فانوک A06B-0087-B403 | موتور سروو AC Beta iS BiS30/2000 — 3 کیلووات، 27 نیوتن متر، شفت مستقیم، ترمز 24 ولت، انکودر biA128

شماره قطعه: A06B-0087-B403

سری: موتور سروو AC Beta iS (βiS)

مدل: BiS 30 / 2000

پیکربندی: شفت صاف مستقیم (SLK)، ترمز فنری 24 ولت DC، انکودر مطلق biA128، IP65

خروجی نامی: 3 کیلووات

گشتاور توقف: 27 نیوتن متر

حداکثر سرعت: 2,000 دور در دقیقه

ولتاژ ورودی: 200–240 ولت AC، 3 فاز

منبع تغذیه ترمز: 24 ولت DC

وزن: 29 کیلوگرم

انکودر: biA128 مطلق (A860-2020-T301)

وضعیت: نو / بازسازی شده 

مرور کلی

فانوک A06B-0087-B403نوع مجهز به ترمز BiS30/2000 است — یک موتور سروو AC سری Beta iS با توان 3 کیلووات و گشتاور 27 نیوتن متر که با شفت صاف مستقیم، ترمز فنری 24 ولت DC، پولسکودر مطلق biA128 و آب‌بندی IP65 پیکربندی شده است.پسوند "403" الگوی پسوند در خانواده Beta iS فانوک برای شفت صاف مستقیم، ترمز، انکودر biA128 است — همان منطق پسوند که در BiS8/3000-B403، BiS22/2000-B403 و موارد دیگر استفاده می‌شود.

با وزن 29 کیلوگرم، این یک موتور قابل توجه است: بزرگترین در محدوده فشرده Beta iS قبل از BiS40/2000 بالاتر از آن، و مشخصات مناسب برای محورهایی که هم به گشتاور نگهدارنده بالا و هم به ترمز ایمنی مکانیکی نیاز دارند.

ترمز فراتر از عملکرد BiS30/2000، دلیل وجود این موتور است.

نوع B103 همان گشتاور توقف 27 نیوتن متر، همان انکودر مطلق، همان حفاظت IP65 را ارائه می‌دهد — اما ترمز ندارد. هنگامی که یک محور می‌تواند تحت تأثیر گرانش، فشار فنر یا انرژی الاستیک ذخیره شده در هنگام حذف گشتاور سروو حرکت کند، B103 موتور مناسبی نیست، صرف نظر از اینکه گشتاور آن چقدر با بار مطابقت دارد.

A06B-0087-B403 به طور خاص برای این محورها وجود دارد: محورهای Z عمودی مراکز ماشین‌کاری عمودی، محورهای شیب‌دار پلتفرم‌های ماشین پنج محوره، محورهای چرخشی موقعیت‌دهنده‌ها و ایندکسرهای بزرگ، و هر محور اتوماسیون که در آن خاموش شدن سروو به معنای حرکت مکانیکی کنترل نشده است مگر اینکه ترمز وجود داشته باشد.

مشخصات کلیدی

پارامتر

ترمز نصب شده روی A06B-0087-B403 فنری و الکتریکی آزاد شونده است — حالت پیش‌فرض درگیر است و ترمز برای باز شدن به منبع تغذیه فعال 24 ولت DC نیاز دارد.

هنگامی که برق وجود دارد و سروو به طور عادی کار می‌کند، منبع تغذیه ترمز 24 ولت DC سیم‌پیچ ترمز را فعال می‌کند، آهنربای الکتریکی بر نیروی فنر غلبه می‌کند و دیسک ترمز از سطح اصطکاک جدا می‌شود. شفت آزادانه می‌چرخد.

هنگامی که منبع تغذیه 24 ولت قطع می‌شود — چه با دستور خاموش شدن سروو، چه با توقف اضطراری، یا قطع برق — فنر بلافاصله سطوح ترمز را به هم فشار می‌دهد و شفت را به صورت مکانیکی نگه می‌دارد.

