A06B-6114-H103 FANUC AC Servo Amplifier Unit A06B6114H103 A06B-6114-H103 เครื่องขยายเสียง

Fanuc A06B-6114-H103 | Alpha i Single-Axis Servo Amplifier Module SVM1-20i — 6.5A, 283–339V DC, FSSB, HRV3, CNC 16i / 18i / 21i / 0i-B

ภาพรวม

The Fanuc A06B-6114-H103 คือ SVM1-20i — สมาชิกที่มีกระแสไฟน้อยที่สุดและแกนเดียวของตระกูลโมดูลขยายสัญญาณเซอร์โว alpha i (ai) ของ Fanuc

ในฐานะรุ่นต่อจาก A06B-6096-H102 (SVM1-20) รุ่นแรก โมดูลนี้สะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงของ Fanuc ไปสู่สถาปัตยกรรมเซอร์โว i-generation ที่มาพร้อมกับคอนโทรลเลอร์ 16i/18i-B และ 21i-B ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 และได้กลายเป็นกระดูกสันหลังของระบบ CNC ของ Fanuc ทั่วโลก  

บนเครื่องมือกลที่สร้างโดยผู้ผลิตรายใหญ่ของโลก — ศูนย์กลางการตัดเฉือน, ศูนย์กลางการกลึง, เครื่องจักรห้าแกน และสายการผลิต — A06B-6114-H103 เป็นโมดูลที่ใช้กันทั่วไปเมื่อต้องการขับเคลื่อนแกนเดียวที่มีภาระเบาถึงปานกลางภายในรางจ่ายไฟร่วมของระบบเซอร์โว alpha i

โมดูลนี้เป็นเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์กว้าง 60 มม. ที่เสียบเข้ากับแร็คระบบเซอร์โว alpha i ควบคู่ไปกับโมดูล SVM และ aiSP สปินเดิลอื่นๆ ทั้งหมดดึงพลังงาน DC จากแหล่งจ่ายไฟ aiPS ร่วม

โปรไฟล์แคบ 60 มม. เป็นเครื่องหมายทางกายภาพของตำแหน่ง SVM1-20i ที่ปลายด้านล่างของช่วงกระแส — โมดูลที่กว้างกว่า (80 มม., 90 มม.) จะมีรหัส SVM1-40i และ SVM1-80i ที่มีกระแสสูงกว่า ในการกำหนดค่าศูนย์กลางการตัดเฉือนทั่วไป แกน X หรือ Y ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ αiS 4/5000 หรือเล็กกว่า จะถูกให้บริการโดย A06B-6114-H103 ในขณะที่แกน Z หรือแกนพาเลท — ซึ่งต้องการแรงบิดมากกว่า — จะใช้ SVM1-40i หรือสูงกว่า

การสื่อสารระหว่าง CNC และ A06B-6114-H103 ดำเนินการผ่าน FSSB — Fanuc Serial Servo Bus — ซึ่งเป็นลิงก์อนุกรมใยแก้วนำแสงที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งส่งคำสั่งตำแหน่งและรับข้อมูลป้อนกลับระหว่างการ์ดเซอร์โวของ CNC และโมดูลขยายสัญญาณแต่ละตัวในระบบ

SVM1-20i แต่ละตัวจะใช้ช่องเสียบแกน FSSB หนึ่งช่อง การ์ดเซอร์โวของ CNC จะระบุแอมพลิฟายเออร์และมอเตอร์ที่เชื่อมต่ออยู่ระหว่างการเริ่มต้นระบบผ่านลำดับการจับมือของโปรโตคอล FSSB

ซึ่งหมายความว่าพารามิเตอร์เซอร์โวของ CNC จะต้องตรงกับประเภทมอเตอร์ที่เชื่อมต่อกับ A06B-6114-H103 อย่างถูกต้อง — หมายเลขมอเตอร์ที่ไม่ถูกต้องในพารามิเตอร์ No. 2020 จะทำให้เกิดการแจ้งเตือนแกนไม่ตรงกันเมื่อเปิดเครื่อง

