Fanuc A06B-0235-B300 — Serwo silnik AC αiS 8/4000 z hamulcem 24V, stożkowym wałem, enkoderem absolutnym A1000

Przegląd produktu

Numer części: A06B-0235-B300

Szukane również jako: A06B0235B300, Fanuc A06B-0235-B300, FANUC A06B0235B300

Model silnika: αiS 8/4000

Klasyfikacja: Serwo silnik AC bezszczotkowy Fanuc Alpha iS Series — moment obrotowy przy zatrzymaniu 8 Nm, 4000 obr./min, stożkowy wał z wpustem, elektromagnetyczny hamulec sprężynowy 24V, enkoder absolutny A1000, IP65

Trzy specyfikacje definiujące ten silnik

Model Fanuc A06B-0235-B300 jest zbudowany w oparciu o trzy cechy charakterystyczne, które pojawiają się bezpośrednio w sufiksie jego numeru części i razem dokładnie opisują, do jakich osi i zastosowań jest przeznaczony.

Moment obrotowy przy zatrzymaniu 8 Nm przy 4000 obr./min. αiS 8/4000 to sprawdzony serwo silnik do obrabiarek o średniej mocy — wystarczający moment obrotowy przy zatrzymaniu do utrzymania dużych sił skrawania na osiach CNC średniego formatu i wystarczająca prędkość, aby posuwy szybkie były naprawdę produktywne. Przy mocy znamionowej 2,5 kW jest to jeden z najczęściej stosowanych silników w rodzinie Fanuc alpha iS.

Stożkowy wał z wpustem. Oznaczenie TPR to standardowy interfejs wału Fanuc do obrabiarek CNC — precyzyjnie szlifowany stożek, który samoczynnie centruje piastę sprzęgła, oraz wpust, który mechanicznie przenosi moment obrotowy przez połączenie wału z piastą. Wariant B000 (bez hamulca) tego samego silnika ma identyczną wydajność; stożkowy wał z wpustem jest wspólny dla całej rodziny.

Elektromagnetyczny hamulec sprężynowy 24V. To właśnie dodaje sufiks B300 w porównaniu do podstawowej konfiguracji B000. Cewka hamulca musi być zasilana napięciem 24V DC, aby wał był wolny. Usunięcie tego napięcia — z jakiegokolwiek powodu — powoduje natychmiastowe zamknięcie hamulca przez sprężynę. Planowe wyłączenie serwo, E-stop, przerwa w zasilaniu: oś jest mechanicznie zablokowana, bez zależności od działania jakiegokolwiek aktywnego systemu.

Razem te trzy cechy opisują silnik zbudowany specjalnie do osi pionowych i mechanizmów obciążonych grawitacyjnie w obrabiarkach CNC sterowanych przez Fanuc.

Specyfikacje techniczne

8 Nm, 4000 obr./min: Co ten silnik dostarcza na osi maszyny

Model αiS 8/4000 plasuje się w produktywnym segmencie średniej klasy serwo silników Fanuc alpha iS — powyżej silników 4 Nm przeznaczonych do lekkich osi, poniżej silników 12 Nm i 22 Nm obsługujących najcięższe napędy centrów obróbczych.

Osiem niutonometrów momentu obrotowego przy zatrzymaniu przekłada się bezpośrednio na siłę mechaniczną na osiach z kulowymi śrubami. Przy 90% sprawności śruby o skoku 10 mm, 8 Nm utrzymuje około 4,5 kN siły osiowej przy prędkości bliskiej zeru — warunek obciążenia podczas głębokiego wiercenia, toczenia pod dużym obciążeniem wiórami lub osi Z utrzymującej ciężką głowicę wrzeciona przeciwko grawitacji bez dryfu. Jest to budżet momentu obrotowego, wokół którego zazwyczaj projektuje się pionowe centra obróbcze średniego formatu, osie Z centrów tokarskich i podobne urządzenia sterowane przez Fanuc.

