Fanuc A06B-0087-B103 | Сервопривод переменного тока серии Beta iS BiS30/2000 — 3 кВт, 27 Нм, прямой гладкий вал, абсолютный энкодер biA128, IP65

Номер детали: A06B-0087-B103 Серия: Сервопривод переменного тока Beta iS (βiS)

Модель: BiS 30 / 2000

Конфигурация: Прямой гладкий вал (SLK, без шпоночного паза), без тормоза, абсолютный энкодер biA128

Номинальная выходная мощность: 3 кВт

Пусковой момент: 27 Нм

Максимальная скорость: 2 000 об/мин

Входное напряжение: 200–240 В переменного тока, 3 фазы

Степень защиты: IP65

Номер энкодера: A860-2020-T301

Состояние: Новый / Восстановленный

Обзор

Сервопривод переменного тока Fanuc A06B-0087-B103 серии Beta iS — модель BiS30/2000 — мощностью 3 кВт, с прямым гладким валом, без тормоза и абсолютным энкодером biA128. С пусковым моментом 27 Нм и максимальной скоростью 2 000 об/мин, это самый крупный двигатель в стандартной компактной серии Beta iS перед переходом на BiS40/2000. Он занимает нишу, где выбор определяется инерцией нагрузки, постоянным удерживающим моментом и жесткостью оси при высоких нагрузках резания, а не только скоростью.Суффикс B103 точно определяет эту конкретную конфигурацию: прямой вал, гладкий шпоночный паз (без шпоночного паза), абсолютный энкодер biA128 и отсутствие тормоза.Каждый из этих элементов важен сам по себе. Прямой гладкий вал передает крутящий момент только за счет силы зажима. biA128 означает, что ось имеет полное знание положения в момент включения сервосистемы, не требуя возврата в исходное положение.

Отсутствие тормоза означает, что двигатель в данной конфигурации не подходит для неуравновешенных вертикальных осей или любых применений, где отключение сервопривода создает риск движения под действием силы тяжести. Понимание всех трех факторов перед заказом замены позволяет избежать проблем при установке, которые обнаруживаются только на этапе ввода в эксплуатацию.

BiS30/2000 чаще всего встречается на более тяжелых подающих осях средних и крупных станков с ЧПУ, на осях поворотных столов с прямым приводом, где удерживающий момент, а не скорость позиционирования, является конструктивным ограничением, а также на многоосевом оборудовании автоматизации, где большие заготовки или приспособления значительно нагружают сервоось сверх возможностей более легких двигателей Beta iS.

Ключевые характеристики

Параметр

Значение

В семействе BiS «30» обозначает класс пускового момента в ньютон-метрах, а пусковой момент 27 Нм у BiS30/2000 четко позиционирует его на верхнем пределе возможностей компактной рамы Beta iS. Прогрессия выглядит так: BiS8 при 7 Нм, BiS12 при 11 Нм, BiS22 при 20 Нм, BiS30 при 27 Нм и BiS40 при 36 Нм.

По сравнению с BiS22/2000, который ему предшествует, BiS30/2000 обеспечивает на 35% больший пусковой момент при той же максимальной скорости 2 000 об/мин. Это напрямую важно для осей, где разница между 20 Нм и 27 Нм определяет, сможет ли двигатель удерживать заданное положение под нагрузкой без возникновения ошибки следования сервопривода.

Потолок скорости /2000 является следствием плотности крутящего момента, которую этот двигатель достигает в своей раме.

Более крупный двигатель, производящий 27 Нм неодимового постоянного магнитного крутящего момента при 2 000 об/мин, работает на другой электрической частоте, чем меньший двигатель, производящий меньший крутящий момент на более высокой скорости.

BiS30/2000 не является высокоскоростным двигателем; его электрическая и механическая конструкция оптимизирована для обеспечения высокого крутящего момента в рабочем диапазоне 0–2 000 об/мин. Для применений, требующих как высокого крутящего момента, так и высокой скорости, требуется другой класс двигателя.

Прямой гладкий вал — крутящий момент за счет зажима

Гладкий вал A06B-0087-B103 передает 27 Нм пускового момента на соединительный элемент исключительно за счет трения, создаваемого силой зажима ступицы муфты. Шпоночный паз отсутствует.