این منطق ایمن در برابر خطا دلیل وجود ترمز است. هیچ منطق کنترلی نمی‌تواند امنیت مکانیکی معادل را فراهم کند.

اگر تقویت‌کننده سروو دچار خطا شود، اگر منبع تغذیه کنترل از کار بیفتد، اگر برق اصلی دستگاه قطع شود، یا اگر مدار توقف اضطراری فعال شود — در تمام این موارد ترمز بدون هیچ سیگنال فعالی از CNC یا PLC درگیر می‌شود.

محور موقعیت را به صورت مکانیکی نگه می‌دارد، صرف نظر از آنچه در سیستم الکتریکی اتفاق می‌افتد.

با گشتاور توقف موتور 27 نیوتن متر، گشتاور نگهدارنده ترمز برای مطابقت با کلاس بار موتور طراحی شده است.

گشتاور نگهدارنده خاص ترمز A06B-0087-B403 برای محدوده کاربرد BiS30/2000 اندازه‌گیری شده است — کافی برای نگه داشتن بار محور به صورت ایستا در زمانی که موتور فعال نیست، در برابر گرانش، پیش‌بار فنر، یا نیروی پنوماتیک باقی‌مانده بسته به پیکربندی محور دستگاه.

ترمز برای استفاده به عنوان توقف دینامیکی در حالی که موتور با گشتاور کامل کار می‌کند در نظر گرفته نشده است — این یک ترمز پارک است، نه یک ترمز اصطکاکی برای کاهش سرعت.

مشخصات 24 ولت DC باید صحیح باشد. ترمزهای سری Beta iS از 24 ولت DC استفاده می‌کنند، نه 90 ولت DC که در موتورهای سری Alpha بزرگتر فانوک یافت می‌شود. اعمال 90 ولت به سیم‌پیچ 24 ولت ترمز بلافاصله سیم‌پیچ ترمز را می‌سوزاند.

اعمال تنها 24 ولت به سیم‌پیچ 90 ولت باعث آزاد شدن جزئی الکترومغناطیسی می‌شود — فنر هرگز کاملاً غلبه نمی‌کند، ترمز در حین کار موتور به دیسک کشیده می‌شود و هم ترمز و هم موتور دچار آسیب حرارتی و مکانیکی پیشرونده می‌شوند.

قبل از راه‌اندازی موتور جایگزین، ولتاژ منبع تغذیه ترمز دستگاه را در پایانه‌های کانکتور ترمز اندازه‌گیری کنید تا 24 ولت DC تأیید شود.

عملکرد BiS30/2000 — جایی که 27 نیوتن متر اهمیت دارد

گشتاور توقف 27 نیوتن متر BiS30/2000 پارامتر تعیین‌کننده برای انواع محورهایی است که این موتور به آنها خدمت می‌کند. گشتاور توقف حداکثر گشتاور موجود از موتور در حالت سکون است — گشتاوری که تقویت‌کننده سروو برای نگه داشتن موقعیت فرمان داده شده در برابر بار اعمال شده ارائه می‌دهد.

برای یک محور Z عمودی که یک هد اسپیندل سنگین را حمل می‌کند، نیاز به گشتاور توقف شامل وزن هد، اصطکاک درزبندهای کالسکه ریل خطی، و هرگونه مؤلفه نیروی برش که از طریق اسپیندل به عقب منتقل می‌شود، می‌باشد.

برای یک میز شیب‌دار، شامل گشتاور ترکیبی جرم میز، قطعه کار و فیکسچر که حول محور چرخش شیب عمل می‌کند، می‌باشد.

با حداکثر سرعت 2,000 دور در دقیقه، BiS30/2000 یک موتور با سرعت بالا نیست.

مصالحه ذاتی در طراحی Beta iS این است که گشتاور توقف بالاتر در اندازه قاب فشرده با هزینه حداکثر سرعت عملیاتی همراه است. محدوده کاری BiS30/2000 برای 0–2,000 دور در دقیقه بهینه شده است — محدوده سرعتی که معمولاً محورهای محرک که به آنها خدمت می‌کند.

