Fanuc A06B-0087-B103 | Động cơ Servo AC dòng Beta iS BiS30/2000 — 3kW, 27Nm, Trục thẳng trơn, Bộ mã hóa tuyệt đối biA128, IP65

Mã sản phẩm: A06B-0087-B103 Dòng: Động cơ Servo AC Beta iS (βiS)

Model: BiS 30 / 2000

Cấu hình: Trục thẳng trơn (SLK, Không có rãnh then), Không có phanh, Bộ mã hóa tuyệt đối biA128

Công suất định mức: 3 kW

Mô-men xoắn dừng: 27 Nm

Tốc độ tối đa: 2.000 RPM

Điện áp đầu vào: 200–240 VAC, 3 pha

Chống bụi/nước: IP65

Mã bộ mã hóa: A860-2020-T301

Tình trạng: Mới / Đã tân trang

Tổng quan

Động cơ Fanuc A06B-0087-B103 là động cơ servo AC dòng Beta iS 3 kW — model BiS30/2000 — được cấu hình với trục thẳng trơn, không có phanh và bộ mã hóa tuyệt đối biA128. Với mô-men xoắn dừng 27 Nm và tốc độ tối đa 2.000 RPM, đây là động cơ lớn nhất trong dòng Beta iS nhỏ gọn tiêu chuẩn trước khi nâng cấp lên BiS40/2000, và nó định vị mình vững chắc ở phân khúc mà quán tính tải, mô-men xoắn giữ liên tục và độ cứng trục dưới lực cắt nặng là yếu tố quyết định lựa chọn — chứ không phải tốc độ thuần túy.

Hậu tố B103 xác định chính xác cấu hình cụ thể này: trục thẳng, lỗ trơn (không có rãnh then), bộ mã hóa tuyệt đối biA128 và không có phanh.

Mỗi yếu tố này đều quan trọng một cách độc lập. Trục thẳng trơn truyền mô-men xoắn chỉ thông qua lực kẹp. biA128 có nghĩa là trục có kiến thức vị trí đầy đủ ngay khi hệ thống servo được cấp điện, không yêu cầu quay về điểm tham chiếu.

Việc không có phanh có nghĩa là động cơ không phù hợp theo chỉ định cho các trục thẳng đứng không cân bằng hoặc bất kỳ ứng dụng nào mà khi servo tắt có nguy cơ chuyển động do trọng lực. Hiểu rõ cả ba yếu tố trước khi đặt hàng bộ phận thay thế sẽ tránh được các vấn đề lắp đặt chỉ được phát hiện khi vận hành.

BiS30/2000 thường xuất hiện trên các trục cấp liệu nặng hơn của các trung tâm gia công CNC cỡ trung bình đến lớn, trên các trục bàn quay truyền động trực tiếp nơi mô-men xoắn giữ thay vì tốc độ định vị là ràng buộc thiết kế, và trên thiết bị tự động hóa đa trục nơi các phôi hoặc đồ gá lớn làm tải trọng trục servo đáng kể vượt quá khả năng kiểm soát tự tin của các động cơ Beta iS nhẹ hơn.

Thông số kỹ thuật chính

BiS30/2000 trong Thang đo Mô-men xoắn Beta iS

Dòng Beta iS là dòng động cơ servo nhỏ gọn nam châm Neodymium của Fanuc, được thiết kế cho các trục cấp liệu và định vị của máy công cụ CNC và thiết bị tự động hóa công nghiệp, nơi hiệu quả chi phí của kiến trúc bộ khuếch đại Beta i quan trọng hơn phạm vi hiệu suất đỉnh của dòng Alpha i.

Trong dòng BiS, "30" xác định lớp mô-men xoắn dừng theo Newton-mét, và mô-men xoắn dừng 27 Nm của BiS30/2000 đặt nó rõ ràng ở cuối dải mà khung Beta iS nhỏ gọn có thể cung cấp. Sự tiến triển là: BiS8 ở 7 Nm, BiS12 ở 11 Nm, BiS22 ở 20 Nm, BiS30 ở 27 Nm và BiS40 ở 36 Nm.