Przy prędkości znamionowej 4000 obr./min silnik porusza kulową śrubę o skoku 10 mm z prędkością 40 m/min przy bezpośrednim sprzężeniu — wystarczająco do praktycznego posuwu szybkiego na większości osi obrabiarek, bez potrzeby stosowania stopnia redukcji prędkości między silnikiem a śrubą. Połączenie momentu obrotowego przy zatrzymaniu 8 Nm i prędkości posuwu 4000 obr./min w jednym silniku sprawia, że αiS 8/4000 jest naturalnym wyborem dla osi, które w swoim cyklu pracy wykonują oba zadania: powolne fazy skrawania o dużej sile i szybkie przemieszczanie się między pozycjami.

Hamulec 24V: Co oznacza „sprężynowy” w produkcji

Hamulec elektromagnetyczny w A06B-0235-B300 nie jest tylko funkcją ułatwiającą obsługę. Zrozumienie, jak dokładnie działa — i jak zachowuje się w każdych warunkach pracy — jest punktem wyjścia do doboru odpowiedniego silnika do osi pionowej.

Hamulec jest sprężynowy i zwalniany elektrycznie. Sprężyna cały czas utrzymuje tarczę cierną w pozycji zaangażowanej. Zasilenie cewki hamulca napięciem 24V DC wytwarza siłę magnetyczną, która pokonuje sprężynę i unosi tarczę z powierzchni hamującej, zwalniając wał do ruchu. Cewka musi być zasilana przez cały okres obrotu wału.

Konsekwencja jest prosta: wał jest domyślnie blokowany mechanicznie. Każde zdarzenie, które powoduje brak napięcia 24V na cewce hamulca — polecenie E-stop, awaria zasilania panelu, przerwa w zasilaniu sieciowym lub planowe wyłączenie serwo na końcu cyklu — natychmiast zwalnia cewkę i zamyka hamulec. Oś zatrzymuje się w pozycji, którą zajmowała w momencie odłączenia zasilania. Bez oprogramowania. Bez CNC. Bez wzmacniacza. Sprężyna zamyka hamulec pasywnie i bezwarunkowo.

Właśnie dlatego osie pionowe wymagają hamulców sprężynowych. Kiedy oś Z przenosi pełny ciężar zespołu głowicy wrzeciona, każde utraty blokady serwo — planowe lub nieoczekiwane — bez hamulca mechanicznego powoduje opadanie osi. Hamulec sprężynowy A06B-0235-B300 temu zapobiega. Głowica wrzeciona utrzymuje pozycję podczas każdego zdarzenia zatrzymania, każdego cyklu zasilania i każdego stanu awaryjnego, z jakim styka się maszyna.

Wymagania obwodu hamulca. Cewka hamulca wymaga dedykowanego zasilania 24V DC w panelu maszyny, oddzielnego od zasilania wzmacniacza serwo. Cewka jest przełączana przez przekaźnik, a tłumienie przepięć (dioda zwrotna równolegle do cewki DC) jest obowiązkowe, aby chronić styki przekaźnika przed skokiem napięcia indukcyjnego podczas odłączania cewki. Wyjście zwalniania hamulca z CNC Fanuc koordynuje czas zwalniania z włączeniem serwo, aby zapobiec zwolnieniu hamulca przed ustanowieniem blokady serwo.

Sekwencjonowanie hamulca. Prawidłowa sekwencja podczas włączania osi z hamulcem: najpierw ustanowić blokadę serwo, a następnie zwolnić hamulec. Prawidłowa sekwencja podczas wyłączania: deceleracja do zatrzymania pod kontrolą serwo, załączenie hamulca, a następnie odłączenie serwo. Załączenie hamulca na ruchomym wale generuje ciepło i przyspiesza zużycie tarczy hamulcowej. Przestrzeganie tej sekwencji przedłuża żywotność hamulca przez cały okres eksploatacji silnika.

Stożkowy wał: Standard obrabiarek nie bez powodu

Interfejs stożkowego wału w A06B-0235-B300 jest standardem Fanuc dla osi serwo obrabiarek CNC i zasługuje na ten status dzięki dwóm właściwościom mechanicznym, które mają znaczenie w tysiącach instalacji i zdarzeń serwisowych.

