Fanuc A06B-0087-B403 | Beta iS AC Servo Motor BiS30/2000 — 3kW, 27Nm, เพลาตรง, เบรก 24V, ตัวเข้ารหัส biA128

หมายเลขชิ้นส่วน: A06B-0087-B403

ซีรีส์: Beta iS (βiS) AC Servo Motor

รุ่น: BiS 30 / 2000

การกำหนดค่า: เพลาเรียบตรง (SLK), เบรกแบบสปริงกด 24V DC, ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์ biA128, IP65

กำลังขับที่กำหนด: 3 kW

แรงบิดขณะหยุดนิ่ง: 27 Nm

ความเร็วสูงสุด: 2,000 RPM

แรงดันไฟฟ้าอินพุต: 200–240 VAC, 3-Phase

แหล่งจ่ายไฟเบรก: 24V DC

น้ำหนัก: 29 กก.

ตัวเข้ารหัส: biA128 Absolute (A860-2020-T301)

สภาพ: ใหม่ / ปรับปรุงใหม่ 

ภาพรวม

Fanuc A06B-0087-B403เป็นรุ่นที่มีเบรกของ BiS30/2000 — มอเตอร์เซอร์โว AC ซีรีส์ Beta iS ขนาด 3 kW, 27 Nm ที่กำหนดค่าด้วยเพลาเรียบตรง, เบรกแบบสปริงกด 24V DC, ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์ biA128 และการซีล IP65ส่วนต่อท้าย "403" เป็นรูปแบบส่วนต่อท้ายของตระกูล Beta iS ของ Fanuc สำหรับเพลาเรียบตรง, เบรก, ตัวเข้ารหัส biA128 — ตรรกะส่วนต่อท้ายเดียวกันที่ใช้กับ BiS8/3000-B403, BiS22/2000-B403 และอื่นๆ

ด้วยน้ำหนัก 29 กก. นี่คือมอเตอร์ที่มีขนาดใหญ่: ใหญ่ที่สุดในกลุ่มผลิตภัณฑ์ขนาดกะทัดรัด Beta iS ก่อน BiS40/2000 ที่อยู่เหนือขึ้นไป และเป็นข้อกำหนดที่ถูกต้องสำหรับแกนที่ต้องการทั้งแรงบิดในการจับยึดสูงและเบรกนิรภัยเชิงกล

เบรกคือสิ่งที่มอเตอร์นี้มีไว้สำหรับ นอกเหนือจากประสิทธิภาพของ BiS30/2000

รุ่น B103 ให้แรงบิดขณะหยุดนิ่ง 27 Nm เท่ากัน, ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์เท่ากัน, การป้องกัน IP65 เท่ากัน — แต่ไม่มีเบรก เมื่อแกนสามารถเคลื่อนที่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วง, แรงกดสปริง, หรือพลังงานยืดหยุ่นที่สะสมไว้เมื่อแรงบิดเซอร์โวถูกยกเลิก, B103 ไม่ใช่รุ่นที่ถูกต้องโดยไม่คำนึงถึงว่าแรงบิดเข้ากันได้ดีกับโหลดเพียงใด

A06B-0087-B403 มีไว้สำหรับแกนเหล่านั้นโดยเฉพาะ: แกน Z แนวตั้งของศูนย์กลางเครื่องจักรแนวตั้ง, แกนเอียงของแท่นเครื่องจักรห้าแกน, แกนหมุนของตัวกำหนดตำแหน่งและตัวจัดเรียงขนาดใหญ่, และแกนอัตโนมัติใดๆ ที่เซอร์โวปิดหมายถึงการเคลื่อนที่เชิงกลที่ไม่สามารถควบคุมได้ เว้นแต่จะมีเบรกอยู่

ข้อมูลจำเพาะหลัก

พารามิเตอร์

เบรกที่ติดตั้งบน A06B-0087-B403 เป็นแบบสปริงกดและปลดด้วยไฟฟ้า — สถานะเริ่มต้นคือการทำงาน และเบรกต้องการแหล่งจ่ายไฟ 24V DC ที่ทำงานอยู่เพื่อเปิด