อัลกอริทึมควบคุมเซอร์โว HRV3 ที่ทำงานภายใน A06B-6114-H103 เป็นการปรับปรุงที่สำคัญเหนืออัลกอริทึม HRV2 ใน SVM1-20 รุ่นแรก HRV3 ใช้รอบการคำนวณที่เร็วขึ้น (รอบลูปความเร็ว 62.5 µs) ทำให้ควบคุมความเร็วได้ดีขึ้นภายใต้ภาระการตัดแบบไดนามิก และควบคุมตำแหน่งได้แม่นยำยิ่งขึ้นในระหว่างการเร่งความเร็วและลดความเร็ว

สำหรับการใช้งาน CNC ที่เกี่ยวข้องกับการตัดแบบคอนทัวร์ด้วยอัตราป้อนสูง, เส้นทางพื้นผิวห้าแกนที่ซับซ้อน, หรือการทำงานที่ซิงโครไนซ์กับสปินเดิลอย่างรุนแรง การคำนวณลูปที่แน่นหนาของ HRV3 สร้างความแตกต่างอย่างแท้จริงในคุณภาพพื้นผิวและความแม่นยำของตำแหน่ง

ข้อมูลจำเพาะหลัก

สถาปัตยกรรมระบบ Alpha i — SVM1-20i อยู่ตรงไหน

การทำความเข้าใจบทบาทของ A06B-6114-H103 จำเป็นต้องเข้าใจวิธีการสร้างระบบเซอร์โว alpha i ระบบนี้เป็นแบบโมดูลาร์: โมดูลแหล่งจ่ายไฟ aiPS หนึ่งตัวขึ้นไป (ซีรีส์ A06B-6110) จะแปลงไฟ AC สามเฟสที่เข้ามาและสร้างแรงดันบัส DC ร่วม (283–339V DC) ที่โมดูลเซอร์โวและสปินเดิลทั้งหมดในแร็คจะดึงพลังงานมา

โมดูล SVM — SVM1, SVM2, SVM3 — เป็นอินเวอร์เตอร์ที่แปลงแรงดันบัส DC นี้เป็น AC ที่มีความถี่แปรผันและแรงดันแปรผันที่ขับเคลื่อนมอเตอร์เซอร์โว SVM แต่ละตัวประกอบด้วยโมดูลทรานซิสเตอร์ IPM, วงจรขับเกต และการ์ดควบคุมเซอร์โว ทั้งหมดนี้อยู่ในโครงหุ้มแบบโมดูลาร์ขนาด 60 มม. ถึง 90 มม. ของ Fanuc

A06B-6114-H103 อยู่ที่ปลายด้านแคบของช่วงนี้ โมดูลทรานซิสเตอร์ IPM ขนาด 20A เดี่ยวให้เอาต์พุตที่กำหนดต่อเนื่อง 6.5A — เพียงพอสำหรับมอเตอร์ alpha i ในช่วงแรงบิดต่อเนื่อง 200W ถึงประมาณ 500W ขึ้นอยู่กับการแปลงกระแสเป็นแรงบิดของมอเตอร์

มอเตอร์ที่อยู่นอกช่วงกระแสนี้ต้องการ SVM ที่มีพิกัดสูงกว่า

พิกัดอินพุต 2.5kW ของโมดูลจากบัส DC ยังกำหนดกำลังสูงสุดที่แหล่งจ่ายไฟ aiPS ต้องมีขนาดเพื่อจ่ายสำหรับแกนนี้บวกกับแกนอื่นๆ ทั้งหมดในระบบ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการเลือก aiPS สำหรับเครื่องจักรหลายแกนจึงต้องรวมความต้องการพลังงานของโมดูล SVM และ aiSP ที่ติดตั้งทั้งหมด

