVU ani ze wzmacniaczami Fanuc serii αi αiSV bez konwersji całego systemu, która zastępuje zarówno wzmacniacz, jak i interfejs enkodera silnika. Jeśli maszyna wykorzystująca ten silnik jest rozważana do modernizacji systemu napędowego, ścieżka modernizacji obejmuje wymianę zarówno wzmacniacza, jak i silnika — silnik z Serial Pulse Coder A nie może być zachowany z nowej generacji wzmacniaczem.

Typowe zastosowania

Osie posuwu centrów obróbczych CNC na maszynach sterowanych serią 0. Napędy osi posuwu X, Y i Z w wertykalnych i horyzontalnych centrach obróbczych sterowanych serią Fanuc 0, 0C i 0D, gdzie system napędowy 0S pozostaje w użyciu, a A06B-0313-B169 jest oryginalną specyfikacją silnika.

Napędy osi pionowych w tokarkach i centrach obróbczych CNC serii 0. Zastosowania napędu osi Z i wrzeciona, gdzie hamulec sprężynowy zapewnia obowiązkowe trzymanie bezpieczeństwa po wyłączeniu serwo dla osi przenoszących obciążenia grawitacyjne.

Napędy przegubów robotów Fanuc w robotach pierwszej generacji. Wczesne generacje robotów przemysłowych Fanuc wykorzystujące rodzinę silników 0S na osiach przegubów, gdzie enkoder absolutny Serial Pulse Coder A obsługuje zachowanie pozycji przegubu po wyłączeniu sterownika.

Napędy posuwu wieloosiowych centrów tokarskich CNC. Napędy suportu i poprzecznego osi Z i X w centrach tokarskich sterowanych serią Fanuc 0T i 0TC, gdzie silnik 0S z Serial Pulse Coder A jest oryginalną specyfikacją napędu osi.

FAQ

P1: Czy A06B-0313-B169 jest kompatybilny z nowoczesnymi wzmacniaczami Fanuc serii αi?

Nie — nie bezpośrednio. A06B-0313-B169 wykorzystuje Serial Pulse Coder A, który jest specyficzny dla generacji wzmacniaczy Fanuc serii ZERO. Wzmacniacze Fanuc serii αi wykorzystują zupełnie inny protokół enkodera szeregowego i interfejs fizyczny. Podłączenie silnika z Serial Pulse Coder A do wzmacniacza αi wymagałoby pełnej konwersji systemu napędowego — wymiany zarówno wzmacniacza, jak i silnika — a nie prostej wymiany silnika. A06B-0313-B169 musi być używany z oryginalnym wzmacniaczem serwo generacji 0S zainstalowanym w maszynie.

P2: B169 ma hamulec — co się stanie, jeśli obwód hamulca nagle straci zasilanie?

Hamulec w A06B-0313-B169 jest sprężynowy — załącza się mechanicznie, gdy cewka hamulca jest odłączona od zasilania, a nie gdy jest podłączona. Każda utrata zasilania hamulca, z jakiegokolwiek powodu, powoduje natychmiastowe załączenie hamulca i zablokowanie wału. Ta konstrukcja zabezpieczająca przed awarią oznacza, że awarie zasilania, zdarzenia E-stop, awarie wzmacniacza i planowe wyłączenia skutkują automatycznym zablokowaniem osi. Sygnał sterujący nie jest wymagany do działania hamulca po wyłączeniu — załącza się domyślnie, gdy brakuje zasilania elektrycznego.

P3: Czy Serial Pulse Coder A wymaga cyklu pozycjonowania referencyjnego przy każdym włączeniu CNC?

Nie. Serial Pulse Coder A to enkoder absolutny szeregowy — zachowuje wieloobrotową pozycję wału po wyłączeniu zasilania dzięki baterii podtrzymującej. Po włączeniu zasilania CNC, współrzędna osi jest natychmiast przywracana bez żadnego ruchu powrotnego do pozycji referencyjnej. Jednak po rozładowaniu baterii podtrzymującej i zresetowaniu licznika absolutnego, wymagana jest jednorazowa procedura ponownego pozycjonowania referencyjnego w celu ponownej synchronizacji pozycji absolutnej z układem współrzędnych maszyny. Wymień baterię, gdy CNC wyświetli alarm baterii, aby tego uniknąć.

P4: Czy B169 to ten sam silnik co B172 — i czy można je wzajemnie zastępować?

Zarówno B169, jak i B172 mają ten sam korpus silnika 0S, moment obrotowy przy zatrzymaniu 2,9 Nm, enkoder Serial Pulse Coder A i hamulec sprężynowy. Różnica funkcjonalna leży w wale: B172 to wał stożkowy bez wpustu, podczas gdy B169 to wał stożkowy z frezowanym rowkiem na wpust. Jeśli piasta sprzęgła maszyny ma otwór z wpustem, prawidłowym zamiennikiem jest B169; jeśli używa gładkiego otworu stożkowego bez wpustu, prawidłowym jest B172. Montaż wału z wpustem, gdy piasta nie ma rowka na wpust, lub odwrotnie, powoduje niedopasowanie sprzęgła, które nie może być prawidłowo zmontowane.

P5: Czy A06B-0313-B169 można naprawić zamiast wymieniać na nowy?

Tak. Rodzina silników 0S to dobrze ugruntowana i możliwa do naprawy platforma. Kwalifikowane zakłady naprawcze silników serwo Fanuc mogą wymieniać łożyska, regenerować lub przewijać uzwojenia stojana, wymieniać jednostkę enkodera Serial Pulse Coder A i serwisować mechanizm hamulca sprężynowego. Dla zakładów utrzymujących maszyny z systemem napędowym 0S, gdzie pozyskiwanie nowych silników 0S staje się coraz trudniejsze, naprawa jest często najbardziej praktyczną i opłacalną drogą. Programy wymiany rdzeni są również dostępne u niektórych dostawców. Wysyłając silnik do naprawy, korzystaj z zakładu z udokumentowanym doświadczeniem w zakresie Fanuc 0S / GE Fanuc — Serial Pulse Coder A wymaga specyficznej kalibracji i wyrównania po wymianie, czego zakłady bez odpowiedniego sprzętu testowego nie mogą prawidłowo wykonać.