FANUC A06B-0151-B576 — มอเตอร์เซอร์โว AC α30/1200, เพลาเรียว, ตัวเข้ารหัส αA64 พร้อมตัวเก็บประจุยิ่งยวด

มอเตอร์นี้คืออะไร

มอเตอร์ FANUC A06B-0151-B576 เป็นมอเตอร์เซอร์โว AC ในตระกูล Alpha (α) ของ FANUC ซึ่งเป็นรุ่นที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลายสำหรับเครื่องจักร CNC ขนาดใหญ่, ศูนย์กลางการผลิตแนวนอน, เครื่องคว้าน และแกนหมุนงานหนัก รหัสภายในของมอเตอร์รุ่นนี้คือ α30/1200: มอเตอร์ที่มีแรงบิดสูงสุด (stall torque) ที่ 30 N·m และความเร็วสูงสุด 1,200 รอบต่อนาที

แม้ว่ามอเตอร์เซอร์โวส่วนใหญ่ในเครื่องจักร CNC ขนาดเล็กจะทำงานที่ความเร็ว 3,000 รอบต่อนาทีขึ้นไป แต่ α30/1200 ถูกออกแบบมาเพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน — ให้แรงบิดสูงอย่างต่อเนื่องที่ความเร็วปานกลาง โดยต่อตรงกับแกนป้อนที่ต้องการกำลังสูงโดยไม่ต้องใช้เกียร์ทด การผสมผสานระหว่างแรงบิดสูงสุด 30 N·m และขนาดทางกายภาพที่งานต้องการ หมายความว่านี่เป็นมอเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ น้ำหนักประมาณ 41 กก. และต้องใช้อุปกรณ์ยกหรือเครนในการจัดการอย่างปลอดภัย

สามคุณสมบัติที่โดดเด่นที่แยก B576 ออกจากรุ่นอื่นๆ ในตระกูล A06B-0151 คือ เพลาเรียว, αA64 absolute pulsecoder และ ระบบสำรอง S.C. (supercapacitor) แต่ละรายการจะกล่าวถึงด้านล่าง

ข้อมูลจำเพาะที่ตรวจสอบแล้ว

เพลาเรียว: ทำไมจึงสำคัญสำหรับแกนหนัก

การกำหนดค่าเพลาเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดในทางปฏิบัติของหมายเลขชิ้นส่วนนี้ เพลาเรียว — แทนที่จะเป็นเพลาตรงที่มีลิ่ม — ให้วิธีการเชื่อมต่อทางกลที่เหนือกว่าเมื่อส่งผ่านแรงบิดสูง อินเทอร์เฟซแบบเรียวจะถูกดึงเข้าด้วยสลักดึง ทำให้เกิดการสัมผัสโลหะกับโลหะที่แน่นหนาตลอดความยาวของเรียว สิ่งนี้จะกระจายแรงกดทับไปทั่วพื้นที่กว้าง ขจัดปัญหาการเคลื่อนที่เล็กน้อยและการเสียดสีที่อาจเกิดขึ้นกับการเชื่อมต่อเพลาที่มีลิ่มภายใต้การโหลดแบบวัฏจักรหนัก และสร้างการเชื่อมต่อที่ไม่มีระยะคลอน (backlash) และไม่มีการลื่นไถล (slip) อย่างมีประสิทธิภาพ

ในบริบทของ α30/1200 ซึ่งต้องส่งแรงบิด 30 N·m อย่างแม่นยำตลอดรอบการวางตำแหน่ง CNC หลายพันรอบ นี่ไม่ใช่รายละเอียดทางวิศวกรรมเล็กน้อย ผู้ผลิตเครื่องจักรที่เลือกใช้มอเตอร์เพลาเรียวสำหรับศูนย์กลางการผลิตแนวนอนขนาดใหญ่และโต๊ะหมุน เลือกการกำหนดค่านี้เพราะสามารถรักษาแนวการจัดตำแหน่งได้น่าเชื่อถือกว่ามากตลอดอายุการใช้งานของเครื่องจักร

เมื่อถอดหรือเปลี่ยนมอเตอร์นี้ ต้องคลายการเชื่อมต่อแบบเรียวด้วยเครื่องมือดึงสลักดึง — ห้ามตี ทุบ หรืองัดเด็ดขาด การบังคับถอดเพลาด้วยแรงกระแทกทางกลมีความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายถาวรต่อทั้งเพลามอเตอร์และอินเทอร์เฟซของเครื่องจักร