เมื่อมีไฟและเซอร์โวกำลังทำงานตามปกติ, ขดลวดเบรก 24V DC จะจ่ายไฟให้กับขดลวดเบรก, สนามแม่เหล็กจะเอาชนะแรงสปริง, และจานเบรกจะแยกออกจากพื้นผิวเสียดทาน เพลาจะหมุนได้อย่างอิสระ

เมื่อยกเลิกการจ่ายไฟ 24V — ไม่ว่าจะด้วยคำสั่งปิดเซอร์โวโดยเจตนา, ปุ่มหยุดฉุกเฉิน, หรือการขัดข้องของแหล่งจ่ายไฟ — สปริงจะดันพื้นผิวเบรกเข้าหากันทันทีและยึดเพลาไว้ด้วยกลไก

ตรรกะที่ปลอดภัยต่อความผิดพลาดนี้คือเหตุผลที่เบรกมีอยู่ ไม่มีตรรกะควบคุมใดที่สามารถให้ความปลอดภัยเชิงกลเทียบเท่าได้

หากแอมพลิฟายเออร์เซอร์โวทำงานผิดปกติ, แหล่งจ่ายไฟควบคุมล้มเหลว, เครื่องสูญเสียแหล่งจ่ายไฟหลัก, หรือวงจรหยุดฉุกเฉินทำงาน — ในทุกกรณีเหล่านี้เบรกจะทำงานโดยไม่มีสัญญาณที่ทำงานจาก CNC หรือ PLC

แกนจะคงตำแหน่งไว้ด้วยกลไก โดยไม่คำนึงถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในระบบไฟฟ้า

ที่แรงบิดขณะหยุดนิ่งของมอเตอร์ 27 Nm, แรงบิดในการจับยึดของเบรกได้รับการออกแบบให้เข้ากันได้กับระดับโหลดของมอเตอร์

แรงบิดในการจับยึดเฉพาะของเบรก A06B-0087-B403 ถูกปรับขนาดสำหรับการใช้งาน BiS30/2000 — เพียงพอที่จะยึดโหลดแกนให้อยู่กับที่เมื่อมอเตอร์ไม่ได้รับพลังงาน, ต่อต้านแรงโน้มถ่วง, แรงกดสปริง, หรือแรงดันลมที่ตกค้าง ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าแกนของเครื่อง

เบรกไม่ได้มีไว้สำหรับการใช้งานเป็นตัวหยุดแบบไดนามิกในขณะที่มอเตอร์กำลังทำงานด้วยแรงบิดเต็มที่ — เป็นเบรกจอด, ไม่ใช่เบรกเสียดทานสำหรับการหน่วง

ข้อกำหนด 24V DC ต้องถูกต้อง เบรกของซีรีส์ Beta iS ใช้ 24V DC, ไม่ใช่ 90V DC ที่พบในมอเตอร์ซีรีส์ Alpha ขนาดใหญ่ของ Fanuc การจ่ายไฟ 90V ให้กับขดลวด 24V จะทำให้ขดลวดเบรกไหม้ทันที

การจ่ายไฟ 24V ให้กับขดลวด 90V จะทำให้เกิดการปลดด้วยสนามแม่เหล็กบางส่วน — สปริงไม่สามารถเอาชนะได้เต็มที่, เบรกจะเสียดสีกับจานเบรกระหว่างการทำงานของมอเตอร์, และทั้งเบรกและมอเตอร์จะได้รับความเสียหายจากความร้อนและกลไกอย่างต่อเนื่อง

ก่อนเริ่มใช้งานมอเตอร์ทดแทน, ให้วัดแรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่ายไฟเบรกของเครื่องที่ขั้วต่อเบรกเพื่อยืนยัน 24V DC

ประสิทธิภาพ BiS30/2000 — ที่ 27 Nm มีความสำคัญ

แรงบิดขณะหยุดนิ่ง 27 Nm ของ BiS30/2000 เป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดประเภทแกนที่มอเตอร์นี้ให้บริการ แรงบิดขณะหยุดนิ่งคือแรงบิดสูงสุดที่มอเตอร์สามารถให้ได้เมื่อหยุดนิ่ง — แรงบิดที่แอมพลิฟายเออร์เซอร์โวส่งออกเพื่อรักษาตำแหน่งที่สั่งการเมื่อมีโหลดกระทำ