So với BiS22/2000 đứng trước nó, BiS30/2000 tăng thêm 35% mô-men xoắn dừng trong cùng tốc độ tối đa 2.000 RPM. Điều này có ý nghĩa trực tiếp trên các trục mà sự khác biệt giữa 20 Nm và 27 Nm quyết định liệu động cơ có thể giữ vị trí lệnh dưới tải mà không tạo ra lỗi theo dõi servo hay không.

Giới hạn tốc độ /2000 là hệ quả của mật độ mô-men xoắn mà động cơ này đạt được trong kích thước khung của nó.

Một động cơ lớn hơn tạo ra mô-men xoắn nam châm vĩnh cửu Neodymium 27 Nm ở 2.000 RPM hoạt động ở tần số điện khác với động cơ nhỏ hơn tạo ra ít mô-men xoắn hơn ở tốc độ cao hơn.

BiS30/2000 không phải là động cơ tốc độ cao; thiết kế điện và cơ khí của nó được tối ưu hóa để cung cấp mô-men xoắn cao trong phạm vi hoạt động 0–2.000 RPM. Đối với các ứng dụng cần cả mô-men xoắn cao và tốc độ cao, cần có một lớp động cơ khác.

Trục thẳng trơn — Mô-men xoắn bằng kẹp

Trục trơn của A06B-0087-B103 truyền 27 Nm mô-men xoắn dừng đến bộ phận khớp nối hoàn toàn thông qua ma sát được tạo ra bởi lực kẹp của trục khớp nối. Không có rãnh then.

Ở mức 27 Nm, thông số kỹ thuật khớp nối trở thành một bài toán kỹ thuật nghiêm túc hơn so với các động cơ Beta iS nhẹ hơn — trục khớp nối phải được định mức cho lớp mô-men xoắn này, đường kính trục phải khớp và trục phải được lắp đặt theo mô-men xoắn kẹp do nhà sản xuất chỉ định, được xác minh bằng cờ lê lực đã hiệu chuẩn.

Một khớp nối chỉ đủ dùng ở mức 20 Nm có thể không đủ ở mức 27 Nm — đặc biệt là trên các trục có đảo chiều thường xuyên, gia tốc mạnh hoặc định vị tải cao liên tục.

Triệu chứng đầu tiên của khớp nối sắp đạt đến giới hạn ma sát thường là sự phân tán vị trí mà ngưỡng báo động servo không phát hiện ngay lập tức: các lỗi lặp lại nhỏ tích lũy trước khi trục thất bại trong chu kỳ kiểm tra định vị.

Việc xác định khớp nối là nguồn gốc đòi hỏi phải so sánh vị trí lệnh với vị trí thực tế tại giao diện trục khớp nối dưới các điều kiện tải khác nhau, không chỉ đọc hiển thị lỗi định vị của CNC.

Đối với các ứng dụng có đảo chiều tải cao thường xuyên, các biến thể trục côn trong dòng A06B-0087 (nếu có) cung cấp một khớp nối tự định tâm, loại bỏ sự phụ thuộc vào ma sát của giao diện trục trơn.

Cấu hình trục trơn B103 là đúng cho phần lớn các cấu hình khớp nối tiêu chuẩn, nhưng thông số kỹ thuật khớp nối phải phù hợp với đầu ra mô-men xoắn thực tế của động cơ.

Bộ mã hóa tuyệt đối biA128 — Tham chiếu vị trí đầy đủ khi bật nguồn

Bộ mã hóa pulsecoder biA128 (A860-2020-T301) được gắn ở phía sau của A06B-0087-B103 là một bộ mã hóa tuyệt đối với 128.000 xung mỗi vòng quay. Tuyệt đối có nghĩa là bộ mã hóa giữ tham chiếu vị trí trục của nó vĩnh viễn — qua các chu kỳ nguồn, sự kiện dừng khẩn cấp và mất điện đột ngột — mà không cần pin dự phòng.

Khi bộ khuếch đại servo bật nguồn, nó đọc trực tiếp vị trí trục từ biA128 và có dữ liệu vị trí trục chính xác trước khi bất kỳ lệnh chuyển động nào được đưa ra.