ตัวเข้ารหัส αA64 และการสำรองข้อมูลด้วยตัวเก็บประจุยิ่งยวด

ตัวเข้ารหัสบน A06B-0151-B576 คือ αA64 absolute pulsecoder ซึ่งให้ 64,000 พัลส์ต่อการหมุนของเพลา เป็นอุปกรณ์สัมบูรณ์: ในทุกขณะ มันจะทราบตำแหน่งเชิงมุมที่แน่นอนของเพลามอเตอร์โดยไม่จำเป็นต้องมีการกลับไปยังจุดอ้างอิง

การระบุ "+S.C." คือคุณสมบัติที่โดดเด่นของตัวเข้ารหัส S.C. ย่อมาจาก supercapacitor — ส่วนประกอบเก็บพลังงานบนบอร์ดที่สร้างขึ้นในหน่วยพัลส์โค้ดเดอร์ ซึ่งจะรักษาข้อมูลตำแหน่งสัมบูรณ์ไว้ในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ แทนที่จะพึ่งพาแบตเตอรี่แยกต่างหาก ตัวเก็บประจุยิ่งยวดจะชาร์จระหว่างการทำงานปกติ และให้พลังงานสำรองเพียงพอที่จะรักษาข้อมูลตำแหน่งผ่านการปิดระบบตามแผนและการสูญเสียพลังงานชั่วคราว

สิ่งนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการบำรุงรักษา เมื่อตัวเข้ารหัสถูกตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟเป็นเวลานาน — เช่น ในระหว่างการจัดเก็บเป็นเวลานานหรือการเปลี่ยนมอเตอร์ — ตัวเก็บประจุยิ่งยวดจะค่อยๆ คายประจุ หากคายประจุจนหมดก่อนที่จะนำมอเตอร์กลับมาใช้งาน การอ้างอิงตำแหน่งสัมบูรณ์จะสูญหาย และจะต้องมีการกลับไปยังจุดอ้างอิง (การตั้งค่าจุดศูนย์ใหม่) ที่ CNC ก่อนที่การทำงานปกติจะกลับมา ในทางปฏิบัติ มอเตอร์ A06B-0151-B576 ที่เพิ่งเชื่อมต่อซึ่งอยู่ในคลังสินค้าควรเปิดเครื่องผ่านแอมพลิฟายเออร์และปล่อยทิ้งไว้ในสถานะไม่ได้ใช้งาน (idle) ที่มีพลังงานเป็นระยะเวลาหนึ่ง เพื่อให้ตัวเก็บประจุยิ่งยวดชาร์จใหม่ก่อนที่จะถือว่าข้อมูลตำแหน่งสัมบูรณ์ถูกต้อง

การสำรองข้อมูลแบตเตอรี่สำหรับข้อมูลตำแหน่งสัมบูรณ์ในระบบ FANUC Alpha ที่กว้างขึ้นจะถูกจัดการที่ระดับเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ ไม่ใช่ภายในมอเตอร์เอง ซึ่งหมายความว่าการถอดมอเตอร์เพื่อเข้ารับบริการ — โดยไม่กระทบต่อแอมพลิฟายเออร์หรือแบตเตอรี่ — จะไม่ทำให้ข้อมูลพิกัดเครื่องจักรที่เก็บไว้ที่ CNC เสียหาย

แอมพลิฟายเออร์และระบบ CNC ที่เข้ากันได้

มอเตอร์ตระกูล α30/1200 (A06B-0151-B***) ถูกกำหนดให้จับคู่กับโมดูลเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์แบบสองแกน SVM2-40/80 แอมพลิฟายเออร์สองรุ่นครอบคลุมมอเตอร์นี้:

SVM รุ่น A06B-6096-H207 (αi Series) ใช้ FSSB อินเทอร์เฟซใยแก้วนำแสงของ FANUC เพื่อสื่อสารกับ CNC อินเทอร์เฟซนี้ — เป็นมาตรฐานบนแพลตฟอร์มควบคุม FANUC Series 16i, 18i, 21i และ 0i — แทนที่สถาปัตยกรรมสายไฟแบบขนานรุ่นเก่าด้วยสายใยแก้วนำแสงความเร็วสูงเส้นเดียวที่วิ่งจาก CNC ไปยังชุดโมดูลเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์

การควบคุม CNC ที่เข้ากันได้กับระบบมอเตอร์ α30/1200 รวมถึง FANUC Series 0, 0C, 15A, 15B, 16A, 16B, 18A, 16i, 18i, 21i และ 0i — ครอบคลุมเครื่องจักรกลึงและเครื่องจักรกลึงที่ใช้มอเตอร์นี้อย่างแพร่หลายในช่วงยุคการผลิต