สำหรับแกน Z แนวตั้งที่รองรับหัวสปินเดิลหนัก, ข้อกำหนดแรงบิดขณะหยุดนิ่งรวมถึงน้ำหนักของหัว, แรงเสียดทานของซีลรถเข็นรางเชิงเส้น, และส่วนประกอบแรงตัดใดๆ ที่ส่งกลับผ่านสปินเดิล

สำหรับโต๊ะเอียง, จะรวมถึงโมเมนต์รวมของมวลโต๊ะ, ชิ้นงาน, และอุปกรณ์จับยึดที่กระทำต่อจุดหมุนของแกนเอียง

ที่ความเร็วสูงสุด 2,000 RPM, BiS30/2000 ไม่ใช่มอเตอร์ความเร็วสูง

การแลกเปลี่ยนที่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติในการออกแบบ Beta iS คือแรงบิดขณะหยุดนิ่งที่สูงขึ้นในขนาดเฟรมที่กะทัดรัดนั้นต้องแลกมาด้วยความเร็วในการทำงานสูงสุด ช่วงการทำงานของ BiS30/2000 ถูกปรับให้เหมาะสมสำหรับ 0–2,000 RPM — ช่วงความเร็วทั่วไปของแกนที่ขับเคลื่อนซึ่งมันให้บริการ

อัตราการเคลื่อนที่เร็วบนแกนหนักถูกจำกัดมากกว่าด้วยความสามารถในการเร่งความเร็วของแกน (ซึ่งขึ้นอยู่กับแรงบิดที่มีอยู่ลบด้วยแรงบิดโหลด) มากกว่าความเร็วของมอเตอร์, และ 2,000 RPM ที่ระยะพิทช์บอลสกรูและอัตราทดเกียร์ทั่วไปสำหรับการใช้งานแกนหนักมักจะเพียงพอ

เพลาเรียบตรงพร้อม 27 Nm — ข้อกำหนดการเชื่อมต่อ

เพลาเรียบส่งแรงบิดขณะหยุดนิ่ง 27 Nm เต็มไปยังส่วนประกอบที่ขับเคลื่อนด้วยแรงเสียดทานเพียงอย่างเดียว — ดุมเชื่อมต่อจะจับเพลาและยึดด้วยแรงกดสัมผัสที่พื้นผิวรู

เมื่อเพิ่มเบรกเข้าไปในชุดประกอบ, จะมีข้อควรพิจารณาเพิ่มเติม: เมื่อเบรกทำงานและยึดแกนให้อยู่กับที่ในขณะที่แรงภายนอกพยายามเคลื่อนที่ — เช่น ระหว่างการหยุดฉุกเฉินขณะทำการตัดเฉือน — อินเทอร์เฟซการเชื่อมต่ออาจประสบกับโหลดแรงบิดกระแทกที่เกินกว่าความสามารถในการจับยึดแบบสถิตที่การจับยึดด้วยแรงเสียดทานถูกปรับขนาดไว้

นี่เป็นสิ่งที่ควรพิจารณาในขั้นตอนการกำหนดข้อกำหนดการเชื่อมต่อ

แรงจับยึดของดุมต้องปรับขนาดตามแรงบิดในการจับยึดของเบรก, ไม่ใช่แค่แรงบิดขณะทำงานของมอเตอร์, และต้องคำนึงถึงโหลดแบบไดนามิกระหว่างการทำงานของเบรก

ดุมเชื่อมต่อที่เพียงพอสำหรับแรงบิดขณะทำงาน 27 Nm แต่ปรับขนาดไม่เพียงพอสำหรับแรงกระแทกเชิงกลของการทำงานของเบรกกับโหลดที่เคลื่อนที่ จะเกิดการเสียดสีอย่างต่อเนื่อง, และการเสียดสีจะปรากฏเป็นเพลาหมุนผิดปกติและการลดลงของความสามารถในการทำซ้ำตำแหน่งก่อนที่การเชื่อมต่อจะล้มเหลวโดยสมบูรณ์

