Fanuc A06B-0087-B403 | Beta iS AC 서보 모터 BiS30/2000 — 3kW, 27Nm, 직선 샤프트, 24V 브레이크, biA128 엔코더

부품 번호: A06B-0087-B403

시리즈: Beta iS (βiS) AC 서보 모터

모델: BiS 30 / 2000

구성: 직선 평 샤프트 (SLK), 24V DC 스프링 작동 브레이크, biA128 절대 엔코더, IP65

정격 출력: 3 kW

정지 토크: 27 Nm

최대 속도: 2,000 RPM

입력 전압: 200–240 VAC, 3상

브레이크 공급: 24V DC

무게: 29 kg

엔코더: biA128 절대 (A860-2020-T301)

상태: 신품 / 리퍼비시

개요

Fanuc A06B-0087-B403는 브레이크가 장착된 BiS30/2000 변형 모델로, 3kW, 27Nm Beta iS 시리즈 AC 서보 모터이며 직선 평 샤프트, 24V DC 스프링 작동 브레이크, biA128 절대 펄스 코더 및 IP65 씰링으로 구성됩니다."403" 접미사는 Fanuc의 Beta iS 제품군에서 직선 평 샤프트, 브레이크, biA128 엔코더에 대한 접미사 패턴으로, BiS8/3000-B403, BiS22/2000-B403 등에도 동일한 접미사 로직이 사용됩니다.29kg의 이 모터는 상당한 크기입니다. Beta iS 컴팩트 라인업 중 상위 모델인 BiS40/2000 이전의 가장 큰 모델이며, 높은 유지 토크와 기계적 안전 브레이크가 모두 필요한 축에 적합한 사양입니다.

이 모터는 BiS30/2000의 성능을 넘어 브레이크를 위해 존재합니다.

B103 변형 모델은 동일한 27Nm 정지 토크, 동일한 절대 엔코더, 동일한 IP65 보호 기능을 제공하지만 브레이크는 없습니다. 축이 서보 토크가 제거될 때 중력, 스프링 압력 또는 저장된 탄성 에너지로 인해 움직일 수 있는 경우, B103은 토크가 부하에 잘 맞춰져 있더라도 올바른 모터가 아닙니다.

A06B-0087-B403은 이러한 축을 위해 특별히 제작되었습니다. 수직 머시닝 센터의 수직 Z축, 5축 머신 플랫폼의 틸팅 축, 대형 포지셔너 및 인덱서의 회전 축, 그리고 서보 오프 시 브레이크가 없으면 제어되지 않는 기계적 움직임이 발생하는 모든 자동화 축에 사용됩니다.

주요 사양

매개변수

값

전원이 공급되고 서보가 정상적으로 작동 중일 때, 24V DC 브레이크 공급은 브레이크 코일에 전원을 공급하고, 전자석은 스프링 힘을 극복하여 브레이크 디스크가 마찰면에서 분리됩니다. 샤프트는 자유롭게 회전합니다.

24V 공급이 제거되면(의도적인 서보 오프 명령, 비상 정지 또는 전원 차단으로 인해), 스프링은 즉시 브레이크 표면을 함께 밀어 샤프트를 기계적으로 고정합니다.

이러한 페일 세이프 로직이 브레이크가 존재하는 이유입니다. 어떤 제어 로직도 이에 상응하는 기계적 보안을 제공할 수 없습니다.

서보 앰프에 오류가 발생하거나, 제어 전원 공급 장치가 고장 나거나, 기계가 주 전원 공급 장치를 잃거나, 비상 정지 회로가 트리거되는 경우 — 이 모든 경우에 브레이크는 CNC 또는 PLC의 활성 신호 없이 작동합니다.

축은 전기 시스템에서 무슨 일이 일어나든 기계적으로 위치를 유지합니다.

27Nm 모터 정지 토크에서 브레이크의 유지 토크는 모터의 부하 등급과 일치하도록 설계되었습니다.