Đối với một trục mang BiS30/2000 — một trục tải nặng với quán tính và mô-men xoắn tải đáng kể — việc giữ vị trí tuyệt đối này có những hậu quả hoạt động vượt ra ngoài sự tiện lợi của việc khởi động máy nhanh hơn.

Trên một trục có bộ mã hóa tăng dần, việc quay về tham chiếu (homing) phải được hoàn thành trước khi CNC chấp nhận bất kỳ lệnh trục nào.

Trên một trục tải nặng, các hành trình homing được thực hiện ở tốc độ giảm, việc tiếp cận công tắc tham chiếu phải đủ chậm để tránh vượt quá, và bất kỳ sự gián đoạn nguồn nào giữa chừng khi homing sẽ làm cho vị trí không xác định, yêu cầu khởi động lại toàn bộ trình tự homing.

biA128 loại bỏ cả ba ràng buộc này.

Trong môi trường sản xuất nơi thời gian hoạt động của máy sau các sự kiện dừng khẩn cấp hoặc gián đoạn nguồn điện ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng, thời gian tiết kiệm được bằng cách loại bỏ các chu kỳ quay về tham chiếu sẽ tích lũy trong một ca làm việc. Điều này đặc biệt liên quan đến các trục chậm homing do ràng buộc tải trọng.

Cấu tạo IP65 và bộ khuếch đại Beta iS

Độ kín IP65 — loại bỏ hoàn toàn bụi, bảo vệ chống tia nước từ mọi hướng — là tiêu chuẩn trên BiS30/2000 và phù hợp với môi trường máy công cụ sản xuất mà động cơ này hoạt động.

Sương mù chất làm mát, tiếp xúc với nước rửa và tiếp xúc ngẫu nhiên với chất lỏng trong quá trình nạp và dỡ phôi nằm trong phạm vi thiết kế IP65.

Với công suất đầu ra 3 kW từ một khung nhỏ gọn, động cơ này chạy nóng hơn các động cơ Beta iS nhẹ hơn ở chu kỳ làm việc tương đương.

Phớt trục IP65 ở đầu trước của động cơ là bộ phận dễ bị mài mòn nhanh nhất khi trục chịu tải xuyên tâm đáng kể — giới hạn tải xuyên tâm của vòng bi nên được kiểm tra so với ứng dụng trước khi lắp đặt, và tình trạng phớt trục nên được đưa vào kiểm tra bảo trì định kỳ.

A06B-0087-B103 được thiết kế cho dòng bộ khuếch đại servo Beta i của Fanuc — bộ truyền động một trục βiSV và mô-đun servo-spindle kết hợp βiSVSP — trong lớp dòng điện phù hợp với công suất định mức 3 kW của BiS30/2000.

Nó tích hợp với các bộ điều khiển CNC Fanuc bao gồm Dòng 0i-C, 0i-D, 0i-F, 30i, 31i và 32i.

Bộ khuếch đại phải mang tham số loại động cơ BiS30/2000 và giao diện bộ mã hóa tuyệt đối biA128 phải được bật trước khi trục hoạt động.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Điều gì phân biệt BiS30/2000 với BiS22/2000 (dòng A06B-0085) và khi nào thì nên sử dụng động cơ lớn hơn?

Cả hai đều chạy ở tốc độ tối đa 2.000 RPM và có cùng trục, bộ mã hóa và cấu tạo IP65. Sự khác biệt thực tế là mô-men xoắn dừng: BiS22/2000 cung cấp 20 Nm; BiS30/2000 cung cấp 27 Nm — tăng 35%.

BiS30/2000 là lựa chọn phù hợp khi phân tích tải trọng trục cho thấy 20 Nm là không đủ để giữ vị trí lệnh chống lại tác động kết hợp của trọng lượng phôi, lực kẹp đồ gá và mô-men xoắn cắt mà không tạo ra lỗi theo dõi servo hoặc yêu cầu điều chỉnh độ lợi servo làm giảm hiệu suất động.

Nếu 20 Nm là đủ, BiS22/2000 là lựa chọn nhẹ hơn và tiết kiệm hơn.

