Fanuc A06B-0116-B403 | Сервопривод переменного тока серии Beta iS BiS1/6000 — 0,5 кВт, 1,2 Нм, 6000 об/мин, тормоз 24 В, энкодер b64ia, стандартный разъем

Обзор

Сервопривод переменного тока Fanuc A06B-0116-B403 серии Beta iS — модель BiS 1/6000 — сочетает в себе выходную мощность 0,5 кВт, максимальную скорость 6000 об/мин, пружинный тормоз постоянного тока 24 В и бесконтактный абсолютный пульс-кодер b64ia в компактном одноосном корпусе со стандартным разъемом энкодера.Это модель с тормозом из семейства BiS 1/6000, предназначенная для осей, где механическая фиксация является требованием безопасности или качества, при этом она имеет идентичную электромагнитную конструкцию, скоростные характеристики и спецификацию энкодера, как и бесконтактный вариант B103.Это двигатель, который оправдывает свои характеристики, когда этого требует применение.

На любой оси, где снятие питания сервопривода может привести к нежелательному движению — вертикальная ось, которая уронит нагрузку, наклонный конвейер, который будет двигаться назад, поворотная ось, которая должна удерживать индексированное положение между операциями — пружинный тормоз постоянного тока 24 В обеспечивает безопасную механическую фиксацию, которую один только крутящий момент сервопривода не может обеспечить во время отключения питания, аварийной остановки или запрограммированных пауз.

Двигатель не создает крутящего момента при снятии питания; тормоз удерживает положение на месте.

Стандартная конфигурация разъема отличает этот вариант от герметичной версии #0100.

В то время как #0100 обеспечивает улучшенную герметизацию в месте соединения кабеля энкодера для сред с прямым воздействием жидкости, стандартный A06B-0116-B403 использует обычное соединение разъема, которое подходит для большинства установок станков с ЧПУ и автоматизации — защищенных внутри корпусов или расположенных вдали от прямого попадания охлаждающей жидкости.

Большинство установок не требуют дополнительного уровня защиты герметичного разъема, и стандартная версия является более распространенной спецификацией в приложениях станков на производственных площадках.

Основные характеристики

Параметр

Значение

Это двигатель, который вы выбираете для осей, обеспечивающих производительность машины без необходимости такого же физического масштаба, как у основных осей: манипулятор смены инструмента, который должен точно индексироваться в каждое положение, механизм зажима паллеты, который должен удерживать определенный крутящий момент, поворотный стол четвертой оси на компактном вертикально-фрезерном станке, где нагрузка невелика, а основным требованием является точное позиционирование.

При мощности 0,5 кВт, пусковом моменте 1,2 Нм и скорости 6000 об/мин BiS 1/6000 эффективно справляется с задачами вспомогательных осей.

Потолок скорости 6000 об/мин означает, что двигатель может быстро выполнять быстрые перемещения позиционирования, даже когда передаточное число механизма обеспечивает низкую скорость нагрузки — запас двигателя выше типичных рабочих скоростей сокращает время позиционирования, позволяя фазам ускорения и замедления работать в пределах возможностей крутящего момента двигателя.

Пусковой момент 1,2 Нм, хотя и скромный по стандартам основных осей, полностью достаточен для легких механизмов и низких нагрузок трения, которые обычно представляют эти оси.

Тормоз постоянного тока 24 В добавляет возможность удержания, которая превращает двигатель позиционирования в механизм зажима.

На поворотном индексаторе двигатель позиционируется до заданного угла, тормоз срабатывает перед отключением сервопривода, и индексированное положение механически заблокировано независимо от того, что произойдет с системой управления или источником питания после этого.

Нагрузка не может смещаться. Деталь не движется. Качество производства сохраняется на протяжении всего цикла обработки.

Работа тормоза постоянного тока 24 В — инженерная логика пружинного механизма

Термин «пружинный тормоз» описывает тормоз, который срабатывает под действием механической силы, а не электрической. В A06B-0116-B403 набор предварительно сжатых пружин постоянно удерживает тормозной диск на валу двигателя.

Подача постоянного тока 24 В на катушку тормоза создает электромагнитное поле, которое сжимает пружины и отводит диск от вала, позволяя ему свободно вращаться. Снимите 24 В — по любой причине — и пружины немедленно прижмут диск обратно к валу.

Инженерная логика проста: система, требующая активного электрического питания для поддержания безопасного состояния, по своей сути более опасна, чем та, которая по умолчанию переходит в безопасное состояние без питания.

Пружинный тормоз по умолчанию включен, что означает, что безопасное состояние (заблокированный вал) является состоянием по умолчанию.

