Fanuc A06B-0235-B000 — Động cơ Servo AC αiS 8/4000, Trục côn, Không có phanh, Bộ mã hóa xung Alpha i A1000

Tổng quan sản phẩm

Mã sản phẩm: A06B-0235-B000

Cũng được tìm kiếm với tên: A06B0235B000, A06B-0235-B000 Fanuc, FANUC A06B0235B000 Dòng: Dòng Fanuc MELSERVO Alpha iS (αiS) Phân loại: Động cơ Servo AC không chổi than — 2,5 kW, 4.000 vòng/phút, Trục côn có rãnh then, Không có phanh, Bộ mã hóa xung Alpha i A1000

Tổng quan

Fanuc A06B-0235-B000 là động cơ servo AC αiS 8/4000 tiêu chuẩn của nhà máy — một trong những động cơ trục cấp liệu được triển khai rộng rãi nhất trong các máy công cụ CNC được điều khiển bằng Fanuc trên toàn cầu. Được định mức 2,5 kW với tốc độ định mức 4.000 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 8 Nm, nó nằm ở phân khúc hiệu suất trung bình của dòng Fanuc αiS: đủ mô-men xoắn cho các trục cấp liệu của trung tâm gia công hạng trung đến nặng, đủ tốc độ cho di chuyển nhanh, và giao diện trục côn đã trở thành tiêu chuẩn trên các trục cấp liệu của máy công cụ kể từ khi nền tảng này được giới thiệu.

Ký hiệu "B000" trong mã sản phẩm mã hóa một cấu hình cơ khí cụ thể: không có phanh điện từ, trục côn tiêu chuẩn có rãnh then. Đây là động cơ mà kỹ sư Fanuc chỉ định mặc định cho các trục cấp liệu ngang trên trung tâm gia công, trục Z của trung tâm tiện và nhiều cơ cấu cấp liệu máy công cụ khác, nơi mà khóa servo giữ vị trí khi nghỉ và không có tải trọng trọng lực tác động dọc theo hướng trục khi tắt servo.

Được trang bị Bộ mã hóa xung Alpha i A1000 — một bộ mã hóa tuyệt đối nối tiếp với 1.000.000 xung mỗi vòng quay — động cơ này cung cấp độ phân giải vị trí và khả năng vị trí tuyệt đối mà hệ thống CNC Fanuc sử dụng để đạt độ chính xác định vị dưới micromet, định vị gốc trục trực tiếp và độ rung tốc độ bằng không ở tốc độ cấp liệu thấp. Đây là bộ phận hoàn chỉnh được vận chuyển tiêu chuẩn với định danh động cơ αiS 8/4000 của Fanuc: thân động cơ, trục côn và bộ mã hóa xung A1000 được lắp đặt và căn chỉnh tại nhà máy.

Thông số kỹ thuật

αiS 8/4000: Đọc các thông số hiệu suất

Tên gọi mô hình αiS 8/4000 mã hóa hai thông số hoạt động quan trọng nhất ở dạng nhỏ gọn mà kỹ sư dịch vụ Fanuc đọc trực tiếp từ bảng tên động cơ. Số "8" là mô-men xoắn cực đại tính bằng Newton-mét — mô-men xoắn tối đa mà động cơ có thể duy trì ở tốc độ bằng không mà không vượt quá giới hạn nhiệt. Số "4000" là tốc độ định mức tính bằng vòng/phút. Cùng nhau, chúng xác định phạm vi hoạt động của động cơ trước khi tham khảo bất kỳ bảng thông số kỹ thuật nào.

Với mô-men xoắn cực đại 8 Nm và 4.000 vòng/phút, αiS 8/4000 đặt động cơ này vào điểm hoạt động hiệu quả cho các trục máy công cụ. Mô-men xoắn cực đại xác định khả năng lực duy trì đỉnh của động cơ ở tốc độ thấp — giai đoạn cắt nặng của hoạt động phay sâu, giai đoạn lực không đổi của vết cắt mặt trên phôi lớn, hoặc lực cấp liệu duy trì trong chu kỳ khoan dài. Tám Newton-mét mô-men xoắn cực đại điều khiển một vít me bước 10mm chống lại lực trục duy trì khoảng 4,5 kN — đủ cho các trục bàn trung tâm gia công hạng trung và hầu hết các trục băng máy tiện dưới tải trọng cắt thực tế.

mô-men xoắn định mức 5,97 Nm ở 4.000 vòng/phút — có được từ định mức công suất 2,5 kW — là giá trị liên tục cho hoạt động tốc độ cao. Trong vùng phẳng của đường cong mô-men xoắn-tốc độ lên đến 4.000 vòng/phút, động cơ hoạt động ở hoặc dưới giá trị này trong quá trình di chuyển nhanh và các giai đoạn cắt vận tốc không đổi. Trên 4.000 vòng/phút (nơi động cơ đi vào phạm vi suy giảm từ trường), mô-men xoắn khả dụng giảm trong khi động cơ tiếp tục cung cấp công suất lên đến giới hạn tốc độ tối đa.