ในทางปฏิบัติหมายถึง: ยืนยันอัตราแรงบิดแบบไดนามิกของผู้ผลิตการเชื่อมต่อ, ไม่ใช่แค่อัตราแรงบิดแบบสถิต, เมื่อกำหนดข้อกำหนดการเชื่อมต่อสำหรับการติดตั้งมอเตอร์ที่มีเบรก

ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์ biA128 — ตำแหน่งโดยไม่ต้องตั้งค่าอ้างอิง

ตัวเข้ารหัสแบบพัลส์ biA128 (A860-2020-T301) จะรักษาการอ้างอิงตำแหน่งเพลาเต็มรูปแบบผ่านการเปิด/ปิดเครื่องโดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่สำรอง เมื่อระบบเซอร์โวเปิดเครื่อง — ไม่ว่าจะหลังจากการปิดเครื่องตามแผนหรือหลังเหตุการณ์ไฟฟ้าดับที่ไม่คาดคิด — CNC จะอ่านตำแหน่งเพลาจริงโดยตรงจาก biA128 ไม่ต้องกลับไปที่จุดอ้างอิง, ไม่ต้องเคลื่อนที่เพื่อตั้งค่าอ้างอิง, ไม่ต้องรอการเริ่มต้นเพื่อกำหนดตำแหน่ง

บนแกนแนวตั้งหรือแกนเอียงที่มีเบรกเชิงกล, การรวมกันนี้มีประโยชน์อย่างยิ่ง แกนจะไม่เคลื่อนที่ระหว่างการปิดเครื่องเพราะเบรกจะยึดไว้ เมื่อเปิดเครื่องอีกครั้ง, biA128 จะอ่านตำแหน่งเพลา — ยังคงอยู่ที่มุมเดิมเมื่อปิดเครื่อง — และ CNC จะมีข้อมูลตำแหน่งที่ถูกต้องทันที

เครื่องสามารถกลับมาผลิตต่อจากจุดที่หยุดได้อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องมีรอบการกำหนดตำแหน่งใหม่ บนระบบตัวเข้ารหัสแบบเพิ่ม, จะต้องมีการกลับไปที่จุดอ้างอิงก่อนจึงจะสามารถรับคำสั่งแกนใดๆ ได้, ทำให้เวลาเริ่มต้นเพิ่มขึ้นตามความยาวของแกนและความเร็วในการกลับไปที่จุดอ้างอิง

ความเข้ากันได้กับ IP65 และ Beta i Amplifier

การซีล IP65 ป้องกัน A06B-0087-B403 จากละอองน้ำหล่อเย็นและการสัมผัสกับน้ำที่กระเด็นเล็กน้อย ซึ่งเป็นเรื่องปกติในสภาพแวดล้อมการผลิตเครื่องจักร ด้วยน้ำหนัก 29 กก., มอเตอร์นี้มีขนาดใหญ่พอที่ซีลเพลา — ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการประกอบ IP65 — จะรับแรงในแนวรัศมีที่มีนัยสำคัญจากข้อต่อและการดึงสายพานใดๆ หากแกนใช้สายพานขับ

สภาพซีลเพลาควรได้รับการตรวจสอบเป็นส่วนหนึ่งของการบำรุงรักษาตามปกติ ควบคู่ไปกับสภาพลูกปืน

มอเตอร์ได้รับการออกแบบสำหรับแอมพลิฟายเออร์เซอร์โว Beta i ของ Fanuc — ไดรฟ์แกนเดี่ยว βiSV และโมดูลเซอร์โว-สปินเดิลแบบรวม βiSVSP — ที่ปรับขนาดสำหรับคลาสเอาต์พุต 3 kW ของ BiS30/2000 มันทำงานร่วมกับระบบควบคุม CNC ของ Fanuc รวมถึงซีรีส์ 0i-C, 0i-D, 0i-F, 30i, 31i และ 32i