Опасное состояние (свободно вращающийся вал) требует постоянного напряжения 24 В постоянного тока для поддержания. Отказ питания, аварийная остановка, сигнализация сервопривода, перезапуск управления, намеренное отключение сервопривода — все это приводит к автоматическому срабатыванию тормоза без какого-либо вмешательства системы управления.

Для вспомогательных осей и периферийных механизмов, где часто используется BiS 1/6000, такое безопасное поведение напрямую защищает от последствий непредвиденных событий. Манипулятор смены инструмента, который падает между положениями во время отключения питания, может повредить инструмент и шпиндель.

Зажим паллеты, который отключается во время перезапуска управления, позволяет паллете двигаться. Поворотный индексатор, который смещается во время аварийной остановки, может вызвать столкновение при перезапуске станка. Тормоз 24 В на A06B-0116-B403 предотвращает все эти исходы, гарантируя, что ось механически заблокирована в момент снятия питания сервопривода.

Абсолютный пульс-кодер b64ia — сохранение положения без батареи

Пульс-кодер b64ia, встроенный в A06B-0116-B403, обеспечивает абсолютные данные о положении вала без батареи. При каждом включении питания энкодер передает точное угловое положение сервоусилителю Beta i до начала любого движения оси.

Привод и ЧПУ имеют правильные данные о положении с первого цикла сканирования, без необходимости перемещения для поиска нулевой точки.

Для оси с тормозом это важно в двух аспектах.

Во-первых, это подтверждает, что тормоз сработал в правильном положении во время предыдущего отключения питания: если ЧПУ считывает положение при включении питания, которое отличается от заданного положения при выключении питания, расхождение немедленно обнаруживается и может быть устранено до отправки каких-либо команд движения.

Во-вторых, это исключает последовательность поиска нулевой точки, которая требуется для осей с инкрементальными энкодерами — особенно ценно для осей, чье перемещение для поиска нулевой точки было бы осложнено тормозом (последовательность: включить сервопривод, отпустить тормоз, переместиться к референсной точке, снова включить тормоз, отключить сервопривод добавляет время и требует тщательного проектирования последовательности для безопасного выполнения).

Абсолютное положение без батареи — это практическое преимущество, которое отличает b64ia от систем энкодеров, требующих батареи для сохранения абсолютных данных положения.

Нет необходимости искать, устанавливать, контролировать или заменять батарею. Нет риска потери положения при разрядке батареи. Система энкодера работает одинаково при первом включении станка в неделю, как и через пять лет.

Вал SLK — гладкий прямой, без шпоночного паза

Обозначение SLK идентифицирует гладкий прямой вал без шпоночного паза — стандартная конфигурация вала для этого класса двигателей в большинстве применений Beta iS. Вал диаметром 14 мм передает крутящий момент за счет трения с внутренней поверхностью втулки муфты, полагаясь на силу зажима, создаваемую механизмом блокировки втулки.

Примечание для справки: в исходном описании продукта от некоторых поставщиков вал SLK ошибочно описывается как «конический». Вал на A06B-0116-B403 представляет собой гладкий прямой цилиндрический вал, а не конический.

Конический вал Fanuc был бы обозначен кодом суффикса «TPR», которого у этого двигателя нет.

При пусковом моменте 1,2 Нм и соответствующих пиковых переходных токах ток муфты должен быть рассчитан на пиковую выходную мощность двигателя, а не только на номинальный пусковой момент. Втулки, изготовленные с правильным допуском для вала 14 мм, с механизмами зажима, затянутыми до спецификации производителя муфты, надежно справляются с этими нагрузками. Периодическая повторная проверка момента затяжки — особенно после первых 50–100 часов работы, когда происходит начальная посадка — является основной задачей механического обслуживания для интерфейсов муфт с гладким валом.

B403 против B103 — тормозная особенность

A06B-0116-B403 и A06B-0116-B103 идентичны по всем электрическим и механическим характеристикам: та же выходная мощность 0,5 кВт, тот же пусковой момент 1,2 Нм, та же максимальная скорость 6000 об/мин, то же напряжение двигателя 172 В, тот же номинальный ток 1,8 А / пиковый ток 2,6 А, тот же вал 14 мм, тот же энкодер b64ia, та же совместимость с усилителем. Изменяющийся номер — B4xx против B1xx — обозначает наличие или отсутствие тормоза.

Это означает, что выбор между ними является чисто прикладным вопросом: нужна ли оси механическая фиксация при отключенном сервоприводе?

Ответ зависит от гравитации и остаточных нагрузок.

Горизонтальная ось с легкой нагрузкой и без компоненты гравитации не имеет тенденции к движению при отключенном сервоприводе — B103 без тормоза является правильной и более простой спецификацией.

Вертикальная ось, несущая нагрузку вниз, наклонная ось или любая ось, где трения механизма недостаточно для удержания положения против силы нагрузки — эти оси требуют тормоза B403.