Samoczynne centrowanie podczas instalacji. Geometria stożka automatycznie centruje piastę sprzęgła podczas jej nasuwania na wał za pomocą śruby ściągającej przez gwint na końcu wału. Oś silnika i napędzanego wału są wyrównywane z wąską tolerancją geometryczną bez żadnej ręcznej regulacji, bez podkładek i bez narzędzi do wyrównywania laserowego. Piasta osadza się w tej samej pozycji za każdym razem — niezależnie od tego, czy jest montowana w fabryce producenta maszyny, czy ponownie instalowana przez inżyniera serwisu terenowego wymieniającego uszkodzony silnik lata później.

Pozytywne przenoszenie momentu obrotowego przez wpust. Wpis w zajmuje dopasowane rowki wpustowe w wale i piasty, przenosząc moment obrotowy przez przekrój ścinający wpustu, a nie tylko przez tarcie stożkowe. Osiem niutonometrów momentu obrotowego przy zatrzymaniu i wyższe momenty szczytowe podczas agresywnych cykli przyspieszania osi są przenoszone przez wpust — mechanicznie wytrzymała ścieżka, która nie ulega degradacji wraz z godzinami pracy, nie luzuje się pod wpływem wibracji i nie zależy od utrzymania określonej siły docisku w czasie.

Dla producentów obrabiarek standaryzujących jeden projekt piasty sprzęgła serwo dla swoich konfiguracji osi, stożkowy wał oznacza, że ta sama piasta pasuje do każdego silnika z rodziny αiS o tym samym rozmiarze ramy. Kiedy inżynier wybiera αiS 8/4000 zamiast αiS 4/4000 dla cięższej osi, osprzęt sprzęgający pozostaje niezmieniony.

Enkoder absolutny Alpha i A1000: Pozycja absolutna podczas każdego zatrzymania

Model Alpha i A1000 — „a1000” w pełnym opisie silnika — to absolutny enkoder szeregowy Fanuc o rozdzielczości 1 000 000 impulsów na obrót. W przypadku osi pionowej z hamulcem, wartość enkodera absolutnego wykracza poza rozdzielczość pozycji.

Gdy oś pionowa Z się zatrzymuje — planowo lub nie — hamulec sprężynowy utrzymuje głowicę wrzeciona w pozycji. Jednocześnie wieloobrotowy licznik absolutny A1000 zachowuje dokładny kąt wału w pamięci, podtrzymywany przez baterię podtrzymującą w serwo wzmacniaczu Fanuc αi. Po ponownym włączeniu zasilania maszyny, wzmacniacz natychmiast odczytuje pozycję absolutną. CNC dokładnie wie, gdzie znajduje się oś Z. Ustanawiana jest blokada serwo. Wykonywana jest sekwencja zwalniania hamulca. Oś jest gotowa — z dowolnej pozycji, w której się zatrzymała, bez ruchu powrotnego do punktu referencyjnego.

Na maszynie, gdzie ruch powrotny do punktu referencyjnego osi Z wymagałby ręcznego usunięcia mocowań lub narzędzi z obszaru roboczego, ma to znaczenie operacyjne. Przerwa w zasilaniu w środku cyklu nie wymaga interwencji ręcznej przed wznowieniem pracy maszyny. Hamulec bezpiecznie utrzymał oś; enkoder zapamiętał pozycję; uruchomienie jest natychmiastowe i zautomatyzowane.

Przy 1 000 000 zliczeń na obrót, rozdzielczość enkodera na śrubie kulowej o skoku 10 mm przekłada się na 10 nanometrów na zliczenie — znacznie drobniejsze niż jakakolwiek zgodność mechaniczna w osi. Pętla pozycji zamyka się z tą rozdzielczością, co umożliwia powtarzalność poniżej mikrona, którą centra obróbcze precyzyjne zapewniają w produkcji.