แหล่งจ่ายไฟเบรก 24V DC เป็นวงจรแยกต่างหากจากเอาต์พุตแอมพลิฟายเออร์เซอร์โว — ต้องจ่ายไฟแยกต่างหากจากแหล่งจ่ายไฟควบคุม 24V DC ของเครื่องจักร และมีการเชื่อมต่อกันอย่างถูกต้องเพื่อให้เบรกปลดก่อนเปิดใช้งานเซอร์โว และทำงานก่อนปิดใช้งานเซอร์โว

วงจรเบรกที่เชื่อมต่อไม่ถูกต้อง — วงจรที่ปลดช้าเกินไปหรือทำงานเร็วเกินไปเมื่อเทียบกับเวลาเปิด/ปิดใช้งานเซอร์โว — จะทำให้เกิดสัญญาณเตือนโอเวอร์โหลดเซอร์โว (มอเตอร์ต่อสู้กับเบรกระหว่างการสตาร์ท) หรือการเคลื่อนที่ของตำแหน่งที่ไม่สามารถควบคุมได้ (เบรกปลดในขณะที่เซอร์โวยังปิดใช้งานอยู่)

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: ความแตกต่างระหว่าง A06B-0087-B403 และ A06B-0087-B103 คืออะไร?

ทั้งสองเป็นมอเตอร์ BiS30/2000 ที่มีกำลังขับที่กำหนด 3 kW, แรงบิดขณะหยุดนิ่ง 27 Nm, ความเร็วสูงสุด 2,000 RPM, เพลาเรียบตรง, ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์ biA128, และโครงสร้าง IP65 ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือเบรก: B403 มีเบรกแบบสปริงกด 24V DC; B103 ไม่มี B403 ถูกระบุสำหรับแกนที่การยกเลิกแรงบิดเซอร์โวทำให้เกิดการเคลื่อนที่ที่ไม่สามารถควบคุมได้ด้วยแรงโน้มถ่วง, สปริง, หรือแรงขับโหลด — แกนแนวตั้ง, แกนเอียง, และแกนหมุนที่รับน้ำหนัก B103 ถูกต้องสำหรับแกนแนวนอนและแกนที่สมดุลซึ่งไม่มีความเสี่ยงนี้ การติดตั้ง B103 บนแกนที่ต้องการเบรกจะสร้างอันตรายด้านความปลอดภัย

คำถามที่ 2: แหล่งจ่ายไฟเบรกคือ 24V DC ทำไมแรงดันไฟฟ้านี้จึงมีความสำคัญ?

ขดลวดเบรกของ BiS30/2000 ถูกออกแบบมาสำหรับ 24V DC มอเตอร์ซีรีส์ Alpha ขนาดใหญ่ของ Fanuc ใช้เบรก 90V DC การจ่ายไฟ 90V ให้กับขดลวดเบรก 24V ของมอเตอร์นี้จะทำให้ขดลวดไหม้ทันที

การจ่ายไฟ 24V ให้กับขดลวด 90V จะทำให้เกิดการปลดด้วยสนามแม่เหล็กบางส่วน — สปริงไม่สามารถเอาชนะได้, เบรกจะเสียดสีกับจานเบรกขณะทำงาน, สร้างความร้อนและทำให้เกิดความเสียหายเชิงกลอย่างต่อเนื่องต่อทั้งเบรกและลูกปืนมอเตอร์ 

ก่อนเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ, ให้วัดแรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่ายไฟเบรกของเครื่องที่ขั้วต่อสายเบรกและยืนยัน 24V DC

คำถามที่ 3: สามารถใช้เบรกเป็นตัวหยุดแบบไดนามิกขณะมอเตอร์กำลังหมุนได้หรือไม่?

