Fanuc A06B-0235-B300 — servomotore AC αiS 8/4000 con freno da 24V, albero conico, codificatore assoluto A1000

Panoramica del prodotto

Codice articolo: A06B-0235-B300

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Modello motore: αiS 8/4000

Classificazione: Servomotore brushless AC Fanuc serie Alpha iS — coppia di stallo 8 Nm, 4.000 giri/min, albero conico con linguetta, freno elettromagnetico a molla da 24V, codificatore assoluto A1000, IP65

Tre specifiche che definiscono questo motore

L'Fanuc A06B-0235-B300 è costruito attorno a tre caratteristiche distintive che appaiono direttamente nel suffisso del suo codice articolo e insieme descrivono esattamente quali assi e applicazioni serve.

Coppia di stallo 8 Nm a 4.000 giri/min. L'αiS 8/4000 è un collaudato servomotore per macchine utensili di media capacità — coppia di stallo sufficiente a sostenere forze di taglio pesanti sugli assi CNC di formato medio e velocità sufficiente a rendere la traslazione rapida veramente produttiva. Con una potenza nominale di 2,5 kW, è uno dei motori più diffusi nella famiglia alpha iS di Fanuc.

Albero conico con linguetta. La designazione TPR è l'interfaccia standard dell'albero per macchine utensili CNC di Fanuc — un cono rettificato di precisione che autocentra il mozzo di accoppiamento e una linguetta che trasmette la coppia meccanicamente attraverso l'accoppiamento albero-mozzo. La variante B000 (senza freno) di questo stesso motore ha prestazioni identiche; l'albero conico con linguetta è condiviso in tutta la famiglia.

Freno elettromagnetico a molla da 24V. Questo è ciò che il suffisso B300 aggiunge rispetto alla configurazione base B000. La bobina del freno deve essere alimentata con 24V CC per mantenere l'albero libero. Rimuovere tale tensione — per qualsiasi motivo — e la molla chiude immediatamente il disco del freno. Arresto servo programmato, arresto di emergenza, interruzione di corrente: l'asse si blocca meccanicamente, senza dipendere dal funzionamento di alcun sistema attivo.

Insieme, queste tre caratteristiche descrivono un motore costruito specificamente per assi verticali e meccanismi caricati dalla gravità su macchine utensili CNC controllate da Fanuc.

Specifiche tecniche

8 Nm, 4.000 giri/min: cosa offre questo motore su un asse macchina

L'αiS 8/4000 si colloca nella fascia media produttiva della famiglia di servomotori alpha iS di Fanuc — sopra i motori da 4 Nm adatti per assi leggeri, sotto i motori da 12 Nm e 22 Nm che servono le trasmissioni dei centri di lavoro più pesanti.

Otto Newton-metri di coppia di stallo si traducono direttamente in forza meccanica sugli assi a vite a ricircolo di sfere. Con un'efficienza della vite del 90% su una vite con passo da 10 mm, 8 Nm sostengono circa 4,5 kN di forza assiale a velocità quasi zero — la condizione di carico durante la foratura profonda, la spianatura sotto carico di truciolo elevato, o un asse Z che sostiene una pesante testa mandrino contro la gravità senza deriva. Questo è il budget di coppia su cui sono tipicamente progettati i centri di lavoro verticali di formato medio, gli assi Z dei centri di tornitura e apparecchiature simili controllate da Fanuc.

A 4.000 giri/min di velocità nominale, il motore muove una vite a ricircolo di sfere con passo da 10 mm a 40 m/min in accoppiamento diretto — sufficiente per una traslazione rapida pratica sulla maggior parte degli assi delle macchine utensili senza richiedere uno stadio di riduzione della velocità tra motore e vite. La combinazione di 8 Nm di coppia di stallo e 4.000 giri/min di velocità di traslazione in un unico motore rende l'αiS 8/4000 la scelta naturale per gli assi che trascorrono il loro ciclo di lavoro facendo entrambe le cose: fasi di taglio lente e ad alta forza e traslazione rapida tra le posizioni.

Il freno da 24V: cosa significa realmente "a molla" in produzione

Il freno elettromagnetico sull'A06B-0235-B300 non è semplicemente una caratteristica di convenienza. Capire esattamente come funziona — e come si comporta in ogni condizione operativa — è il punto di partenza per specificare il motore giusto per un asse verticale.