Bộ mã hóa xung Alpha i A1000 ở mức 1.000.000 ppr cung cấp độ phân giải phản hồi vị trí tương đương khoảng 64 lần tốt hơn bộ mã hóa 14-bit và khoảng 8 lần tốt hơn bộ mã hóa 17-bit. Ở tốc độ 4.000 vòng/phút, điều này phân giải góc trục đến một phần của phút cung mỗi chu kỳ cập nhật — đủ tốt để vòng lặp vận tốc về cơ bản không có lỗi lượng tử hóa ở bất kỳ tốc độ cấp liệu thực tế nào, và vòng lặp vị trí có thể lệnh các bước tăng dưới micromet có thể lặp lại trên trục máy.

Trục côn: Tiêu chuẩn máy công cụ CNC

Trục côn có rãnh then trên A06B-0235-B000 là giao diện cơ khí xác định cho các lắp đặt động cơ servo máy công cụ CNC và là lý do động cơ này lắp trực tiếp vào trung tâm gia công, trung tâm tiện và máy mài mà không cần sửa đổi phần cứng khớp nối.

Trong việc lắp đặt động cơ servo máy công cụ, trục côn phục vụ hai chức năng đồng thời. Hình dạng côn — một góc nón xác định khớp với lỗ tương ứng trong hub khớp nối vít me hoặc khớp nối bánh răng — cung cấp một giao diện tự định tâm đạt được sự căn chỉnh hình học chính xác của các trục động cơ và trục được dẫn động mà không có sự chồng chéo dung sai mà giao diện lỗ hình trụ đưa vào. Rãnh then trong rãnh trục truyền mô-men xoắn cơ học thông qua tiết diện cắt của rãnh then, độc lập với tải trọng kẹp trục giữ hub trên trục côn.

Hậu quả thực tế là kết nối động cơ-cơ cấu vừa chính xác về mặt hình học vừa tích cực về mặt cơ học. Hub đặt trên trục côn đến một độ sâu trục xác định, rãnh then ngăn quay, và một bu lông kéo qua đầu trục kéo hub chặt vào trục côn. Tháo lắp và lắp lại — để thay thế vòng bi, thay thế động cơ hoặc bảo dưỡng khớp nối — trả hub về đúng vị trí hình học mà không cần quy trình căn chỉnh nào.

Đối với các nhà sản xuất máy công cụ, giao diện này là tiêu chuẩn trên dòng αiS vì nó cho phép sử dụng cùng một thiết kế hub khớp nối vít me trên bất kỳ động cơ nào trong dòng αiS. Khi kỹ sư máy công cụ nâng cấp từ αiS 4/4000 lên αiS 8/4000 cho một trục nặng hơn, hub khớp nối không thay đổi. Khi kỹ sư dịch vụ thay thế một động cơ bị lỗi bằng một bộ phận thay thế, giao diện trục côn đảm bảo bộ phận thay thế lắp đặt giống hệt như bộ phận gốc mà không cần căn chỉnh hoặc xác minh căn chỉnh.

Hậu tố B000 xác nhận không có phanh điện từ trên bộ phận này. Đối với các trục cấp liệu ngang và các trục trung tâm tiện được tải đối xứng, chiếm phần lớn các ứng dụng động cơ αiS, khóa servo thông qua bộ khuếch đại αi của Fanuc giữ vị trí đáng tin cậy khi nghỉ mà không cần giữ cơ học. Các biến thể có phanh mang hậu tố B100 hoặc B605 tùy thuộc vào cấu hình.

Bộ mã hóa xung Alpha i A1000: Hệ thống phản hồi

Bộ mã hóa xung Alpha i A1000 (mã sản phẩm Fanuc A860-2000-T301) là thiết bị phản hồi được lắp đặt tiêu chuẩn trên A06B-0235-B000. Đây là bộ mã hóa tuyệt đối nối tiếp — không phải là bộ tạo xung tăng dần đơn giản — và các đặc điểm của nó ảnh hưởng đến cách hệ thống CNC Fanuc quản lý vị trí ở mọi bước từ khi khởi động đến nội suy tốc độ cao.