Konserwacja baterii. Absolutny licznik A1000 wymaga okresowej wymiany baterii podtrzymującej. CNC Fanuc wyświetla alarm baterii, zanim bateria zostanie całkowicie rozładowana. Wymień baterię niezwłocznie po pierwszym alarmie — rozładowana bateria resetuje licznik i wymaga cyklu powrotu do punktu referencyjnego, co na osi pionowej oznacza zarządzany, nadzorowany ruch powrotny do punktu referencyjnego przed wznowieniem produkcji.

Seria A06B-0235: Gdzie znajduje się B300

Seria produktów A06B-0235 obejmuje całą rodzinę silników αiS 8/4000 w różnych konfiguracjach wałów, napięć hamulców i typów enkoderów:

Model B300 to kombinacja stożkowego wału, hamulca 24V i enkodera absolutnego — standardowa specyfikacja dla pionowych osi αiS 8/4000 w maszynach z obwodami zasilania hamulca 24V. Model B605 posiada cewkę hamulca 90V dla maszyn z innymi specyfikacjami zasilania hamulca; wydajność jest w przeciwnym razie identyczna.

Typowe zastosowania

Pionowa oś Z w pionowych centrach obróbczych CNC. Podstawowe zastosowanie dla A06B-0235-B300. Osie Z głowicy wrzeciona w pionowych centrach obróbczych, gdzie masa zespołu wrzeciona wymaga momentu obrotowego przy zatrzymaniu 8 Nm podczas operacji posuwu Z z niską prędkością, a hamulec sprężynowy mechanicznie utrzymuje głowicę wrzeciona przy każdym zatrzymaniu — zmianach narzędzi, wyłączeniu maszyny, E-stopach i przerwach w zasilaniu.

Oś Z w centrach tokarskich CNC. Napędy osi Z w centrach tokarskich CNC, gdzie zespół suportu i głowicy narzędziowej ma składową grawitacyjną w kierunku Z w konfiguracjach maszyn nachylonych lub pionowych, wymagając mechanicznego blokowania hamulcem w spoczynku.

Napędy zmieniaczy palet i stołów obrotowych z elementami pionowymi. Mechanizmy podnoszenia palet napędzane serwo, pionowe stacje indeksujące i napędy obrotowych stołów uchylnych w komórkach obróbczych, gdzie obciążony mechanizm musi utrzymywać pozycję mechanicznie, gdy serwo jest nieaktywne.

Pionowe osie posuwu w prasach i maszynach do formowania. Pionowe osie posuwu napędzane serwo, napędy zbliżania matrycy i pionowe napędy suwaków w specjalistycznym sprzęcie obróbczym, gdzie masa i obciążenie osi pionowej wymagają zarówno zdolności momentu obrotowego αiS 8/4000, jak i hamowania bezawaryjnego, które zapewnia B300.

Pionowe osie podnoszenia i indeksowania magazynu narzędziowego. Pionowe mechanizmy podnoszenia magazynu narzędziowego i pionowe osie ruchu ramienia zmieniającego narzędzia napędzane serwo w centrach obróbczych CNC, gdzie magazyn narzędziowy lub zmieniacz musi utrzymywać zdefiniowaną pozycję pod wpływem grawitacji, gdy serwo jest wyłączone.

FAQ

P1: Jaka jest różnica między A06B-0235-B300 a A06B-0235-B000?

Jedyna różnica funkcjonalna to hamulec elektromagnetyczny. Model B000 nie ma hamulca — pozycja osi w spoczynku jest utrzymywana przez blokadę serwo Fanuc, która wymaga, aby wzmacniacz serwo pozostał zasilany i aktywny. Model B300 ma sprężynowy hamulec 24V, który mechanicznie blokuje wał, gdy cewka hamulca jest odłączona od zasilania, niezależnie od stanu serwo. Oba silniki mają identyczny moment obrotowy przy zatrzymaniu (8 Nm), prędkość znamionową (4000 obr./min), typ wału (stożkowy z wpustem) i enkoder (A1000 absolutny). Użyj B000 na osiach poziomych bez obciążenia grawitacyjnego; użyj B300 na osiach pionowych, pochylonych posuwach i wszelkich mechanizmach, gdzie niekontrolowany ruch osi po wyłączeniu serwo byłby niebezpieczny.