Il freno è a molla e rilasciato elettricamente. La molla mantiene il disco di frizione ingaggiato in ogni momento. L'alimentazione della bobina del freno con 24V CC crea una forza magnetica che supera la molla e solleva il disco dalla superficie frenante, rilasciando l'albero per il movimento. La bobina deve rimanere alimentata durante ogni periodo di rotazione dell'albero.

La conseguenza è semplice: l'albero è bloccato meccanicamente per impostazione predefinita. Qualsiasi evento che rimuova i 24V dalla bobina del freno — un comando di arresto di emergenza, un guasto di alimentazione del pannello, un'interruzione di rete o uno spegnimento servo programmato alla fine di un ciclo — rilascia immediatamente la bobina e chiude il freno. L'asse si blocca nella posizione occupata quando l'alimentazione è stata rimossa. Nessun software. Nessun CNC. Nessun amplificatore. La molla chiude il freno passivamente e incondizionatamente.

Questo è esattamente il motivo per cui gli assi verticali richiedono freni a molla. Quando un asse Z trasporta il peso totale di un gruppo testa mandrino, qualsiasi perdita di blocco servo — pianificata o imprevista — senza un freno meccanico provoca la caduta dell'asse. Il freno a molla dell'A06B-0235-B300 lo impedisce. La testa mandrino mantiene la posizione durante ogni evento di arresto, ogni ciclo di alimentazione e ogni condizione di emergenza che la macchina incontra.

Requisiti del circuito del freno. La bobina del freno necessita di un'alimentazione dedicata da 24V CC nel pannello macchina, separata dall'alimentazione dell'amplificatore servo. Un relè commuta la bobina e la soppressione dei picchi (un diodo di ricircolo attraverso una bobina CC) è obbligatoria per proteggere i contatti del relè dal picco di tensione induttivo quando la bobina si diseccita. L'uscita di rilascio del freno del CNC Fanuc coordina il tempo di rilascio con l'abilitazione del servo per evitare di rilasciare il freno prima che venga stabilito il blocco servo.

Sequenza del freno. La sequenza corretta durante l'abilitazione di un asse frenato: stabilire prima il blocco servo, quindi rilasciare il freno. La sequenza corretta durante la disabilitazione: decelerare fino all'arresto sotto controllo servo, innestare il freno, quindi rimuovere l'abilitazione servo. L'applicazione del freno a un albero in movimento genera calore e accelera l'usura del disco del freno. Seguire questa sequenza prolunga la durata del freno per tutta la vita operativa del motore.

Albero conico: standard per macchine utensili per una ragione

L'interfaccia dell'albero conico sull'A06B-0235-B300 è lo standard Fanuc per gli assi servo delle macchine utensili CNC e si guadagna questo status grazie a due proprietà meccaniche che contano in migliaia di eventi di installazione e manutenzione.

Autocentrante all'installazione. La geometria conica centra automaticamente il mozzo di accoppiamento mentre viene tirato sull'albero con un bullone di trazione attraverso la filettatura dell'estremità dell'albero. Gli assi del motore e dell'albero condotto si allineano a tolleranze geometriche strette senza alcuna regolazione manuale, senza spessori e senza strumenti di allineamento laser. Il mozzo si posiziona sempre nella stessa posizione — sia che venga montato nella fabbrica del costruttore della macchina o reinstallato da un tecnico di assistenza sul campo che sostituisce un motore guasto anni dopo.

Trasmissione positiva della coppia attraverso la linguetta. La linguetta occupa scanalature per linguetta corrispondenti nell'albero e nel mozzo, trasmettendo la coppia attraverso la sezione trasversale di taglio della linguetta piuttosto che solo attraverso l'attrito del cono. La coppia di stallo di otto Newton-metri e le coppie di picco più elevate durante i cicli di accelerazione aggressiva dell'asse vengono trasmesse attraverso la linguetta — un percorso meccanicamente robusto che non si degrada con le ore di servizio, non si allenta sotto vibrazioni e non dipende dal mantenimento di una specifica forza di serraggio nel tempo.

Per i produttori di macchine utensili che standardizzano un unico design del mozzo di accoppiamento servo attraverso le loro configurazioni di assi, l'albero conico significa che lo stesso mozzo si adatta a ogni motore della famiglia αiS della stessa dimensione del telaio. Quando l'ingegnere seleziona un αiS 8/4000 invece di un αiS 4/4000 per un asse più pesante, l'hardware di accoppiamento rimane invariato.