มอเตอร์นี้พบได้ที่ไหน

α30/1200 ถูกกำหนดโดยผู้ผลิตเครื่องจักรสำหรับแกนป้อนที่หนักที่สุดในเครื่องจักร CNC ของพวกเขา การใช้งานทั่วไปรวมถึง:

ศูนย์กลางการผลิตแนวนอนขนาดใหญ่ — แกน B (พาเลทหมุน), แกน W (การเคลื่อนที่ของแกนหมุน), หรือแกน Z (การเคลื่อนที่ของคอลัมน์) บนเครื่องจักรที่มีโต๊ะขนาด 500 มม. x 500 มม. ขึ้นไป ซึ่งน้ำหนักของคอลัมน์หรือหัวที่เคลื่อนที่ต้องการความสามารถในการส่งแรงบิดอย่างต่อเนื่องมากกว่าความเร็วสูง

เครื่องคว้านแนวนอน — แกนป้อนแนวรัศมีบนโต๊ะคว้าน ซึ่งข้อกำหนดหลักคือการวางตำแหน่งที่แม่นยำภายใต้โหลดที่ความเร็วต่ำ

เครื่องตัดและเจียรเฟือง — แกนหมุนที่ต้องการการควบคุมเซอร์โวแรงบิดสูงที่ราบรื่นในช่วงมุมจำกัด

เครื่องกลึง CNC งานหนัก — แกนคว้านท้ายแท่นหรือแกนเครื่องมือมีชีวิตบนศูนย์กลางการกลึงขนาดใหญ่

ขีดจำกัดความเร็ว 1,200 รอบต่อนาทีไม่ใช่ข้อจำกัดในการใช้งานเหล่านี้ มันคือคุณสมบัติการออกแบบ ความหนาแน่นของแรงบิดของมอเตอร์ — 30 N·m จากหน่วยที่มีน้ำหนัก 41 กก. — สะท้อนถึงการออกแบบขดลวดและแม่เหล็กของ FANUC ที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับเอาต์พุตความเร็วต่ำอย่างต่อเนื่อง แทนที่จะเป็นประสิทธิภาพความเร็วสูงสุดที่ต้องการโดยแกนการผลิตความเร็วสูง

ภาพรวมรุ่น A06B-0151

มีโครงสร้างเพลาและตัวเข้ารหัสหลายแบบในตระกูล A06B-0151 รุ่น B576 เป็นรุ่นเพลาเรียว, ตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์, ไม่มีเบรก:

รุ่น B576 เป็นการผสมผสานที่เลือกเมื่อเครื่องจักรต้องการ: การเชื่อมต่อเพลาเรียวเพื่อความสมบูรณ์สูงสุดในการส่งแรงบิด, ตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์เพื่อหลีกเลี่ยงรอบการกลับไปยังจุดอ้างอิงเมื่อเริ่มต้น และไม่มีเบรกแม่เหล็กไฟฟ้า (แกนแนวตั้งที่ต้องการเบรกยึดมักจะเลือกรุ่น B177 หรือรุ่นที่มีเบรกที่เทียบเท่า)

หมายเหตุการจัดการและการติดตั้ง

ด้วยน้ำหนักประมาณ 41 กก. มอเตอร์นี้ไม่ควรถูกยกหรือเคลื่อนย้ายด้วยมือเพียงอย่างเดียว เอกสารของ FANUC เองระบุไว้อย่างชัดเจนในประเด็นนี้: ใช้เครน รอก หรืออุปกรณ์ยกที่เหมาะสม ห่วงยกบนตัวมอเตอร์มีไว้สำหรับการยกมอเตอร์เพียงตัวเดียว — ห้ามใช้ในการเคลื่อนย้ายเครื่องจักรหรือส่วนประกอบใดๆ นอกเหนือจากตัวมอเตอร์เอง

ก่อนเริ่มงานไฟฟ้าใดๆ ให้ยืนยันว่าเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์และแหล่งจ่ายไฟที่เกี่ยวข้องได้รับการคายประจุจนหมดแล้ว ตัวเก็บประจุ DC bus ในโมดูลแอมพลิฟายเออร์ FANUC Alpha สามารถเก็บแรงดันไฟฟ้าอันตรายไว้ได้หลายนาทีหลังจากถอดปลั๊กไฟหลักออกแล้ว ไฟแสดงสถานะการชาร์จบนโมดูลแอมพลิฟายเออร์ต้องดับสนิทก่อนที่จะเริ่มงานใดๆ เกี่ยวกับการเชื่อมต่อมอเตอร์