Giao thức tuyệt đối nối tiếp. A1000 giao tiếp với bộ khuếch đại servo αi của Fanuc qua liên kết nối tiếp thay vì tạo ra các chuỗi xung A/B/Z vi sai. Giao thức nối tiếp này truyền cả dữ liệu vị trí và thông tin trạng thái bộ mã hóa trong mỗi chu kỳ giao tiếp. Định dạng nối tiếp có khả năng chống nhiễu tốt hơn tín hiệu xung vi sai trên các đường cáp dài và kích thước cáp nhỏ gọn hơn — chỉ cần một vài dây dẫn tín hiệu thay vì một bộ cặp vi sai đầy đủ.

Vị trí tuyệt đối khi bật nguồn. A1000 duy trì vị trí trục tuyệt đối đa vòng quay qua các sự kiện tắt nguồn. Khi CNC Fanuc được bật, bộ khuếch đại servo đọc ngay lập tức vị trí tuyệt đối từ mỗi bộ mã hóa xung trục. CNC biết tọa độ máy của mỗi trục trước khi bất kỳ chuyển động nào xảy ra. Điều này loại bỏ chu kỳ định vị gốc (homing) mà bộ mã hóa tăng dần yêu cầu mỗi khi khởi động — một lợi ích vận hành đáng kể trên các máy sản xuất có chu kỳ bật tắt nguồn giữa các ca hoặc sau bất kỳ lần dừng báo động nào.

Một triệu xung mỗi vòng quay. Ở mức 1.000.000 xung mỗi vòng quay, A1000 cung cấp độ phân giải góc mà các thuật toán nội suy có độ chính xác cao của Fanuc yêu cầu để định vị tuyến tính dưới micromet trên các trục vít me. Trên vít me bước 4mm, một xung bộ mã hóa tương ứng với 4 nanomet dịch chuyển tuyến tính. Lệnh vị trí của CNC có thể chỉ định các bước di chuyển với các bước tăng nhỏ hơn nhiều so với bất kỳ sự tuân thủ cơ học nào cho phép trong thực tế — đây chính là điều kiện cần thiết cho các vòng lặp vị trí ổn định, không dao động ở độ lợi cao.

Sao lưu pin. Bộ đếm vị trí tuyệt đối trong A1000 được duy trì qua các sự kiện tắt nguồn bằng pin sao lưu, thường được đặt trong bộ khuếch đại servo αi của Fanuc hoặc trong bộ pin của tủ CNC tùy thuộc vào cấu hình máy. Thay pin sao lưu khi CNC hiển thị cảnh báo pin bộ mã hóa. Việc cạn kiệt pin hoàn toàn sẽ đặt lại bộ đếm tuyệt đối — yêu cầu chu kỳ định vị gốc và có thể là quy trình xóa trục thủ công trước khi sản xuất tiếp tục. Điều này dễ dàng ngăn chặn bằng cách coi cảnh báo pin là một hạng mục bảo trì ngay lập tức.

Bộ điều khiển và bộ khuếch đại tương thích

A06B-0235-B000 được thiết kế cho bộ khuếch đại servo dòng Fanuc αi — dòng bộ khuếch đại αiSV (Alpha i Servo) điều khiển động cơ dòng αiS trên tất cả các nền tảng CNC Fanuc hiện tại và gần đây.

Bộ điều khiển CNC được xác nhận tương thích: Fanuc Series 0i-D, 0i-F, 15i-MB, 16i, 18i, 21i-MB, 30i-A, 30i-B, 31i-A, 31i-B, 32i. Tất cả các bộ điều khiển này đều sử dụng dòng bộ khuếch đại αi với cùng giao thức bộ mã hóa nối tiếp mà bộ mã hóa xung A1000 triển khai.

Bộ khuếch đại αiSV cho động cơ αiS 8/4000 thường là αiSV 20 hoặc αiSV 40 tùy thuộc vào cấu hình trục của máy và dung lượng bus. Dòng điện định mức 8,3A và công suất đầu ra 2,5 kW của động cơ nằm trong khả năng của αiSV 20 cho các ứng dụng trục đơn, và αiSV 40 cung cấp khoảng trống cho nhu cầu dòng điện đỉnh cao hơn trong các chu kỳ tăng tốc mạnh mẽ.