FSSB: ทำไมลิงก์ใยแก้วนำแสงจึงสำคัญ

ลิงก์ใยแก้วนำแสง FSSB ระหว่างการ์ดเซอร์โวของ CNC และ A06B-6114-H103 ไม่ใช่เพียงแค่ความสะดวกสบาย — แต่เป็นส่วนสำคัญที่ทำให้ระบบ alpha i บรรลุประสิทธิภาพของลูปเซอร์โว

ภูมิคุ้มกันต่อสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าสมบูรณ์แบบบนลิงก์ใยแก้วนำแสง: การเปลี่ยนแปลงชั่วขณะของการสวิตช์มอเตอร์, การกระเพื่อมของแหล่งจ่ายไฟ, และ EMI จากอุปกรณ์ข้างเคียงไม่มีผลต่อสตรีมข้อมูลอนุกรม

ลิงก์นี้ส่งคำสั่งตำแหน่ง, คำสั่งกระแส, ข้อมูลป้อนกลับ, และการแจ้งเตือนระบบระหว่าง CNC และแอมพลิฟายเออร์แต่ละตัวด้วยอัตราการอัปเดตสูง ซึ่งจะเป็นไปไม่ได้ผ่านสายสัญญาณทองแดงแบบดั้งเดิมหากไม่มีการป้องกันและการจัดวางที่เหมาะสม

สำหรับผู้ติดตั้งเครื่องจักร FSSB ยังช่วยลดความซับซ้อนของการเดินสายได้อย่างมาก แทนที่จะเป็นการเชื่อมต่อที่ใช้สายจำนวนมากที่สถาปัตยกรรมเซอร์โวแบบอนาล็อกรุ่นก่อนต้องการระหว่าง CNC และแอมพลิฟายเออร์แต่ละแกน FSSB จะเชื่อมต่อแอมพลิฟายเออร์แบบลูกโซ่ด้วยการเดินสายใยแก้วนำแสงเส้นเดียวจากเอาต์พุตการ์ดเซอร์โวของ CNC ไปยังคู่ขั้วต่อ COP10A/COP10B ของโมดูลแรก จากนั้นจากโมดูลไปยังโมดูลตามสายโซ่

CNC กำหนดหมายเลขแกนให้กับโมดูลตามตำแหน่งในสายโซ่และการตอบสนองต่อการสอบถามการเริ่มต้นระบบ — สถาปัตยกรรมที่ชัดเจนซึ่งรองรับการว่าจ้างระบบอย่างรวดเร็วและการแยกข้อผิดพลาดที่ตรงไปตรงมา

การควบคุม HRV3 — ลูปความเร็วและประสิทธิภาพของแกน

รหัส HRV3 บนการ์ดควบคุมของ A06B-6114-H103 หมายถึง High Response Vector control, เวอร์ชัน 3

การปรับปรุงที่สำคัญใน HRV3 เหนือ HRV2 คือรอบการอัปเดตของลูปความเร็ว: HRV3 รันการคำนวณความเร็วที่รอบ 62.5 µs เทียบกับ 125 µs ของ HRV2

การลดรอบการคำนวณลงครึ่งหนึ่งหมายความว่าลูปความเร็วจะตรวจจับและแก้ไขความเบี่ยงเบนของความเร็วได้บ่อยขึ้นสองเท่า ทำให้เซอร์โวตอบสนองต่อการรบกวนจากภาระ — เช่น แรงจากการเข้าปะทะของดอกกัด, แรงเสียดทานเมื่อแกนกลับทิศทาง, และความยืดหยุ่นของโครงสร้างเครื่องจักร — ด้วยความเสถียรของความเร็วที่ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

ผลลัพธ์ที่ได้คือคุณภาพพื้นผิวที่ดีขึ้นในการตัดแบบโปรไฟล์ที่การควบคุมความเร็วระหว่างการเปลี่ยนทิศทางส่งผลโดยตรงต่อพื้นผิวชิ้นงาน