نرخ‌های حرکت سریع در محورهای عمودی سنگین بیشتر توسط ظرفیت شتاب‌دهی محور (که به گشتاور موجود منهای گشتاور بار بستگی دارد) محدود می‌شود تا سرعت موتور، و 2,000 دور در دقیقه در گام پیچ توپی و نسبت دنده معمول برای کاربردهای محور سنگین معمولاً کافی است.

شفت صاف مستقیم با 27 نیوتن متر — الزامات کوپلینگ

شفت صاف و لغزنده 27 نیوتن متر گشتاور توقف را به قطعه محرک تنها از طریق اصطکاک منتقل می‌کند — هاب کوپلینگ شفت را می‌گیرد و از طریق فشار تماس در سطح سوراخ نگه می‌دارد.

با اضافه شدن ترمز به مجموعه، یک ملاحظه اضافی وجود دارد: هنگامی که ترمز درگیر می‌شود و محور را در حالت سکون نگه می‌دارد در حالی که یک نیروی خارجی سعی در حرکت آن دارد — به عنوان مثال، در هنگام توقف اضطراری در حین ماشین‌کاری — رابط کوپلینگ ممکن است بار گشتاور ضربه‌ای را تجربه کند که از ظرفیت گشتاور استاتیکی که برای آن کلمپ اصطکاکی اندازه‌گیری شده است، فراتر می‌رود.

این ارزش بررسی در مرحله مشخصات کوپلینگ را دارد.

نیروی کلمپ هاب باید برای گشتاور نگهدارنده ترمز، نه فقط گشتاور در حال کار موتور، اندازه‌گیری شود و باید بار دینامیکی در حین درگیر شدن ترمز را در نظر بگیرد.

یک هاب کوپلینگ که برای گشتاور در حال کار 27 نیوتن متر کافی است اما برای شوک مکانیکی درگیر شدن ترمز در برابر بار متحرک کم‌اندازه شده است، به تدریج دچار سایش می‌شود و این سایش به صورت خارج از مرکز بودن شفت و کاهش تکرارپذیری موقعیت قبل از خرابی کامل کوپلینگ ظاهر می‌شود.

در عمل این به این معنی است: هنگام مشخص کردن کوپلینگ برای نصب موتور ترمزدار، رتبه گشتاور دینامیکی سازنده کوپلینگ را تأیید کنید، نه فقط رتبه گشتاور استاتیکی.

انکودر مطلق biA128 — موقعیت بدون نیاز به هومینگ

پولسکودر biA128 (A860-2020-T301) مرجع موقعیت کامل شفت را از طریق چرخه‌های برق بدون هیچ باتری پشتیبان حفظ می‌کند. هنگامی که سیستم سروو روشن می‌شود — چه پس از خاموش شدن برنامه‌ریزی شده و چه پس از یک رویداد از دست دادن برق برنامه‌ریزی نشده — CNC موقعیت واقعی شفت را مستقیماً از biA128 می‌خواند. بدون بازگشت مرجع، بدون حرکت هومینگ، بدون تأخیر راه‌اندازی برای تعیین موقعیت.

در یک محور عمودی یا محور شیب‌دار با ترمز مکانیکی، این ترکیب به ویژه عملی است. محور در هنگام خاموش شدن حرکت نمی‌کند زیرا ترمز آن را نگه می‌دارد. هنگامی که برق بازیابی می‌شود، biA128 موقعیت شفت را می‌خواند — همچنان در همان زاویه‌ای که هنگام قطع برق بود — و CNC بلافاصله داده‌های موقعیت صحیح را دارد.

دستگاه می‌تواند بدون هیچ چرخه موقعیت‌یابی مجدد، دقیقاً از جایی که متوقف شده بود، تولید را از سر بگیرد. در سیستم‌های انکودر افزایشی، قبل از پذیرش هرگونه دستور محور، نیاز به بازگشت مرجع هومینگ وجود دارد که زمان راه‌اندازی متناسب با طول محور و سرعت بازگشت مرجع را اضافه می‌کند.