Thiết lập tham số. Khi lắp đặt bộ phận thay thế A06B-0235-B000, bộ tham số trục CNC Fanuc phải khớp với mô hình động cơ. Các tham số liên quan — số loại động cơ, số cặp cực, loại bộ mã hóa, giới hạn dòng điện — được xác nhận trong hướng dẫn tham số servo của Fanuc cho dòng CNC cụ thể. Chức năng phát hiện động cơ tự động của Fanuc (có sẵn trên các phiên bản CNC mới hơn) có thể đọc loại động cơ từ dữ liệu nối tiếp của bộ mã hóa xung và tự động thiết lập tham số. Trên các phiên bản CNC cũ hơn, yêu cầu nhập tham số thủ công.

A06B-0235-B000 không tương thích với các bộ khuếch đại dòng Fanuc αC, β, hoặc α ban đầu có trước thế hệ αi. Nó yêu cầu một bộ khuếch đại servo thế hệ αi tương thích với cả đặc tính điện của động cơ và giao thức nối tiếp của bộ mã hóa xung A1000.

Dòng Fanuc αiS: Bối cảnh và Định vị

Dòng αiS (Alpha iS) đại diện cho nền tảng động cơ servo máy công cụ tiêu chuẩn của Fanuc — các động cơ được vận chuyển tiêu chuẩn trên các trung tâm gia công, trung tâm tiện và máy mài được điều khiển bằng Fanuc trên toàn thế giới. Ký hiệu "iS" phân biệt dòng này với dòng αi trước đó, với những cải tiến bao gồm mật độ mô-men xoắn cao hơn, quán tính rôto thấp hơn để phản hồi động lực học được cải thiện và hiệu suất nhiệt nâng cao.

Trong dòng αiS, 8/4000 nằm ở điểm công suất trung bình của dòng phụ 4.000 vòng/phút:

αiS 8/4000 là động cơ tiêu chuẩn cho các trục X và Y của trung tâm gia công hạng trung trên các máy có khối lượng bàn trong phạm vi 300–600 kg, và cho các trục Z trên các máy mà khối lượng cụm đầu trục chính và bố trí đối trọng đặt nhu cầu mô-men xoắn âm trong định mức mô-men xoắn cực đại của động cơ.

Ứng dụng điển hình

Trục cấp liệu X, Y và Z của trung tâm gia công ngang. Ứng dụng thiết kế chính cho A06B-0235-B000. Các trung tâm gia công ngang và dọc với hệ thống CNC Fanuc 0i, 30i hoặc 31i sử dụng động cơ αiS 8/4000 trên các trục cấp liệu xử lý bàn và yên ngựa hạng trung. Mô-men xoắn cực đại 8 Nm duy trì tải trọng cắt trong quá trình phay và doa nặng; tốc độ định mức 4.000 vòng/phút cho phép tốc độ di chuyển nhanh giúp giảm thiểu thời gian không cắt.

Trục băng và trục trượt ngang của trung tâm tiện CNC. Trục Z và trục X của trung tâm tiện CNC dưới điều khiển Fanuc 0i-T hoặc 0i-TF. Giao diện trục côn phù hợp với thiết kế ghép nối trực tiếp phổ biến trên các ổ trục vít me của trung tâm tiện; định mức 4.000 vòng/phút cung cấp khả năng di chuyển nhanh trên toàn bộ chiều dài hành trình.

Trục máy mài CNC. Trục bàn và trục đầu mài trên máy mài ngoài và máy mài phẳng CNC yêu cầu kiểm soát cấp liệu tốc độ thấp chính xác kết hợp với mô-men xoắn đủ cho các chu kỳ mài và sửa đá. Độ phân giải 1.000.000 ppr của bộ mã hóa xung A1000 hỗ trợ các bước cấp liệu nhỏ đặc trưng của chu kỳ mài chính xác.

Trục máy cắt dây EDM và máy EDM chìm. Trục định vị chính và phụ trên thiết bị EDM, nơi bộ mã hóa tuyệt đối cung cấp thông tin vị trí trục ngay lập tức khi bật nguồn, và đặc tính mô-men xoắn tốc độ thấp mượt mà của động cơ hỗ trợ các cấp liệu được kiểm soát chậm được sử dụng trong quá trình gia công.

Hệ thống tự động hóa tùy chỉnh và hệ thống đa trục. Bất kỳ hệ thống tự động hóa nào chạy bộ khuếch đại servo dòng Fanuc αi và yêu cầu khả năng servo 2,5 kW / 4.000 vòng/phút với đầu ra trục côn, phản hồi vị trí tuyệt đối và bộ tham số servo được ghi lại đầy đủ mà cơ sở dữ liệu động cơ dòng αiS hỗ trợ.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Bộ mã hóa xung nào được lắp trên A06B-0235-B000 và nó cung cấp độ phân giải bộ mã hóa bao nhiêu?