HRV3 ยังช่วยให้สามารถเพิ่มเกนเซอร์โวได้สูงขึ้นก่อนที่ความเสถียรจะเป็นปัญหา ซึ่งช่วยให้เกิดข้อผิดพลาดในการติดตามที่แม่นยำยิ่งขึ้นบนเส้นทางการคอนทัวร์ที่รวดเร็ว และการซิงโครไนซ์แกนที่ดีขึ้นในการเคลื่อนที่หลายแกนแบบอินเทอร์โพเลท

สำหรับผู้สร้างเครื่องจักรที่ระบุระบบเซอร์โวสำหรับเครื่องจักรที่มีความต้องการสูง ความสามารถ HRV3 ของ A06B-6114-H103 เป็นพารามิเตอร์สำคัญที่ทำให้แตกต่างจากโมดูล FSSB รุ่นแรก

บริบทการเปลี่ยน — การอัปเกรดจาก A06B-6096-H102

A06B-6114-H103 เป็นรุ่นเปลี่ยนทดแทน i-generation ที่กำหนดไว้สำหรับ A06B-6096-H102 (SVM1-20, HRV2, FSSB รุ่นแรก) โมดูลทั้งสองรองรับช่วงมอเตอร์ทางกายภาพเดียวกันและเชื่อมต่อผ่านโทโพโลยีใยแก้วนำแสง FSSB เดียวกัน แต่ไม่สามารถเปลี่ยนทดแทนได้โดยตรงโดยไม่ต้องพิจารณาการกำหนดค่า CNC

H103 ต้องการแหล่งจ่ายไฟจากหน่วย aiPS ซีรีส์ A06B-6110; H102 ดึงพลังงานจากแหล่งจ่ายไฟซีรีส์ A06B-6087/6088/6089 รุ่นเก่า

เครื่องจักรที่สร้างขึ้นเดิมด้วย H102 บนระบบพลังงานรุ่นเก่าไม่สามารถเปลี่ยนเฉพาะ SVM ได้โดยไม่ต้องจัดการกับความเข้ากันได้ของแหล่งจ่ายไฟ — จำเป็นต้องมีการตรวจสอบระบบขับเคลื่อนทั้งหมดก่อนที่จะระบุการอัปเกรด

สำหรับเครื่องจักรที่ทำงานบนแหล่งจ่ายไฟ aiPS ซีรีส์ A06B-6110 อยู่แล้วพร้อมโมดูล SVM H102 ที่ติดตั้ง H103 เป็นรุ่นทดแทนที่ใช้งานได้โดยตรง

ควรตรวจสอบพารามิเตอร์เซอร์โวหลังการเปลี่ยนเพื่อยืนยันว่าหมายเลขประเภทมอเตอร์และการตั้งค่าเกนตรงกับมอเตอร์ที่ติดตั้ง

แผงภายในและส่วนประกอบที่ซ่อมแซมได้

A06B-6114-H103 ประกอบด้วยแผงหลักสองแผง: แผงสายไฟ A16B-2203-0691 จัดการอินเทอร์เฟซส่วนกำลังและการเชื่อมต่อ I/O ในขณะที่แผงควบคุม FSSB A16B-2101-004x จัดการการคำนวณอัลกอริทึมเซอร์โวและการสื่อสารใยแก้วนำแสง ไม่มีแผงใดขายแยกต่างหาก — Fanuc และผู้ให้บริการที่ได้รับอนุญาตจะถือว่าโมดูลเป็นหน่วยบริการ

อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบหลายอย่างภายในโมดูลมีจำหน่ายแยกต่างหากและสามารถเปลี่ยนได้โดยวิศวกรบริการที่มีคุณสมบัติ: โมดูลทรานซิสเตอร์ IPM ขนาด 20A, พัดลมระบายความร้อนภายใน, ชุดแบตเตอรี่ (สำหรับการสำรองข้อมูลเอ็นโค้ดเดอร์), และฟิวส์บัส DC

การซ่อมแซมระดับส่วนประกอบเหล่านี้ช่วยยืดอายุการใช้งานของ A06B-6114-H103 ได้อย่างมากสำหรับยูนิตที่ประสบปัญหาความล้มเหลวของส่วนประกอบที่แยกจากกัน แทนที่จะเป็นความเสียหายของแผงวงจรในวงกว้าง

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: ความแตกต่างระหว่าง A06B-6114-H103 และ A06B-6114-H104 (SVM1-40i) คืออะไร?