ห้ามทำการทดสอบเม็กเกอร์ (ความต้านทานฉนวน) กับมอเตอร์นี้เมื่อเชื่อมต่อสายเคเบิลตัวเข้ารหัสแล้ว อิเล็กทรอนิกส์ของพัลส์โค้ดเดอร์ไม่ได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันทดสอบ 500 VDC ที่ใช้ในการทดสอบความต้านทานฉนวนมาตรฐาน ถอดตัวเข้ารหัสออกก่อนทำการทดสอบใดๆ กับขดลวดมอเตอร์

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: ความแตกต่างระหว่างรุ่น A06B-0151-B576 (αA64+S.C.) และ B577 (αI64) คืออะไร และสามารถแลกเปลี่ยนกันได้หรือไม่?

รุ่น B576 ใช้ absolute pulsecoder (αA64) พร้อมการสำรองข้อมูลด้วยตัวเก็บประจุยิ่งยวด รุ่น B577 ใช้ incremental pulsecoder (αI64) ไม่สามารถแลกเปลี่ยนกันได้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่ระดับ CNC และแอมพลิฟายเออร์ มอเตอร์ที่มีตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์ช่วยให้เครื่องจักรสามารถกลับมาทำงานปกติได้หลังจากการปิดเปิดเครื่องโดยไม่ต้องทำการกลับไปยังจุดอ้างอิงเพื่อตั้งค่าตำแหน่งแกนใหม่ มอเตอร์ที่มีตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มขึ้นต้องการการกลับไปยังจุดอ้างอิงทุกครั้งที่เปิดเครื่องจักร เนื่องจากตัวเข้ารหัสจะติดตามการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งจากจุดอ้างอิงที่ทราบล่าสุดเท่านั้น — ไม่ใช่ตำแหน่งเพลาสัมบูรณ์ หากเครื่องจักรถูกตั้งค่าด้วยรุ่น B576 การแทนที่ด้วยรุ่น B577 จะปิดใช้งานฟังก์ชันการป้อนกลับแบบสัมบูรณ์และบังคับให้ต้องกลับไปยังจุดอ้างอิงทุกครั้งที่เริ่มต้น การเปลี่ยนทดแทนต้องตรงกันไม่เพียงแค่การกำหนดค่าทางกลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงประเภทของตัวเข้ารหัสด้วย

คำถามที่ 2: มอเตอร์อยู่ในคลังสินค้ามาหลายเดือนแล้ว ข้อมูลตำแหน่งสัมบูรณ์จะยังคงถูกต้องเมื่อติดตั้งหรือไม่?

ไม่จำเป็นเสมอไป ตัวเก็บประจุยิ่งยวดภายใน αA64 pulsecoder จะรักษาข้อมูลตำแหน่งสัมบูรณ์ไว้ตลอดอายุการใช้งานของมอเตอร์ แต่หลังจากจัดเก็บเป็นเวลานานโดยไม่ได้เชื่อมต่อกับแอมพลิฟายเออร์ ประจุของตัวเก็บประจุยิ่งยวดจะค่อยๆ หมดไป หากมอเตอร์ถูกจัดเก็บไว้นานกว่าสองสามสัปดาห์โดยไม่ได้เชื่อมต่อกับแอมพลิฟายเออร์ ให้ถือว่าข้อมูลตำแหน่งสัมบูรณ์อาจไม่ถูกต้อง หลังจากติดตั้งและเชื่อมต่อกับเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์แล้ว ให้ปล่อยให้มอเตอร์เปิดเครื่องในสถานะไม่ได้ใช้งานเป็นระยะเวลาหนึ่ง เพื่อให้ตัวเก็บประจุยิ่งยวดชาร์จใหม่ผ่านแหล่งจ่ายไฟตัวเข้ารหัสของแอมพลิฟายเออร์ จากนั้น CNC ควรผ่านกระบวนการกลับไปยังจุดอ้างอิงเพื่อตั้งค่าระบบพิกัดเครื่องจักรใหม่ก่อนที่จะนำแกนกลับมาใช้งาน การพยายามกลับมาทำงานทันทีด้วยข้อมูลตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งแกน

คำถามที่ 3: เพลาเรียวถอดออกยาก — สามารถตีหรือใช้ลิ่มงัดออกได้หรือไม่?