A06B-0087-B403 브레이크의 특정 유지 토크는 BiS30/2000 애플리케이션 범위에 맞춰져 있습니다. 모터에 전원이 공급되지 않을 때 중력, 스프링 예압 또는 잔류 공압력에 대해 축 부하를 정적으로 유지하기에 충분합니다.

브레이크는 최대 토크로 모터가 회전하는 동안 동적 정지용으로 사용되지 않습니다. 감속을 위한 마찰 정지 장치가 아니라 주차 브레이크입니다.

24V DC 사양이 정확해야 합니다. Beta iS 시리즈 브레이크는 Fanuc의 대형 Alpha 시리즈 모터에 있는 90V DC가 아닌 24V DC를 사용합니다. 24V 코일에 90V를 인가하면 브레이크 권선이 즉시 타버립니다.

90V 코일에 24V만 인가하면 부분적인 전자 해제가 발생합니다. 스프링이 완전히 극복되지 않고, 모터 작동 중에 브레이크가 디스크에 끌리면서 브레이크와 모터 모두 점진적인 열 및 기계적 손상을 입습니다.

교체 모터를 시운전하기 전에 브레이크 커넥터 단자에서 기계의 브레이크 공급 전압을 측정하여 24V DC를 확인하십시오.

BiS30/2000 성능 — 27Nm가 중요한 이유

BiS30/2000의 27Nm 정지 토크는 이 모터가 사용되는 축 유형을 정의하는 매개변수입니다. 정지 토크는 모터가 정지 상태에서 제공할 수 있는 최대 토크로, 서보 앰프가 부하가 가해진 상태에서 명령된 위치를 유지하기 위해 전달하는 토크입니다.

무거운 스핀들 헤드를 지지하는 수직 Z축의 경우, 정지 토크 요구 사항에는 헤드 무게, 선형 가이드 레일 캐리지 씰의 마찰, 스핀들을 통해 전달되는 절삭력 구성 요소가 포함됩니다.

틸팅 테이블의 경우, 틸팅 축 피벗 주위에서 작용하는 테이블 질량, 작업물 및 고정구의 결합 모멘트가 포함됩니다.

최대 속도 2,000 RPM에서 BiS30/2000은 고속 모터가 아닙니다.

Beta iS 설계의 고유한 절충점은 컴팩트한 프레임 크기에서 높은 정지 토크를 얻는 대신 최대 작동 속도가 희생된다는 것입니다. BiS30/2000의 작동 범위는 0–2,000 RPM에 최적화되어 있으며, 이는 일반적으로 사용되는 구동 축의 속도 범위입니다.

무거운 수직 축의 급속 이송 속도는 모터 속도보다는 축의 가속 능력(사용 가능한 토크에서 부하 토크를 뺀 값에 따라 달라짐)에 의해 더 제한되며, 무거운 축 애플리케이션의 일반적인 볼 스크류 피치 및 기어비에서 2,000 RPM은 일반적으로 충분합니다.

27Nm 직선 평 샤프트 — 커플링 요구 사항

평평한 슬릭 샤프트는 마찰만으로 27Nm의 전체 정지 토크를 구동 부품으로 전달합니다. 커플링 허브는 샤프트를 클램핑하고 보어 표면의 접촉 압력을 통해 고정합니다.

어셈블리에 브레이크가 추가되면 추가 고려 사항이 있습니다. 브레이크가 작동하여 축을 정지 상태로 유지하는 동안 외부 힘이 움직이려고 할 때(예: 가공 중 비상 정지 시), 커플링 인터페이스는 마찰 클램핑이 설계된 정적 토크 용량을 초과하는 충격 토크 부하를 경험할 수 있습니다.

이는 커플링 사양 단계에서 다룰 가치가 있습니다.

허브 클램핑력은 모터의 작동 토크뿐만 아니라 브레이크의 유지 토크에 맞춰져야 하며, 브레이크 작동 중 동적 부하를 고려해야 합니다.

27Nm 작동 토크에는 적합하지만 브레이크 작동 시 기계적 충격에 대해 사양이 부족한 커플링 허브는 점진적으로 마모되며, 커플링이 완전히 고장나기 전에 샤프트 런아웃 및 위치 반복성 저하로 나타납니다.