Codificatore assoluto Alpha i A1000: posizione assoluta in ogni arresto

L'Alpha i A1000 — l'"a1000" nella descrizione completa del motore — è l'encoder assoluto seriale Fanuc a 1.000.000 di impulsi per giro. Su un asse verticale frenato in particolare, il valore dell'encoder assoluto va oltre la risoluzione di posizione.

Quando un asse Z verticale si arresta — pianificato o meno — il freno a molla trattiene la testa mandrino in posizione. Contemporaneamente, il contatore assoluto multi-giro dell'A1000 conserva l'esatto angolo dell'albero in memoria, mantenuto dalla batteria di backup nell'amplificatore servo Fanuc αi. Quando la macchina viene riaccesa, l'amplificatore legge immediatamente la posizione assoluta. Il CNC sa esattamente dove si trova l'asse Z. Viene stabilito il blocco servo. Viene eseguita la sequenza di rilascio del freno. L'asse è pronto — da qualsiasi posizione si sia fermato, senza alcun movimento di homing.

Su una macchina in cui il movimento di homing dell'asse Z richiederebbe la rimozione manuale di maschere o utensili dall'area di lavoro, questo è importante dal punto di vista operativo. Un'interruzione di corrente a metà ciclo non richiede un intervento manuale prima che la macchina possa riprendere. Il freno ha mantenuto l'asse in sicurezza; l'encoder ha memorizzato la posizione; l'avvio è immediato e automatizzato.

A 1.000.000 di conteggi per giro, la risoluzione dell'encoder su una vite a ricircolo di sfere con passo da 10 mm si risolve in 10 nanometri per conteggio — molto più fine di qualsiasi conformità meccanica nell'asse consentita. Il ciclo di posizione si chiude a questa risoluzione, che è ciò che consente la ripetibilità sub-micrometrica che i centri di lavorazione di precisione offrono in produzione.

Manutenzione della batteria. Il contatore assoluto dell'A1000 necessita della sostituzione periodica della batteria di backup. Il CNC Fanuc emette un allarme batteria prima che la batteria sia completamente scarica. Sostituire la batteria prontamente al primo allarme — una batteria scarica reimposta il contatore e richiede un ciclo di ritorno di riferimento, che su un asse verticale significa un movimento di homing gestito e supervisionato prima che la produzione possa riprendere.

Serie A06B-0235: dove si colloca il B300

La serie di prodotti A06B-0235 copre l'intera famiglia di motori αiS 8/4000 attraverso configurazioni di albero, tensioni del freno e tipi di encoder:

Il B300 è la combinazione albero conico, freno da 24V, encoder assoluto — la specifica standard per gli assi verticali αiS 8/4000 su macchine con circuiti di alimentazione del freno da 24V. Il B605 monta una bobina del freno da 90V per macchine con specifiche di alimentazione del freno diverse; le prestazioni sono altrimenti identiche.

Applicazioni tipiche

Asse Z verticale su centri di lavoro verticali CNC. L'applicazione principale per l'A06B-0235-B300. Assi Z del gruppo mandrino su centri di lavoro verticali dove la massa del gruppo mandrino richiede una coppia di stallo di 8 Nm durante operazioni di avanzamento Z a bassa velocità, e il freno a molla trattiene meccanicamente il gruppo mandrino ad ogni arresto — cambi utensile, spegnimento macchina, arresti di emergenza e interruzioni di corrente.

Asse Z su centri di tornitura CNC. Azionamenti dell'asse Z della slitta su centri di tornitura CNC dove l'assemblaggio slitta e porta utensile ha una componente gravitazionale lungo la direzione Z su configurazioni di macchine inclinate o verticali, richiedendo un bloccaggio meccanico del freno a riposo.

Azionamenti di cambi pallet e tavole rotanti con elementi verticali. Meccanismi di sollevamento pallet azionati da servo, stazioni di indicizzazione verticali e azionamenti di tavole rotanti inclinabili su celle di lavorazione dove il meccanismo caricato deve mantenere la posizione meccanicamente quando il servo è inattivo.

Assi di avanzamento per presse e macchine formatrici verticali. Assi di avanzamento pressa attuati da servo, azionamenti di avvicinamento stampo e azionamenti di pistone verticali su attrezzature di lavorazione speciali dove la massa e il carico dell'asse verticale richiedono sia la capacità di coppia dell'αiS 8/4000 sia la frenata a prova di guasto che il B300 fornisce.