سازگاری با IP65 و تقویت‌کننده Beta i

آب‌بندی IP65 از A06B-0087-B403 در برابر غبار خنک‌کننده و تماس تصادفی با جت آب که در محیط ماشین‌کاری تولیدی معمول است، محافظت می‌کند. با وزن 29 کیلوگرم، این موتور به اندازه‌ای بزرگ است که درزبند شفت — بخشی از مجموعه IP65 — بار شعاعی قابل توجهی از کوپلینگ و هرگونه کشش تسمه در صورت استفاده محور از درایو تسمه‌ای را تحمل می‌کند.

وضعیت درزبند شفت باید در بررسی‌های نگهداری دوره‌ای در کنار وضعیت بلبرینگ‌ها گنجانده شود.

موتور برای خانواده تقویت‌کننده سروو Beta i فانوک طراحی شده است — درایوهای تک محوره βiSV و ماژول ترکیبی سروو-اسپیندل βiSVSP — که برای کلاس خروجی 3 کیلووات BiS30/2000 اندازه‌گیری شده است. این با کنترل‌های CNC فانوک از جمله سری 0i-C، 0i-D، 0i-F، 30i، 31i و 32i ادغام می‌شود.

منبع تغذیه ترمز 24 ولت DC یک مدار جداگانه از خروجی تقویت‌کننده سروو است — باید به طور مستقل از منبع تغذیه کنترل 24 ولت DC دستگاه تغذیه شود و به درستی اینترلاک شود تا ترمز قبل از فعال شدن سروو آزاد شود و قبل از غیرفعال شدن سروو درگیر شود.

یک مدار ترمز با اینترلاک نادرست — یکی که خیلی دیر آزاد می‌شود یا خیلی زود درگیر می‌شود نسبت به زمان‌بندی فعال/غیرفعال شدن سروو — باعث آلارم اضافه بار سروو (موتور در هنگام راه‌اندازی با ترمز مبارزه می‌کند) یا انحراف موقعیت کنترل نشده (ترمز در حالی که سروو هنوز غیرفعال است آزاد می‌شود) می‌شود.

سوالات متداول

س1: تفاوت بین A06B-0087-B403 و A06B-0087-B103 چیست؟

هر دو موتور BiS30/2000 هستند که خروجی نامی 3 کیلووات، گشتاور توقف 27 نیوتن متر، حداکثر سرعت 2,000 دور در دقیقه، شفت صاف مستقیم، انکودر مطلق biA128 و ساختار IP65 را به اشتراک می‌گذارند. تنها تفاوت ترمز است: B403 دارای ترمز فنری 24 ولت DC است؛ B103 ندارد. B403 برای محورهایی مشخص شده است که حذف گشتاور سروو اجازه حرکت کنترل نشده ناشی از گرانش، فنر یا بار را می‌دهد — محورهای عمودی، محورهای شیب‌دار و محورهای چرخشی باربر. B103 برای محورهای افقی و متعادل که این خطر وجود ندارد، مناسب است. نصب B103 بر روی محوری که به ترمز نیاز دارد، خطر ایمنی ایجاد می‌کند.

س2: منبع تغذیه ترمز 24 ولت DC است. چرا این ولتاژ حیاتی است؟

سیم‌پیچ ترمز BiS30/2000 برای 24 ولت DC طراحی شده است. موتورهای سری Alpha بزرگتر فانوک از ترمزهای 90 ولت DC استفاده می‌کنند. اعمال 90 ولت به سیم‌پیچ ترمز 24 ولت این موتور بلافاصله سیم‌پیچ را می‌سوزاند.

اعمال 24 ولت به سیم‌پیچ 90 ولت باعث آزاد شدن جزئی الکترومغناطیسی می‌شود — فنر غلبه نمی‌کند، ترمز در حین کار به دیسک اصطکاکی کشیده می‌شود، گرما تولید می‌کند و باعث آسیب مکانیکی پیشرونده به بلبرینگ‌های ترمز و موتور می‌شود. 