실제로는 브레이크가 장착된 모터 설치 시 커플링을 사양할 때 정적 토크 등급뿐만 아니라 커플링 제조업체의 동적 토크 등급을 확인해야 합니다.

biA128 절대 엔코더 — 호밍 없이 위치 파악

biA128 펄스 코더(A860-2020-T301)는 백업 배터리 없이 전원 사이클을 통해 전체 샤프트 위치 참조를 유지합니다. 서보 시스템에 전원이 켜지면(계획된 종료 후 또는 예상치 못한 전원 손실 이벤트 후), CNC는 biA128에서 직접 실제 샤프트 위치를 읽습니다. 참조 복귀, 호밍 이동, 위치 설정을 위한 시작 지연이 없습니다.

기계적 브레이크가 있는 수직 축 또는 틸팅 축에서는 이 조합이 특히 실용적입니다. 전원 차단 중에는 브레이크가 축을 고정하므로 축이 움직이지 않습니다. 전원이 복구되면 biA128은 샤프트 위치를 읽고(전원이 제거되었을 때와 동일한 각도), CNC는 즉시 올바른 위치 데이터를 얻습니다.

기계는 재위치 지정 주기 없이 중단된 지점에서 정확히 생산을 재개할 수 있습니다. 증분 엔코더 시스템에서는 어떤 축 명령도 수락하기 전에 호밍 참조 복귀가 필요하며, 이는 축 길이와 참조 복귀 속도에 비례하는 시작 시간을 추가합니다.

IP65 및 Beta i 앰프 호환성

IP65 씰링은 A06B-0087-B403을 생산 머시닝 환경에서 일반적인 냉각수 미스트 및 우발적인 물 분사 노출로부터 보호합니다. 29kg의 이 모터는 샤프트 씰(IP65 어셈블리의 일부)이 커플링 및 벨트 구동 시 벨트 장력으로부터 상당한 방사형 부하를 받기에 충분히 큽니다.

샤프트 씰 상태는 베어링 상태와 함께 주기적인 유지 보수 점검에 포함되어야 합니다.

이 모터는 Fanuc의 Beta i 서보 앰프 제품군(BiS30/2000의 3kW 출력 등급에 맞춰진 βiSV 단축 드라이브 및 βiSVSP 통합 서보-스핀들 모듈)을 위해 설계되었습니다. 시리즈 0i-C, 0i-D, 0i-F, 30i, 31i 및 32i를 포함한 Fanuc CNC 컨트롤과 통합됩니다.

24V DC 브레이크 공급은 서보 앰프 출력과 별도의 회로입니다. 기계의 24V DC 제어 공급 장치에서 독립적으로 전원이 공급되어야 하며, 서보 활성화 전에 브레이크가 해제되고 서보 비활성화 전에 브레이크가 작동하도록 올바르게 연동되어야 합니다.

잘못 연동된 브레이크 회로(서보 활성화/비활성화 타이밍에 비해 너무 늦게 해제되거나 너무 일찍 작동하는 경우)는 서보 과부하 경보(시동 중 모터가 브레이크와 싸움) 또는 제어되지 않는 위치 드리프트(서보가 아직 비활성화된 상태에서 브레이크 해제)를 유발합니다.

FAQ

Q1: A06B-0087-B403과 A06B-0087-B103의 차이점은 무엇인가요?

둘 다 BiS30/2000 모터로, 동일한 3kW 정격 출력, 27Nm 정지 토크, 2,000 RPM 최대 속도, 직선 평 샤프트, biA128 절대 엔코더 및 IP65 구조를 공유합니다. 유일한 차이점은 브레이크입니다. B403은 24V DC 스프링 작동 브레이크를 장착하고 있으며, B103은 그렇지 않습니다. B403은 서보 토크 제거 시 제어되지 않는 중력, 스프링 또는 부하 구동 움직임이 발생하는 축(수직 축, 틸팅 축 및 하중 지지 회전 축)에 대해 사양됩니다. B103은 이러한 위험이 없는 수평 및 균형 축에 적합합니다. 브레이크가 필요한 축에 B103을 설치하면 안전 위험이 발생합니다.

