Серводвигатель переменного тока Fanuc A06B-0313-B169 — ZERO S, конический вал, тормоз, серийный импульсный кодер A

Обзор продукта

Номер детали: A06B-0313-B169

Также ищут как: A06B0313B169, FANUC A06B-0313-B169, Fanuc A06B0313B169

Модель двигателя: 0S (ZERO S)

Классификация: Бесщеточный серводвигатель переменного тока Fanuc серии ZERO S — крутящий момент при остановке 2,9 Нм, 3000 об/мин, конический вал с шпонкой, пружинный удерживающий тормоз, серийный импульсный кодер A (1 000 000 имп/об)

Понимание платформы, к которой относится этот двигатель

A06B-0313-B169 — это Fanuc ZERO S — серводвигатель переменного тока поколения GE Fanuc, который использовался в большом количестве станков с ЧПУ до появления серии alpha. Многие из этих станков до сих пор работают на производстве, и когда двигатель 0S выходит из строя, правильная замена на аналогичный является единственным путем к возобновлению производства без дорогостоящей и трудоемкой модернизации системы привода.

Чтобы правильно подобрать замену, необходимо понимать три аспекта этого конкретного двигателя: класс крутящего момента и скорости, конфигурацию вала и тормоза, а также поколение энкодера. Все три параметра определяются номером детали, и любая ошибка означает, что замена не подойдет, не подключится или не будет работать с существующей системой управления.

A06B-0313-B169 — это вариант с тормозом, коническим валом и серийным импульсным кодером A в семействе 0S. Каждый элемент этого описания является специфическим и не взаимозаменяемым.

Технические характеристики

Место ZERO S в дереве сервоприводов Fanuc

Правильное позиционирование A06B-0313-B169 в историческом ряду двигателей Fanuc важно для поиска, совместимости и долгосрочного планирования технического обслуживания.

Серия ZERO S предшествовала двигателям серии alpha, с которыми сегодня сталкивается большинство инженеров. В эпоху 0S — с конца 1980-х до середины 1990-х годов — Fanuc поставлял двигатель 0S в качестве стандартного серводвигателя малого форм-фактора для станков, управляемых платформами ЧПУ серий 0, 10, 11 и 15. Двигатели использовали серийный интерфейс энкодера — Serial Pulse Coder A — который был технологией энкодера Fanuc того поколения, обеспечивая абсолютную обратную связь по положению через протокол последовательной передачи данных, который усилители поколения 0S были разработаны для чтения.

Последующие двигатели серии alpha использовали другие протоколы серийных энкодеров. Серия αi после этого использовала еще одну итерацию протокола. Двигатель 0S и его Serial Pulse Coder A несовместимы электрически с усилителями серий alpha или αi по интерфейсу энкодера — и это самый важный факт совместимости для любого, кто ищет этот двигатель. A06B-0313-B169 устанавливается обратно в машину, из которой он был извлечен, подключаясь к тому же поколению усилителя, для которого он был разработан. Его нельзя напрямую заменить в системе усилителя α или αi без модернизации всей системы.

Для станков, где система привода 0S остается в эксплуатации — а таких станков, работающих на производстве, все еще значительное количество — A06B-0313-B169 является просто правильным двигателем. Нет современного эквивалента, который устанавливался бы как готовое решение в существующую машину без модификаций.

Конический вал с шпонкой: разработан для надежной долговременной эксплуатации

конический вал с шпонкой (TPR) на A06B-0313-B169 является стандартным интерфейсом соединения станков для этого поколения двигателей. Понимание того, почему эта конструкция вала сохраняется на протяжении десятилетий в конструкции двигателей Fanuc, помогает объяснить, почему она важна для замены.

Коническая геометрия — точно обработанный конусный угол на конце вала двигателя — самоцентрирует ступицу муфты при установке. Когда ступица натягивается на конус с помощью стяжного болта на конце вала, конические контактные поверхности автоматически выводят ступицу в идеальное соосное положение с валом двигателя. Никаких приспособлений для выравнивания, никаких прокладок, никаких проб и ошибок. Ступица садится в одно и то же положение при каждой установке, что означает, что ведомый механизм возвращается в точно такое же геометрическое положение относительно вала двигателя после каждого технического обслуживания.