قبل از اتصال برق، ولتاژ منبع تغذیه ترمز دستگاه را در کانکتور کابل ترمز اندازه‌گیری کنید و 24 ولت DC را تأیید کنید.

س3: آیا می‌توان از ترمز به عنوان توقف دینامیکی در حالی که موتور می‌چرخد استفاده کرد؟

خیر. ترمز فنری روی A06B-0087-B403 یک ترمز نگهدارنده (ترمز پارک) است، نه یک ترمز اصطکاکی دینامیکی. این ترمز برای نگه داشتن محور در حالت سکون هنگام حذف گشتاور سروو طراحی شده است — در حالت سکون، یا در حین کاهش سرعت به صفر.

درگیر کردن ترمز در برابر موتور چرخان با سرعت قابل توجه، گرمای اصطکاکی را ایجاد می‌کند که از طراحی حرارتی ترمز فراتر می‌رود، مواد لنت ترمز را به سرعت تخریب می‌کند و می‌تواند به دلیل بار شعاعی ایجاد شده توسط انحراف دیسک ترمز تحت ضربه، به بلبرینگ شفت موتور آسیب برساند.

توقف دینامیکی مسئولیت تقویت‌کننده سروو است، از طریق کاهش سرعت کنترل شده جریان.

س4: پس از توقف اضطراری با قطع برق، آیا محور قبل از از سرگیری تولید نیاز به هومینگ مجدد دارد؟

خیر. انکودر مطلق biA128 موقعیت شفت را در طول قطع برق حفظ می‌کند — هنگامی که سیستم سروو برق را بازیابی می‌کند، CNC زاویه واقعی شفت را مستقیماً از انکودر می‌خواند.

از آنجایی که ترمز مکانیکی محور را در طول دوره خاموش بودن نگه می‌دارد، شفت حرکت نکرده است.

CNC بلافاصله پس از بازیابی برق داده‌های موقعیت دقیقی دارد و دستگاه می‌تواند دقیقاً از موقعیتی که هنگام وقوع توقف اضطراری در آن قرار داشت، بدون هیچ‌گونه بازگشت مرجع یا پیمایش هومینگ، از سر بگیرد.

س5: مهمترین بررسی‌های بازرسی برای A06B-0087-B403 دست دوم چیست؟

ابتدا ترمز را تست کنید — 24 ولت DC اعمال کنید و تأیید کنید که شفت بدون کشش آزادانه می‌چرخد؛ 24 ولت را بردارید و تأیید کنید که شفت بدون خزیدن تحت گشتاور دستی محکم قفل می‌شود. ترمزی که به طور جزئی آزاد می‌شود یا به طور کامل نگه نمی‌دارد، قبل از نصب موتور بر روی هر محوری نیاز به سرویس دارد. سطح شفت صاف را برای سایش ناشی از هاب کوپلینگ قبلاً لغزیده بررسی کنید.

با 27 نیوتن متر، سایش روی سطح شفت نسبت به موتورهای سبک‌تر Beta iS قابل توجه‌تر است — قبل از نصب کوپلینگ جدید، ارزیابی کنید که آیا سطح شفت در محدوده تلرانس ابعادی قرار دارد.

کانکتور انکودر biA128 (A860-2020-T301) را برای پین‌های خورده شده و تسکین‌دهنده کشش خروجی کابل را برای ترک خوردگی بررسی کنید. مقاومت سیم‌پیچ را در هر سه فاز اندازه‌گیری کنید و مقاومت عایق به زمین را بررسی کنید.

راه‌اندازی روی میز تا 2,000 دور در دقیقه بر روی تقویت‌کننده Beta i با اینترلاک صحیح ترمز، تأیید موقعیت انکودر مطلق و نظارت بر جریان بار، بررسی نهایی صحیح قبل از نصب موتور بر روی دستگاه است.