Q2: B103 không có phanh. Điều đó có vấn đề trên các trục thẳng đứng không?

Trên bất kỳ trục nào mà động cơ là phương tiện duy nhất để ngăn chuyển động do trọng lực khi mô-men xoắn servo bị ngắt — điều kiện dừng khẩn cấp, tắt nguồn hoặc vô hiệu hóa servo — việc thiếu phanh là rủi ro an toàn và bảo vệ thiết bị.

BiS30/2000 có phanh DC 24V có sẵn dưới dạng biến thể B403 trong dòng A06B-0087. Đối với các trục thẳng đứng, trục nghiêng hoặc bất kỳ cấu hình nào mà trọng lực tác động lên tải trọng trục, nên chỉ định biến thể có phanh.

B103 không có phanh phù hợp cho các trục ngang hoặc trục thẳng đứng cân bằng, nơi sự trôi do trọng lực trong điều kiện tắt servo không phải là mối quan tâm.

Q3: Bộ mã hóa tuyệt đối biA128 có cần pin để giữ vị trí không?

Không cần pin. biA128 là bộ mã hóa tuyệt đối thực sự không dùng pin — nó giữ tham chiếu vị trí trục qua các lần gián đoạn nguồn bằng hệ thống phát hiện quang học hoặc từ tính bên trong.

Khi bộ truyền động servo bật nguồn, dữ liệu vị trí được đọc trực tiếp từ bộ mã hóa mà không cần bất kỳ hành trình khởi động hoặc trình tự homing nào.

Điều này phân biệt nó với một số thiết kế bộ mã hóa tuyệt đối cũ hơn dựa vào bộ đếm có pin dự phòng để duy trì tham chiếu vị trí của chúng.

Q4: Cần bộ khuếch đại Beta i nào cho A06B-0087-B103?

BiS30/2000 yêu cầu bộ khuếch đại servo Beta i — βiSV hoặc βiSVSP — được định mức cho lớp đầu ra 3 kW và nhu cầu dòng điện đỉnh của động cơ. Nó tích hợp với các bộ điều khiển CNC Fanuc bao gồm 0i-C, 0i-D, 0i-F, 30i, 31i và 32i.

Tham số loại động cơ của bộ khuếch đại phải được đặt cho BiS30/2000 và giao diện bộ mã hóa tuyệt đối biA128 phải được bật.

Khi chỉ định bộ khuếch đại, hãy xác minh đầu ra dòng điện đỉnh khớp với yêu cầu dòng điện gia tốc tối đa của động cơ ở tốc độ gia tốc thiết kế của trục — trên trục có quán tính cao, nhu cầu dòng điện đỉnh tỷ lệ thuận cao hơn so với các trục nhẹ hơn.

Q5: Các bước kiểm tra quan trọng nhất khi đánh giá A06B-0087-B103 đã qua sử dụng là gì?

Bắt đầu với bề mặt trục trơn — kiểm tra các vết mài mòn do trượt khớp nối trước đó, cho thấy khớp nối bị siết không đủ lực hoặc lỗ trục bị hỏng. Bề mặt trục bị mài mòn làm giảm độ đồng tâm khi lắp khớp nối tiếp theo.

Kiểm tra đầu nối bộ mã hóa biA128 (A860-2020-T301) xem có bị ăn mòn hoặc hư hỏng chân cắm không và kiểm tra bộ giảm căng cáp xem có bị nứt hoặc mòn không.

Đo điện trở cuộn dây trên cả ba pha để cân bằng, sau đó kiểm tra điện trở cách điện với đất — ở mức 3 kW, việc tiếp xúc cách điện cuộn dây với chất làm mát hoặc hoạt động nhiệt độ cao liên tục đáng để xác minh.

Xoay trục bằng tay và ghi nhận bất kỳ tiếng ồn nào của vòng bi. Chạy thử nghiệm ở tốc độ 2.000 RPM trên bộ khuếch đại Beta i với xác minh vị trí bộ mã hóa tuyệt đối, giám sát dòng điện và kiểm tra tải là bước kiểm tra cuối cùng đúng đắn trước khi động cơ trở lại hoạt động sản xuất.