P2: Czy hamulec 24V załącza się automatycznie podczas E-stopu lub utraty zasilania?

Tak — właśnie na tym polega konstrukcja sprężynowa. Sprężyna domyślnie utrzymuje hamulec w pozycji zamkniętej. Cewka musi być stale zasilana napięciem 24V DC, aby wał był wolny. Każde zdarzenie, które powoduje brak napięcia 24V — E-stop, przerwa w zasilaniu, awaria wzmacniacza lub planowe wyłączenie serwo — natychmiast zwalnia cewkę, a sprężyna zamyka hamulec. To zachowanie nie wymaga oprogramowania, CNC ani aktywnego systemu do wykonania. Jest bezwarunkowe i natychmiastowe. Oś zatrzymuje się w pozycji, którą zajmowała w momencie odłączenia cewki hamulca.

P3: Jaki wzmacniacz serwo i CNC są kompatybilne z A06B-0235-B300?

Model A06B-0235-B300 wymaga wzmacniacza serwo Fanuc serii αi (αiSV) — αiSV 20 lub αiSV 40 jest typowy dla poziomu mocy αiS 8/4000, w zależności od konfiguracji maszyny i wymagań prądu szczytowego. Kompatybilne platformy CNC obejmują Fanuc Series 0i-D, 0i-F, 15i, 16i, 18i, 21i, 30i i 31i. Silnik nie jest kompatybilny ze starszymi wzmacniaczami serii α lub αC pierwszej generacji ani z napędami Fanuc serii β. Parametry osi CNC muszą być ustawione na typ silnika αiS 8/4000, a parametry czasu zwalniania hamulca muszą być skonfigurowane dla zastosowania osi pionowej.

P4: Czy absolutny enkoder A1000 eliminuje potrzebę powrotu do punktu referencyjnego po utracie zasilania?

Tak. A1000 to szeregowy enkoder absolutny, który zachowuje wieloobrotową pozycję podczas zdarzeń wyłączenia zasilania za pomocą baterii podtrzymującej we wzmacniaczu serwo. Po ponownym włączeniu zasilania maszyny po dowolnym zatrzymaniu — planowym lub nie — CNC natychmiast odczytuje pozycję absolutną. Sprężynowy hamulec utrzymał oś w miejscu; enkoder zapamiętał dokładną pozycję. Nie jest wymagany ruch powrotny do punktu referencyjnego. Jest to znacząca zaleta operacyjna na osiach pionowych, gdzie ruch powrotny do punktu referencyjnego po utracie zasilania wymaga starannego sekwencjonowania i może wymagać ręcznego usunięcia obszaru roboczego przed bezpiecznym wykonaniem.

P5: Jaka jest różnica między wariantem B300 (hamulec 24V) a B605 (hamulec 90V)?

Oba są silnikami αiS 8/4000 ze sprężynowymi hamulcami elektromagnetycznymi, stożkowymi wałami z wpustem i absolutnymi enkoderami A1000. Jedyna różnica to napięcie cewki hamulca: model B300 działa na zasilaniu hamulca 24V DC, podczas gdy model B605 działa na zasilaniu hamulca 90V DC. Wydajność mechaniczna, specyfikacja momentu obrotowego, enkoder i kompatybilność ze wzmacniaczami są identyczne. Napięcie hamulca musi odpowiadać napięciu zasilania hamulca w panelu maszyny. Większość nowoczesnych obrabiarek CNC Fanuc wykorzystuje obwody hamulca 24V DC, co czyni B300 częstszym wariantem, ale starsze lub specjalistyczne maszyny mogą używać 90V. Przed złożeniem zamówienia należy potwierdzić napięcie zasilania hamulca w maszynie.