H103 (SVM1-20i) บรรจุ IPM ขนาด 20A เดี่ยวและมีพิกัดเอาต์พุตต่อเนื่อง 6.5A H104 (SVM1-40i) บรรจุ IPM ขนาด 40A เดี่ยวและมีพิกัดเอาต์พุตต่อเนื่อง 12.5A

H104 มีความกว้างทางกายภาพมากกว่า (80 มม. เทียบกับ 60 มม. สำหรับ H103) และจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ alpha i ที่ใหญ่กว่า — αiS 8/3000, αiF 4/5000 และรุ่นที่คล้ายกัน — ซึ่งดึงกระแสมากกว่า 6.5A ต่อเนื่องของ H103

โมดูลทั้งสองเชื่อมต่อผ่าน FSSB และใช้ HRV3 หมายเลขรุ่นมอเตอร์ที่อยู่นอกช่วงกระแสของ H103 เพียงแค่ต้องการ H104 หรือโมดูลที่มีพิกัดสูงกว่า; ไม่มีการกำหนดค่าใดที่สามารถขยายพิกัดเอาต์พุต 6.5A ของ H103 ได้

คำถามที่ 2: จะเกิดอะไรขึ้นหากโหลดหมายเลขประเภทมอเตอร์ผิดในพารามิเตอร์ CNC No. 2020 สำหรับแกน A06B-6114-H103?

หมายเลขประเภทมอเตอร์ที่ไม่ตรงกันจะทำให้เกิดการแจ้งเตือน SV5136 (มอเตอร์เซอร์โวไม่ถูกต้อง) เมื่อเปิดเครื่อง และแกนจะไม่สามารถเปิดใช้งานได้

ในการกำหนดค่าบางอย่าง อาจปรากฏ SV0401 (แกนไม่พร้อม) หรือ SV5061 (เซอร์โวข้อผิดพลาดล้น) ด้วย  

หมายเลขประเภทมอเตอร์จะต้องตรงกับทั้งมอเตอร์ทางกายภาพที่เชื่อมต่อและพิกัดกระแสของแอมพลิฟายเออร์ — หากหมายเลขประเภทระบุว่ามอเตอร์ต้องการกระแสมากกว่าเอาต์พุตที่กำหนด 6.5A ของ H103 CNC จะตรวจจับความไม่ตรงกัน

แก้ไขพารามิเตอร์ให้เป็นหมายเลขประเภทมอเตอร์ที่ตรงกับมอเตอร์ที่ติดตั้งจากรายการพารามิเตอร์มอเตอร์เซอร์โวและแอมพลิฟายเออร์ของ Fanuc จากนั้นปิดและเปิดเครื่องเพื่อล้างการแจ้งเตือน

คำถามที่ 3: A06B-6114-H103 สามารถขับเคลื่อนมอเตอร์ซีรีส์ beta i (βiS) ได้หรือไม่ และถ้าได้ รุ่นใดบ้าง?

ใช่ H103 เข้ากันได้กับมอเตอร์ซีรีส์ beta i ที่กำหนดไว้ซึ่งอยู่ในช่วงกระแส 6.5A: βiS 0.4/5000, βiS 0.5/6000, βiS 1/6000, βiS 2/4000, βiS 4/4000, βiS 8/3000, และ βiS 12/2000

มอเตอร์ Beta i ที่ใช้ในการกำหนดค่า FSSB ต้องการแอมพลิฟายเออร์ซีรีส์ alpha i (ไม่ใช่ยูนิตแอมพลิฟายเออร์ SVU beta i แยกต่างหาก) และเชื่อมต่อผ่านอินเทอร์เฟซป้อนกลับเอ็นโค้ดเดอร์และอินเทอร์เฟซกำลังมอเตอร์แบบเดียวกับมอเตอร์ alpha i  