ไม่. เบรกแบบสปริงกดบน A06B-0087-B403 เป็นเบรกจับยึด (เบรกจอด), ไม่ใช่เบรกเสียดทานแบบไดนามิก. ออกแบบมาเพื่อยึดแกนให้อยู่กับที่เมื่อยกเลิกแรงบิดเซอร์โว — ที่หยุดนิ่ง, หรือระหว่างการหน่วงจนถึงศูนย์

การทำงานของเบรกกับมอเตอร์ที่หมุนด้วยความเร็วสูงจะสร้างความร้อนจากการเสียดสีที่เกินกว่าการออกแบบทางความร้อนของเบรก, ทำให้วัสดุผ้าเบรกเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว, และอาจทำให้ลูกปืนเพลามอเตอร์เสียหายเนื่องจากแรงในแนวรัศมีที่เกิดจากการบิดเบี้ยวของจานเบรกภายใต้แรงกระแทก

การหยุดแบบไดนามิกเป็นความรับผิดชอบของแอมพลิฟายเออร์เซอร์โว, ผ่านการหน่วงกระแสที่ควบคุม

คำถามที่ 4: หลังจากการหยุดฉุกเฉินพร้อมกับการสูญเสียพลังงาน, แกนต้องได้รับการตั้งค่าอ้างอิงใหม่ก่อนเริ่มการผลิตหรือไม่?

ไม่. ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์ biA128 จะรักษาตำแหน่งเพลาไว้ตลอดการขัดข้องของแหล่งจ่ายไฟ — เมื่อระบบเซอร์โวคืนพลังงาน, CNC จะอ่านมุมเพลาจริงโดยตรงจากตัวเข้ารหัส

เนื่องจากเบรกเชิงกลจะยึดแกนให้อยู่กับที่ในช่วงเวลาที่ปิดเครื่อง, เพลาจึงไม่เคลื่อนที่

CNC จะมีข้อมูลตำแหน่งที่แม่นยำทันทีหลังจากการคืนพลังงาน, และเครื่องสามารถกลับมาผลิตต่อจากตำแหน่งที่แน่นอนที่เคยอยู่เมื่อเกิดการหยุดฉุกเฉิน, โดยไม่ต้องมีการกลับไปที่จุดอ้างอิงหรือการเคลื่อนที่เพื่อตั้งค่าอ้างอิง

คำถามที่ 5: การตรวจสอบที่สำคัญที่สุดสำหรับ A06B-0087-B403 ที่ใช้แล้วคืออะไร?

ทดสอบเบรกก่อน — จ่ายไฟ 24V DC และยืนยันว่าเพลาหมุนได้อย่างอิสระโดยไม่มีการเสียดสี; ยกเลิกการจ่ายไฟ 24V และยืนยันว่าเพลาล็อคแน่นโดยไม่มีการคืบภายใต้แรงบิดด้วยมือ. เบรกที่ปลดออกบางส่วนหรือไม่สามารถจับยึดได้อย่างสมบูรณ์ต้องได้รับการซ่อมแซมก่อนที่มอเตอร์จะถูกติดตั้งบนแกนใดๆ ตรวจสอบพื้นผิวเพลาเรียบสำหรับการเสียดสีจากดุมข้อต่อที่เคยลื่น

ที่ 27 Nm, การเสียดสีบนพื้นผิวเพลามีความสำคัญมากกว่ามอเตอร์ Beta iS ที่มีน้ำหนักเบากว่า — ประเมินว่าพื้นผิวเพลาอยู่ในช่วงความคลาดเคลื่อนของมิติหรือไม่ก่อนที่จะติดตั้งข้อต่อใหม่

ตรวจสอบขั้วต่อตัวเข้ารหัส biA128 (A860-2020-T301) ว่ามีขาที่สึกกร่อนหรือไม่, และจุดคลายความเครียดของสายเคเบิลว่ามีรอยแตกหรือไม่ วัดความต้านทานขดลวดระหว่างทั้งสามเฟสและตรวจสอบความต้านทานฉนวนต่อกราวด์

การทดสอบการทำงานบนแท่นทดสอบจนถึง 2,000 RPM บนแอมพลิฟายเออร์ Beta i พร้อมการเชื่อมต่อเบรกที่ถูกต้อง, การยืนยันตำแหน่งตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์, และการตรวจสอบกระแสโหลด เป็นการตรวจสอบขั้นสุดท้ายที่ถูกต้องก่อนที่มอเตอร์จะถูกติดตั้งบนเครื่องจักร