При 27 Нм спецификация муфты становится более серьезной инженерной задачей, чем для более легких двигателей Beta iS — ступица муфты должна быть рассчитана на этот класс крутящего момента, диаметр вала должен соответствовать, а ступица должна быть установлена с моментом затяжки, указанным производителем, и проверена калиброванным динамометрическим ключом.

Муфта, которая лишь немного подходит при 20 Нм, может не подойти при 27 Нм — особенно на осях с частыми сменами направления, агрессивным ускорением или постоянным позиционированием под высокой нагрузкой.

Первым признаком муфты, приближающейся к пределу трения, обычно является разброс положения, который не улавливается порогом срабатывания сигнализации сервопривода: небольшие ошибки повторяемости, которые накапливаются до того, как ось не пройдет проверку цикла позиционирования.

Идентификация муфты как источника проблемы требует сравнения заданного положения с фактическим положением на интерфейсе ступицы муфты при различных условиях нагрузки, а не просто считывания индикатора ошибки позиционирования ЧПУ.

Для применений с частыми реверсами под высокой нагрузкой варианты с коническим валом в серии A06B-0087 (где доступны) предлагают самоцентрирующееся натяжное соединение, которое устраняет зависимость от трения интерфейса гладкого вала.

Конфигурация гладкого вала B103 подходит для подавляющего большинства стандартных муфтовых соединений, но спецификация муфты должна соответствовать фактическому выходному крутящему моменту двигателя.

Абсолютный энкодер biA128 — полное позиционное опорное значение при включении питания

Пульс-кодер biA128 (A860-2020-T301), установленный на задней части A06B-0087-B103, представляет собой абсолютный энкодер с 128 000 импульсов на оборот. Абсолютный означает, что энкодер постоянно сохраняет опорное значение положения вала — при циклах питания, аварийных остановках и непреднамеренных отключениях питания — без резервной батареи.

Когда сервоусилитель включается, он считывает положение вала непосредственно с biA128 и имеет точные данные о положении оси до выдачи какой-либо команды движения.

Для оси, несущей BiS30/2000 — оси с высокой нагрузкой, значительной инерцией и моментом нагрузки — это сохранение абсолютного положения имеет операционные последствия, выходящие за рамки удобства более быстрого запуска станка.

На оси с инкрементальным энкодером возврат в исходное положение (домашнее положение) должен быть завершен до того, как ЧПУ примет какие-либо команды оси.

На оси с высокой нагрузкой перемещения в домашнее положение выполняются на пониженной скорости, подход к датчику исходного положения должен быть достаточно медленным, чтобы избежать перерегулирования, а любое прерывание питания в середине процесса возврата в домашнее положение оставляет положение неопределенным, требуя полного перезапуска последовательности возврата в домашнее положение.

biA128 устраняет все три этих ограничения.

В производственных средах, где время безотказной работы станка после аварийных остановов или перебоев в питании напрямую влияет на производительность, время, сэкономленное за счет исключения циклов возврата в исходное положение, накапливается в течение смены. Это особенно актуально для осей, которые медленно возвращаются в исходное положение из-за ограничений нагрузки.

Конструкция IP65 и усилитель Beta iS

Герметизация IP65 — полная защита от пыли, защита от струй воды с любого направления — является стандартной для BiS30/2000 и подходит для производственных сред станков, в которых работает этот двигатель.

Туман от охлаждающей жидкости, воздействие при промывке и случайный контакт с жидкостью при загрузке и выгрузке деталей находятся в пределах расчетного диапазона IP65.

При выходной мощности 3 кВт в компактном корпусе этот двигатель нагревается сильнее, чем более легкие двигатели Beta iS при сопоставимых рабочих циклах.

Уплотнение вала IP65 на переднем конце двигателя является компонентом, наиболее подверженным ускоренному износу при значительной радиальной нагрузке на вал — пределы радиальной нагрузки на подшипник должны быть проверены в соответствии с применением перед установкой, а состояние уплотнения вала должно быть включено в периодический осмотр технического обслуживания.

A06B-0087-B103 разработан для семейства сервоусилителей Fanuc Beta i — одноосевых приводов βiSV и комбинированного серво-шпиндельного модуля βiSVSP — в классе тока, соответствующем номинальной выходной мощности BiS30/2000 3 кВт.

Он интегрируется с системами ЧПУ Fanuc, включая серии 0i-C, 0i-D, 0i-F, 30i, 31i и 32i.