หมายเลขประเภทมอเตอร์ CNC พารามิเตอร์ No. 2020 สำหรับมอเตอร์ beta i แตกต่างจากรายการ alpha i — ตรวจสอบหมายเลขประเภทมอเตอร์ beta i ที่ถูกต้องจากรายการพารามิเตอร์มอเตอร์เซอร์โว Fanuc ที่เกี่ยวข้อง

คำถามที่ 4: A06B-6114-H103 แสดงรหัสข้อผิดพลาด "6" หรือ "b" บนจอแสดงผล LED — สิ่งนี้บ่งชี้อะไร?

ข้อผิดพลาด 6 บนจอแสดงผล LED ของ SVM1-20i บ่งชี้ว่าอินเวอร์เตอร์ร้อนเกินไป ข้อผิดพลาด "b" บ่งชี้สภาวะกระแสเกินของแกน L และ M (หมายเหตุ: SVM1-20i มีแกนเดียว ดังนั้น "b" ที่ปรากฏบนโมดูลแกนเดียวโดยทั่วไปจะบ่งชี้ว่าวงจรตรวจจับกระแสเกิน IPM ทำงานบนเอาต์พุตแกน L เดี่ยว)

สำหรับข้อผิดพลาด 6 (ร้อนเกินไป): ตรวจสอบพัดลมระบายความร้อนภายในโมดูลว่าทำงานหรือไม่, ตรวจสอบอุณหภูมิแวดล้อมของตู้, และยืนยันการไหลเวียนของอากาศที่เพียงพอผ่านแร็คไดรฟ์

สำหรับข้อผิดพลาด "b": ตรวจสอบการลัดวงจรของขดลวดมอเตอร์, การลัดวงจรในสายไฟมอเตอร์, หรือทรานซิสเตอร์ IPM ที่ล้มเหลวภายในโมดูล  

ข้อผิดพลาด "b" ที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยที่มอเตอร์ถูกตัดการเชื่อมต่อบ่งชี้ถึงความล้มเหลวของ IPM ที่ต้องการการซ่อมแซมโมดูล

คำถามที่ 5: เป็นไปได้หรือไม่ที่จะใช้ A06B-6114-H103 ในระบบที่ยังมีโมดูลแหล่งจ่ายไฟรุ่นแรก A06B-6087 หรือ A06B-6089?

ไม่ นี่เป็นข้อจำกัดความเข้ากันได้ที่สำคัญ A06B-6114-H103 (SVM1-20i, i-generation) ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับโมดูลแหล่งจ่ายไฟ aiPS ซีรีส์ A06B-6110

ไม่สามารถจ่ายไฟจากแหล่งจ่ายไฟซีรีส์ A06B-6087, A06B-6088 หรือ A06B-6089 รุ่นเก่าที่ใช้กับโมดูล SVM รุ่นแรก A06B-6079 และ A06B-6096 ได้  

แรงดันบัส DC, แรงดันแหล่งจ่ายไฟควบคุม และโปรโตคอลการสื่อสารบัสระหว่างแหล่งจ่ายไฟและโมดูล SVM แตกต่างกันระหว่างสองรุ่น การผสมผสานกันในระบบขับเคลื่อนเดียวไม่ได้รับการสนับสนุนและจะทำให้ระบบไม่สามารถเริ่มต้นทำงานได้หรือทำให้ส่วนประกอบเสียหาย

จำเป็นต้องมีการอัปเกรดระบบขับเคลื่อนเต็มรูปแบบ — เปลี่ยนทั้งแหล่งจ่ายไฟและโมดูล SVM ทั้งหมดพร้อมกัน — เมื่อเปลี่ยนจากฮาร์ดแวร์เซอร์โวรุ่นแรกเป็น i-generation