A06B-0235-B000 được trang bị bộ mã hóa xung Fanuc Alpha i A1000 (tham chiếu A860-2000-T301) làm tiêu chuẩn. Đây là bộ mã hóa tuyệt đối nối tiếp cung cấp 1.000.000 xung mỗi vòng quay dữ liệu vị trí. Nó truyền góc trục tuyệt đối và dữ liệu vị trí đa vòng quay qua liên kết nối tiếp đến bộ khuếch đại servo αi. Khả năng tuyệt đối có nghĩa là hệ thống CNC Fanuc biết tọa độ máy chính xác của mỗi trục ngay lập tức khi bật nguồn — không cần chu kỳ định vị gốc để quay về điểm tham chiếu sau khi tắt máy theo kế hoạch hoặc không theo kế hoạch.

Q2: Bộ khuếch đại servo nào tương thích với A06B-0235-B000?

A06B-0235-B000 yêu cầu bộ khuếch đại servo dòng Fanuc αi (αiSV) — thường là αiSV 20 hoặc αiSV 40 tùy thuộc vào cấu hình trục. Bộ điều khiển CNC tương thích bao gồm Fanuc Series 0i-D/F, 15i, 16i, 18i, 21i, 30i, 31i và 32i. Động cơ này không tương thích với các bộ khuếch đại dòng α hoặc αC cũ hơn có trước thế hệ αi, cũng như với dòng Fanuc β hoặc bất kỳ ổ đĩa servo không phải của Fanuc nào, thiếu bộ giải mã giao thức nối tiếp của bộ mã hóa xung A1000.

Q3: A06B-0235-B000 có phanh không và vị trí được giữ khi nghỉ như thế nào?

Hậu tố B000 xác nhận không có phanh điện từ. Khi nghỉ, vị trí trục được duy trì bằng khóa servo của bộ khuếch đại servo αi của Fanuc — vòng lặp vị trí vẫn hoạt động và bộ khuếch đại cung cấp dòng điện hiệu chỉnh để giữ vị trí đã lệnh. Đối với các trục ngang và bất kỳ trục nào không có thành phần tải trọng trọng lực dọc theo hướng di chuyển, điều này là đáng tin cậy và chính xác. Đối với các trục dọc hoặc trục có tải trọng trọng lực không cân bằng, nên chỉ định một biến thể động cơ có phanh — mang hậu tố B100 hoặc tương tự.

Q4: Thiết kế trục côn mang lại lợi ích gì so với trục thẳng?

Trục côn có rãnh then mang lại hai lợi thế cụ thể cho các ứng dụng động cơ servo máy công cụ. Thứ nhất, hình dạng côn tự định tâm hub khớp nối trên trục, đạt được sự căn chỉnh hình học chính xác của các trục động cơ và trục được dẫn động. Thứ hai, rãnh then truyền mô-men xoắn cơ học thông qua rãnh then thay vì chỉ dựa vào lực kẹp ma sát. Điều này làm cho việc lắp đặt và tháo gỡ trở nên đơn giản cho việc bảo trì, trả hub về đúng vị trí mỗi lần và đảm bảo đường truyền mô-men xoắn là tích cực về mặt cơ học thay vì phụ thuộc vào ma sát. Thiết kế trục côn là tiêu chuẩn trên dòng Fanuc αiS để cho phép thiết kế hub khớp nối chung trên các biến thể công suất động cơ.

Q5: Cần kiểm tra những gì trước khi lắp đặt A06B-0235-B000 thay thế?

Ba mục là rất quan trọng. Thứ nhất, xác nhận bộ phận thay thế mang hậu tố chính xác — B000 có nghĩa là không có phanh, trục côn, cấu hình tiêu chuẩn. Các hậu tố khác chỉ ra sự khác biệt về phanh, trục hoặc niêm phong. Thứ hai, xác minh các tham số trục CNC Fanuc khớp với loại động cơ αiS 8/4000. Sự không khớp tham số gây ra lỗi điều khiển hoặc giảm hiệu suất. Thứ ba, kiểm tra tình trạng pin sao lưu bộ mã hóa xung trong bộ khuếch đại servo hoặc bộ pin CNC. Pin yếu hoặc hết pin phải được thay thế trước khi đưa động cơ thay thế vào hoạt động, vì tham chiếu vị trí tuyệt đối phải hợp lệ để máy có thể tiếp tục sản xuất mà không cần chu kỳ định vị gốc đầy đủ.