Шпонка в соответствующем шпоночном пазу передает нагрузку крутящего момента за счет положительного механического зацепления сдвигом, а не полагаясь исключительно на трение конического контакта. При крутящем моменте при остановке 2,9 Нм шпонка находится в пределах своей грузоподъемности — основная функция здесь заключается в фиксации ступицы муфты от вращения относительно вала при реверсивных нагрузках крутящего момента и вибрации, а не в передаче крутящего момента на пределе материала шпонки.

Для целей замены: когда A06B-0313-B169 устанавливается как прямая замена, существующая ступица муфты на станке уже имеет соответствующий конический и шпоночный пазы для этого вала. Переставьте ступицу со старого двигателя на новый, используя соответствующий съемник для шестерен для снятия — никогда не используйте ударные или клиновые инструменты на коническом соединении — и натяните ступицу до правильного зацепления, затянув стяжной болт вала до требуемого момента.

Пружинный удерживающий тормоз: безопасность, работающая без питания

Тормоз, установленный на A06B-0313-B169, имеет пружинную конструкцию — отказобезопасный механизм, состояние которого при отключении питания является не выбором, а физическим законом. Пружина механически включает тормозной диск, когда тормозная катушка обесточена. Для снятия тормоза требуется питание, а не для его включения.

Этот принцип отказобезопасности означает, что любая потеря питания — плановое отключение, аварийная остановка, неисправность усилителя или перерыв в подаче электроэнергии — немедленно и автоматически приводит к механически зафиксированному валу. Двигатель не может вращаться до тех пор, пока не будет восстановлено питание и оно не будет намеренно подано на тормозную катушку для ее снятия. На оси, несущей гравитационную нагрузку в направлении вращения вала — вертикальная ось шпинделя, наклонная подача, ось Z с тяжелой головкой шпинделя — это механическое зацепление является единственным, что предотвращает неконтролируемое опускание при отключении сервопривода.

При крутящем моменте при остановке 2,9 Нм нагрузка, которую приводит этот двигатель, скромна, но даже скромные массы на вертикальной оси падают под действием силы тяжести таким образом, что повреждают инструмент, оснастку или заготовки. Тормоз удерживает ось в статическом положении независимо от направления или величины нагрузки в пределах его номинальных характеристик.

Варианты без тормоза в семействе 0S — обозначенные другими суффиксами серии B — идентичны B169 по крутящему моменту и конфигурации энкодера, но не имеют этого механизма. На горизонтальных осях без гравитационной составляющей нагрузки в направлении вращения вала правильно специфицированы двигатели без тормоза. На вертикальных или наклонных осях вариант с тормозом — этот двигатель — является правильной и безопасной спецификацией. Установка замены без тормоза для оригинального двигателя с тормозом недопустима на этих осях без полного обзора архитектуры безопасности станка.

Серийный импульсный кодер A: абсолютная обратная связь в поколении 0S

Энкодер, установленный на A06B-0313-B169, — это Serial Pulse Coder A — 1 000 000 импульсов на оборот, серийный абсолютный протокол. Это поколение энкодеров, которое Fanuc разработал для семейства двигателей 0S и платформ ЧПУ серий 0/10/11/15 своего времени.

Абсолютный означает отсутствие обязательного возврата в исходное положение при включении питания. Serial Pulse Coder A сохраняет многооборотное положение вала при отключении питания с помощью резервной батареи — обычно расположенной в двигателе или в блоке батарей соответствующей панели управления в зависимости от конкретной архитектуры станка. При включении ЧПУ координата оси восстанавливается из сохраненного абсолютного положения без необходимости перемещения для возврата в исходное положение. Это было значительным операционным преимуществом для станков этого поколения по сравнению с инкрементными системами энкодеров, которые они заменили, и остается операционно актуальным на любом станке, где система привода ZERO S все еще находится в эксплуатации.