Q2: 브레이크 공급이 24V DC인데, 이 전압이 왜 중요합니까?

BiS30/2000 브레이크 코일은 24V DC용으로 설계되었습니다. Fanuc의 대형 Alpha 시리즈 모터는 90V DC 브레이크를 사용합니다. 이 모터의 24V 브레이크 코일에 90V를 인가하면 권선이 즉시 타버립니다.

90V 코일에 24V를 인가하면 부분적인 전자 해제가 발생합니다. 스프링이 극복되지 않고, 작동 중에 브레이크가 마찰 디스크에 끌리면서 열을 발생시키고 브레이크와 모터 베어링 모두에 점진적인 기계적 손상을 일으킵니다.

전원을 연결하기 전에 브레이크 케이블 커넥터에서 기계의 브레이크 공급 전압을 측정하여 24V DC를 확인하십시오.

Q3: 모터가 회전하는 동안 브레이크를 동적 정지용으로 사용할 수 있습니까?

아니요. A06B-0087-B403의 스프링 작동 브레이크는 동적 마찰 브레이크가 아닌 유지 브레이크(주차 브레이크)입니다. 서보 토크가 제거되었을 때(정지 상태 또는 제로 감속 중) 축을 정지 상태로 유지하도록 설계되었습니다.

상당한 속도로 회전하는 모터에 브레이크를 작동시키면 브레이크의 열 설계 용량을 초과하는 마찰열이 발생하고, 브레이크 패드 재질이 빠르게 열화되며, 충격 시 브레이크 디스크 편향으로 인해 발생하는 방사형 부하로 인해 모터 샤프트 베어링이 손상될 수 있습니다.

동적 정지는 제어된 전류 감속을 통한 서보 앰프의 책임입니다.

Q4: 전원 손실과 함께 비상 정지 후, 생산 재개 전에 축을 다시 호밍해야 합니까?

아니요. biA128 절대 엔코더는 전원 차단 중에도 샤프트 위치를 유지합니다. 서보 시스템이 전원을 복구하면 CNC는 엔코더에서 직접 실제 샤프트 각도를 읽습니다.

기계적 브레이크가 전원 차단 기간 동안 축을 정지 상태로 유지하기 때문에 샤프트가 움직이지 않았습니다.

CNC는 전원 복구 직후 정확한 위치 데이터를 가지며, 기계는 참조 복귀나 호밍 이동 없이 비상 정지가 발생했을 때와 정확히 동일한 위치에서 생산을 재개할 수 있습니다.

Q5: 중고 A06B-0087-B403에 대한 가장 중요한 점검 사항은 무엇입니까?

먼저 브레이크를 테스트하십시오. 24V DC를 인가하고 샤프트가 끌림 없이 자유롭게 회전하는지 확인하십시오. 24V를 제거하고 수동 토크 하에서 샤프트가 처짐 없이 단단히 잠기는지 확인하십시오. 부분적으로 해제되거나 완전히 유지되지 않는 브레이크는 모터를 어떤 축에도 장착하기 전에 수리가 필요합니다. 이전에 미끄러진 커플링 허브로 인한 마모 흔적이 있는지 평 샤프트 표면을 검사하십시오.

27Nm에서 샤프트 표면의 마모는 더 가벼운 Beta iS 모터보다 중요합니다. 새 커플링을 장착하기 전에 샤프트 표면이 치수 허용 오차 내에 있는지 평가하십시오.

biA128 엔코더 커넥터(A860-2020-T301)의 부식된 핀과 케이블 출구 스트레인 릴리프의 균열을 확인하십시오. 세 위상 간의 권선 저항을 측정하고 접지 절연 저항을 확인하십시오.

브레이크가 올바르게 연동되고, 절대 엔코더 위치가 확인되며, 부하 전류가 모니터링되는 Beta i 앰프에서 2,000 RPM까지의 벤치 테스트가 모터가 기계에 설치되기 전에 올바른 최종 점검입니다.