ไม่ได้ เอกสารของ FANUC เตือนอย่างชัดเจนว่าห้ามใช้ค้อนหรือลิ่มกับเพลาเรียว วิธีการถอดที่ถูกต้องคือใช้เครื่องมือดึงสลักดึง — เป็นเครื่องมือดึงแบบเกลียวที่เข้ากับรูเกลียวที่ปลายเพลาและใช้แรงตามแนวแกนที่ควบคุมเพื่อคลายการเชื่อมต่อแบบเรียว การตีเพลาจะส่งแรงกระแทกโดยตรงไปยังชุดตัวเข้ารหัสและตลับลูกปืนมอเตอร์ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้อาจเสียหายจากการกระแทกที่ดูเหมือนเบาตามมาตรฐานทางกลทั่วไป หากเพลาเรียวแน่นมาก ให้ใช้น้ำยาแทรกซึมที่หน้าสัมผัสแบบเรียว ปล่อยให้ซึมเข้าไป แล้วใช้เครื่องมือดึงสลักดึงด้วยแรงที่สม่ำเสมอและเพิ่มขึ้น ห้ามใช้ความร้อน ตัวเข้ารหัสมีความไวต่อความร้อน

คำถามที่ 4: ต้องใช้เซอร์โวแอมพลิฟายเออร์อะไร และมอเตอร์สามารถทำงานบน SVM αi Series รุ่นใหม่กว่าได้หรือไม่ หากแอมพลิฟายเออร์ α Series รุ่นเดิมกำลังจะถูกเปลี่ยน?

α30/1200 ถูกกำหนดให้ใช้กับโมดูลแบบสองแกน SVM2-40/80 รุ่น α Series เดิม (A06B-6079-H207) ใช้บัสอินเทอร์เฟซมาตรฐาน ในขณะที่รุ่น αi Series ที่เทียบเท่า (A06B-6096-H207) ใช้ FSSB อินเทอร์เฟซใยแก้วนำแสงของ FANUC มอเตอร์ A06B-0151-B576 เข้ากันได้ทางกายภาพและทางไฟฟ้ากับแอมพลิฟายเออร์ทั้งสองรุ่น — ขดลวดมอเตอร์ ประเภทตัวเข้ารหัส และพินเอาต์ของขั้วต่อไม่เปลี่ยนแปลง ปัจจัยสำคัญคือการควบคุม CNC: SVM αi Series ต้องการ CNC ที่รองรับ FSSB (Series 16i, 18i, 0i ฯลฯ) ในขณะที่ SVM α Series เดิมใช้กับ CNC อินเทอร์เฟซ Type-A หรือ Type-B รุ่นเก่า ยืนยันรุ่น CNC ก่อนเลือกโมดูลแอมพลิฟายเออร์ทดแทน การตั้งค่าพารามิเตอร์มอเตอร์ต่อแอมพลิฟายเออร์ (หมายเลขประเภทมอเตอร์, ขีดจำกัดกระแส) ต้องได้รับการตรวจสอบในตารางพารามิเตอร์เซอร์โวของ CNC ระหว่างการติดตั้งด้วย

คำถามที่ 5: นี่คือมอเตอร์ 3.3 กิโลวัตต์ — ทำไมแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดจึงแสดงเป็น 191 V แทนที่จะเป็นแรงดันไฟฟ้าของเครื่อง 200–240 V?

191 V คือ แรงดันเอาต์พุตจากเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ไปยังมอเตอร์ ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าเมนที่เข้าสู่แอมพลิฟายเออร์ เซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ FANUC Alpha Series รับอินพุตไฟเมน 200–230 V AC สามเฟสมาตรฐาน และแปลงผ่าน DC bus และ PWM inverter stage เป็นเอาต์พุตสามเฟสที่มีความถี่และแรงดันไฟฟ้าแปรผันไปยังมอเตอร์ การกำหนดค่า 191 V / 80 Hz บนป้ายชื่อมอเตอร์แสดงถึงเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ภายใต้สภาวะการทำงานที่กำหนดสำหรับ α30/1200 ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ การจ่ายไฟ 200 V AC โดยตรงไปยังขั้วมอเตอร์จะทำให้ขดลวดเสียหาย — มอเตอร์ต้องทำงานผ่านเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ FANUC ที่ตรงกันเสมอ นี่เป็นแนวทางปฏิบัติมาตรฐานสำหรับมอเตอร์เซอร์โว FANUC Alpha Series ทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น