Установка B103 (без тормоза) на ось, которая должна иметь тормоз, создает риск, который проявляется только при снятии питания: ось будет смещаться, а направление и расстояние смещения не контролируются.

Установка B403 (с тормозом) на ось, которая не нуждается в тормозе, приводит к лишним затратам на тормоз и добавляет цепь питания тормоза 24 В к установке, но не создает риска для безопасности. Когда существует реальная неопределенность относительно того, требует ли нагрузка удержания, B403 является консервативной спецификацией.

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем разница между A06B-0116-B403 и A06B-0116-B403#0100?

Оба являются двигателями BiS 1/6000 с тормозом постоянного тока 24 В, энкодером b64ia и гладким прямым валом — идентичны по производительности и электрическим характеристикам.

Суффикс #0100 у второго варианта добавляет улучшенную герметизацию в месте соединения разъема кабеля энкодера, что делает его подходящим для сред с прямым воздействием охлаждающей жидкости или других жидкостей в области разъема.

Стандартный A06B-0116-B403 использует обычное соединение разъема, которое подходит для большинства установок станков, где двигатель расположен вдали от прямого контакта с жидкостью.

Если вышедший из строя оригинальный двигатель является вариантом #0100, стандартный A06B-0116-B403 может заменить его механически и электрически, но разъем кабеля энкодера может не подойти без герметичного корпуса разъема.

В2: Как тормоз 24 В интегрируется с усилителем Fanuc Beta i?

Сервоусилитель Beta i управляет разблокировкой тормоза как частью последовательности включения/отключения сервопривода. Когда сервопривод включен и готов, усилитель подает сигнал на источник питания тормоза постоянного тока 24 В станка для разблокировки тормоза — 24 В подаются на катушку тормоза, преодолевается сила пружины, и вал свободно вращается под управлением сервопривода.

Когда сервопривод отключен — при аварийной остановке, программной остановке оси или сигнализации сервопривода — усилитель снимает сигнал разблокировки тормоза перед отключением выхода сервопривода, поэтому тормоз срабатывает, пока двигатель еще имеет активный контроль положения. Эта последовательность предотвращает движение нагрузки во время перехода от крутящего момента сервопривода к удержанию тормозом.

В3: Может ли A06B-0116-B403 заменить B103 (без тормоза) на той же оси?

Да, физически и электрически двигатели взаимозаменяемы на самом двигателе. Установка дополнительно требует цепи питания тормоза постоянного тока 24 В и проводки к контактам разъема тормоза двигателя — которых нет в установке B103.

Если ось изначально была подключена для B103, добавление B403 требует добавления подключения питания тормоза 24 В, настройки параметра блокировки тормоза усилителя и проверки правильности работы последовательности разблокировки и срабатывания тормоза перед возвращением оси в производство.

Обратное — замена B403 на B103 на оси, которая требовала торможения, — требует инженерного анализа для подтверждения безопасности оси без механической фиксации.

В4: Что происходит с тормозом, если 24 В постоянного тока случайно подаются непрерывно без управления усилителем последовательностью разблокировки?

Если 24 В постоянного тока постоянно подаются на катушку тормоза без управления последовательностью усилителя, тормоз остается постоянно разблокированным — механизм срабатывания пружины остается открытым, пока присутствует напряжение.

Вал свободно вращается, и удержание отсутствует при отключенном сервоприводе. Это ошибка в проводке или конфигурации управления, а не отказ тормоза, но она полностью устраняет функцию безопасности тормоза.

Правильная конфигурация требует, чтобы источник питания 24 В переключался выходным сигналом блокировки тормоза усилителя или реле в соответствии с логикой включения/отключения сервопривода, а не подключался к постоянному источнику питания 24 В.

В5: Какие проверки необходимо провести перед установкой подержанного A06B-0116-B403?

Проверьте тормоз перед механической установкой: подайте 24 В постоянного тока на клеммы тормоза и убедитесь, что вал свободно вращается без сопротивления; снимите 24 В и убедитесь, что вал надежно удерживается. Любое сопротивление при 24 В указывает на остаточный контакт диска из-за изношенного или загрязненного тормозного диска.

Любое движение вала под действием только пружины указывает на недостаточную силу пружины — тормоз требует обслуживания перед установкой.

Кроме того, вращайте вал вручную, чтобы проверить плавность хода подшипников, осмотрите разъем энкодера и выход кабеля на предмет повреждений, а также измерьте сопротивление обмоток фаза-фаза на предмет баланса.

Запуск на совместимом усилителе Beta i до 6000 об/мин с проверкой функции тормоза на промежуточных скоростях подтверждает готовность двигателя к производству перед установкой в станок.