При 1 000 000 отсчетов на оборот Serial Pulse Coder A обеспечивает разрешение контура положения в нанометровом диапазоне при типичных шагах шарико-винтовой передачи — более чем достаточно для требований к точности позиционирования станков, для которых был разработан этот двигатель.

Критическое примечание о совместимости: Serial Pulse Coder A — это специфический интерфейс энкодера. Разъем, кабель и последовательный протокол специфичны для усилителей поколения 0S. Не пытайтесь подключать Serial Pulse Coder A к усилителю серии alpha или αi — интерфейс физически и электрически отличается. При замене A06B-0313-B169 замена должна иметь тот же Serial Pulse Coder A. Другие варианты энкодеров в семействе 0S — 2000P инкрементный, 3000P, варианты с высоким разрешением — несовместимы с теми же настройками параметров усилителя и потребуют как минимум переконфигурации усилителя.

Обслуживание батареи в системах абсолютных энкодеров

Serial Pulse Coder A сохраняет свой многооборотный абсолютный счетчик положения с помощью резервной батареи. Конкретное расположение батареи зависит от станка — она может находиться в корпусе разъема двигателя, в блоке батарей панели управления станка или в сервоусилителе, в зависимости от того, как производитель станка реализовал цепь резервного питания.

Когда Fanuc CNC выдает сигнал тревоги батареи для оси, работающей с двигателем 0S с Serial Pulse Coder A, своевременно замените батарею. Полная разрядка батареи сбрасывает абсолютный счетчик, требуя повторного приведения оси в исходное положение относительно координат станка. На станках, где положение реперной метки для возврата в исходное положение нелегко восстановить — или где процедура запуска станка не включает контролируемый возврат в исходное положение — разрядка батареи вызывает более сложный процесс восстановления, чем простая замена батареи.

Серия A06B-0313: ключевые варианты

Все варианты серии A06B-0313 имеют одинаковый корпус двигателя 0S (ZERO S) с крутящим моментом при остановке 2,9 Нм и максимальной скоростью 3000 об/мин. Суффикс кодирует конфигурацию вала, тормоз и тип энкодера.

B169 имеет как шпонку в коническом валу, так и пружинный тормоз — полную конфигурацию безопасности для станков, где соединение требует положительного шпоночного зацепления, а ось требует механического удержания при отключении сервопривода.

Совместимые системы управления и усилители

A06B-0313-B169 работает с сервоусилителями Fanuc серии ZERO — сервомодулями, разработанными для платформ ЧПУ серий 0, 0C, 0D, 10, 11 и 15. Эти усилители напрямую считывают протокол Serial Pulse Coder A и параметризованы для типа двигателя 0S.

Этот двигатель несовместим с усилителями Fanuc серии alpha SVU или с усилителями Fanuc серии αi αiSV без преобразования на уровне системы, которое заменяет как усилитель, так и интерфейс энкодера двигателя. Если станок, использующий этот двигатель, рассматривается для модернизации системы привода, путь модернизации включает замену как усилителя, так и двигателя вместе — двигатель с Serial Pulse Coder A не может быть сохранен с усилителем нового поколения.

Типичные применения

Оси подачи обрабатывающих центров с ЧПУ на станках с управлением Series 0. Оси подачи X, Y и Z на вертикальных и горизонтальных обрабатывающих центрах с управлением Fanuc Series 0, 0C и 0D, где система привода 0S остается в эксплуатации, а A06B-0313-B169 является оригинальной спецификацией двигателя.

Оси вертикальной подачи на токарных станках и обрабатывающих центрах с ЧПУ Series 0. Применения оси Z и шпинделя, где пружинный тормоз обеспечивает обязательное безопасное удержание при отключении сервопривода для осей, несущих гравитационные нагрузки.

Оси поворотных соединений роботов Fanuc на роботах первого поколения. Ранние промышленные роботы Fanuc, использующие семейство двигателей 0S на поворотных соединениях, где абсолютный энкодер Serial Pulse Coder A поддерживает сохранение положения соединения при отключении питания контроллера.