Assi di sollevamento e indicizzazione verticale del magazzino utensili. Meccanismi di sollevamento verticale del magazzino utensili e assi di traslazione verticale del braccio di cambio utensile su centri di lavoro CNC dove il magazzino o il cambio utensile deve mantenere una posizione definita sotto gravità quando il servo è spento.

FAQ

D1: Qual è la differenza tra l'A06B-0235-B300 e l'A06B-0235-B000?

L'unica differenza funzionale è il freno elettromagnetico. Il B000 non ha freno — la posizione dell'asse a riposo è mantenuta dal blocco servo Fanuc, che richiede che l'amplificatore servo rimanga alimentato e attivo. Il B300 ha un freno a molla da 24V che trattiene meccanicamente l'albero ogni volta che la bobina del freno è diseccitata, indipendentemente dallo stato del servo. Entrambi i motori condividono coppia di stallo (8 Nm), velocità nominale (4.000 giri/min), tipo di albero (conico con linguetta) ed encoder (A1000 assoluto) identici. Utilizzare il B000 su assi orizzontali senza carico gravitazionale; utilizzare il B300 su assi verticali, avanzamenti inclinati e qualsiasi meccanismo in cui un movimento incontrollato dell'asse allo spegnimento del servo sarebbe pericoloso.

D2: Il freno da 24V si innesta automaticamente durante un arresto di emergenza o una perdita di corrente?

Sì — questo è esattamente il punto del design a molla. La molla mantiene il freno chiuso per impostazione predefinita. La bobina deve essere continuamente alimentata con 24V CC per mantenere l'albero libero. Qualsiasi evento che rimuova i 24V — arresto di emergenza, interruzione di corrente, guasto dell'amplificatore o spegnimento servo programmato — rilascia immediatamente la bobina e la molla chiude il freno. Questo comportamento non richiede software, né CNC, né sistema attivo per essere eseguito. È incondizionato e istantaneo. L'asse si blocca nella posizione occupata quando la bobina del freno è stata diseccitata.

D3: Quali amplificatori servo e CNC sono compatibili con l'A06B-0235-B300?

L'A06B-0235-B300 richiede un amplificatore servo Fanuc serie αi (αiSV) — l'αiSV 20 o αiSV 40 è tipico per il livello di potenza dell'αiS 8/4000, a seconda della configurazione della macchina e dei requisiti di corrente di picco. Le piattaforme CNC compatibili includono Fanuc Serie 0i-D, 0i-F, 15i, 16i, 18i, 21i, 30i e 31i. Il motore non è compatibile con amplificatori più vecchi della prima generazione α o αC, o con azionamenti Fanuc serie β. I parametri dell'asse CNC devono essere impostati sul tipo di motore αiS 8/4000, e i parametri di temporizzazione del rilascio del freno devono essere configurati per l'applicazione dell'asse verticale.

D4: L'encoder assoluto A1000 elimina la necessità di un ritorno di riferimento dopo una perdita di corrente?

Sì. L'A1000 è un encoder assoluto seriale che mantiene la posizione multi-giro attraverso eventi di spegnimento tramite una batteria di backup nell'amplificatore servo. Quando la macchina viene riaccesa dopo qualsiasi arresto — pianificato o meno — il CNC legge immediatamente la posizione assoluta. Il freno a molla ha mantenuto l'asse in posizione; l'encoder ha memorizzato la posizione esatta. Non è richiesto alcun movimento di homing. Questo è un vantaggio operativo significativo sugli assi verticali, dove un movimento di homing dopo una perdita di corrente richiede una sequenza attenta e potrebbe necessitare di una rimozione manuale dell'area di lavoro prima che sia sicuro eseguirlo.

D5: Qual è la differenza tra la variante B300 (freno da 24V) e la variante B605 (freno da 90V)?

Entrambi sono motori αiS 8/4000 con freni elettromagnetici a molla, alberi conici con linguetta ed encoder assoluti A1000. L'unica differenza è la tensione della bobina del freno: il B300 opera su un'alimentazione del freno da 24V CC, mentre il B605 opera su un'alimentazione del freno da 90V CC. Le prestazioni meccaniche, la specifica di coppia, l'encoder e la compatibilità dell'amplificatore sono identici. La tensione del freno deve corrispondere al circuito di alimentazione del freno del pannello della macchina. La maggior parte delle moderne macchine utensili CNC Fanuc utilizza circuiti freno da 24V CC, rendendo il B300 la variante più comune, ma macchine più vecchie o specializzate possono utilizzare 90V. Confermare la tensione di alimentazione del freno della macchina prima di ordinare.