Параметр типа двигателя усилителя должен быть установлен для BiS30/2000, а интерфейс абсолютного энкодера biA128 должен быть включен перед началом работы оси.

FAQ

В1: Чем BiS30/2000 отличается от BiS22/2000 (серия A06B-0085), и когда имеет смысл использовать более крупный двигатель?

Оба работают с максимальной скоростью 2 000 об/мин и имеют одинаковый вал, энкодер и конструкцию IP65. Практическое отличие заключается в пусковом моменте: BiS22/2000 выдает 20 Нм; BiS30/2000 выдает 27 Нм — увеличение на 35%.

BiS30/2000 является правильным выбором, когда анализ нагрузки на ось показывает, что 20 Нм недостаточно для удержания заданного положения против совокупного воздействия веса заготовки, сил зажима приспособления и момента резания без возникновения ошибок следования сервопривода или необходимости снижения усиления сервопривода, что ухудшает динамические характеристики.

Если 20 Нм достаточно, BiS22/2000 является более легким и экономичным выбором.

В2: B103 не имеет тормоза. Является ли это проблемой на вертикальных осях?

На любой оси, где двигатель является единственным средством предотвращения движения под действием силы тяжести при снятии крутящего момента сервопривода — аварийная остановка, отключение питания или отключение сервопривода — отсутствие тормоза представляет собой риск для безопасности и защиты оборудования.

BiS30/2000 с тормозом 24 В постоянного тока доступен как вариант B403 в серии A06B-0087. Для вертикальных осей, наклонных осей или любой конфигурации, где сила тяжести действует на нагрузку оси, следует указывать вариант с тормозом.

B103 без тормоза подходит для горизонтальных осей или сбалансированных вертикальных осей, где дрейф под действием силы тяжести в условиях отключения сервопривода не вызывает беспокойства.

В3: Нужна ли батарея для абсолютного энкодера biA128 для сохранения положения?

Батарея не требуется. biA128 — это настоящий абсолютный энкодер без батареи — он сохраняет опорное значение положения вала при перебоях в питании благодаря своей внутренней системе оптического или магнитного обнаружения.

При включении сервопривода данные о положении считываются непосредственно с энкодера без какого-либо начального перемещения или последовательности возврата в исходное положение.

Это отличает его от некоторых старых конструкций абсолютных энкодеров, которые полагаются на счетчики с резервным питанием от батареи для поддержания своего опорного положения.

В4: Какой усилитель Beta i нужен для A06B-0087-B103?

BiS30/2000 требует сервоусилитель Beta i — βiSV или βiSVSP — рассчитанный на класс выходной мощности 3 кВт и пиковый ток двигателя. Он интегрируется с системами ЧПУ Fanuc, включая 0i-C, 0i-D, 0i-F, 30i, 31i и 32i.

Параметр типа двигателя усилителя должен быть установлен для BiS30/2000, а интерфейс абсолютного энкодера biA128 должен быть включен.

При указании усилителя убедитесь, что пиковый выходной ток соответствует требованию пикового тока ускорения двигателя при расчетной скорости ускорения оси — на оси с высокой инерцией пиковый ток пропорционально выше, чем на более легких осях.

В5: Каковы наиболее важные этапы проверки при оценке подержанного A06B-0087-B103?

Начните с поверхности гладкого вала — проверьте наличие следов фреттинга от предыдущего проскальзывания муфты, что указывает на недостаточный момент затяжки муфты или повреждение отверстия ступицы. Поверхность вала с фреттингом ухудшает концентричность при следующей установке муфты.

Проверьте разъем энкодера biA128 (A860-2020-T301) на наличие корродированных или поврежденных контактов, а также натяжное устройство кабельного вывода на наличие трещин или потертостей.

Измерьте сопротивление обмоток по всем трем фазам для баланса, затем проверьте сопротивление изоляции относительно земли — при 3 кВт стоит проверить изоляцию обмоток от воздействия охлаждающей жидкости или длительной работы при высокой температуре.

Вращайте вал вручную и отмечайте любые шероховатости подшипников. Проверка на стенде до 2 000 об/мин на усилителе Beta i с проверкой положения абсолютного энкодера, мониторингом тока и нагрузочным испытанием является правильной финальной проверкой перед возвращением двигателя в производственную эксплуатацию.