Оси подачи многоосевых токарных центров с ЧПУ. Оси каретки и поперечного суппорта Z и X на токарных центрах с управлением Fanuc Series 0T и 0TC, где двигатель 0S с Serial Pulse Coder A является оригинальной спецификацией оси привода.

FAQ

В1: Совместим ли A06B-0313-B169 с современными усилителями Fanuc αi серии?

Нет — напрямую. A06B-0313-B169 использует Serial Pulse Coder A, который специфичен для сервоусилителей Fanuc серии ZERO. Усилители Fanuc αi серии используют совершенно другой протокол серийного энкодера и физический интерфейс. Подключение двигателя с Serial Pulse Coder A к усилителю αi потребует полной конверсии системы привода — замены как усилителя, так и двигателя — а не простой замены двигателя. A06B-0313-B169 должен использоваться с оригинальным сервоусилителем поколения 0S, установленным в станке.

В2: B169 имеет тормоз — что произойдет, если цепь тормоза неожиданно потеряет питание?

Тормоз на A06B-0313-B169 пружинного действия — он механически включается, когда тормозная катушка обесточена, а не когда она запитана. Любая потеря питания тормоза по любой причине немедленно приводит к включению тормоза и фиксации вала. Эта отказобезопасная конструкция означает, что сбои питания, события аварийной остановки, неисправности усилителя и плановые отключения приводят к автоматическому механическому удержанию оси. Для выполнения своей работы при отключении питания не требуется управляющий сигнал — он включается по умолчанию всякий раз, когда отсутствует электрическое питание.

В3: Требуется ли Serial Pulse Coder A цикл возврата в исходное положение при каждом включении ЧПУ?

Нет. Serial Pulse Coder A — это серийный абсолютный энкодер — он сохраняет многооборотное положение вала при отключении питания с помощью резервной батареи. При включении ЧПУ координата оси немедленно восстанавливается без какого-либо движения для возврата в исходное положение. Однако, когда резервная батарея разряжается и абсолютный счетчик сбрасывается, требуется однократная процедура повторного приведения в исходное положение для повторной синхронизации абсолютного положения с системой координат станка. Замените батарею, когда ЧПУ выдаст сигнал тревоги батареи, чтобы избежать этого.

В4: Является ли B169 тем же двигателем, что и B172 — и можно ли их взаимозаменять?

И B169, и B172 имеют одинаковый корпус двигателя 0S, крутящий момент при остановке 2,9 Нм, энкодер Serial Pulse Coder A и пружинный тормоз. Функциональное различие заключается в валу: B172 — это конический вал без шпонки, в то время как B169 — это конический вал с фрезерованным шпоночным пазом. Если ступица муфты станка имеет шпоночный паз, то B169 является правильной заменой; если используется простой конический паз без шпонки, то правильным является B172. Установка вала со шпонкой, когда ступица не имеет шпоночного паза, или наоборот, создает несоответствие соединения, которое невозможно правильно собрать.

В5: Можно ли отремонтировать A06B-0313-B169 вместо полной замены?

Да. Семейство двигателей 0S является хорошо зарекомендовавшей себя и ремонтопригодной платформой. Квалифицированные ремонтные предприятия серводвигателей Fanuc могут заменить подшипники, отремонтировать или перемотать обмотки статора, заменить блок энкодера Serial Pulse Coder A и обслужить механизм пружинного тормоза. Для предприятий, обслуживающих станки с системой привода 0S, где поиск новых двигателей 0S становится все более сложным, ремонт часто является наиболее практичным и экономически эффективным решением. Программы обмена с доплатой также доступны у некоторых поставщиков. При отправке двигателя в ремонт используйте предприятие с подтвержденным опытом работы с Fanuc 0S / GE Fanuc — Serial Pulse Coder A требует специальной калибровки и выравнивания после замены, которое предприятия без соответствующего испытательного оборудования не могут выполнить правильно.