ファナック A06B-0313-B169 AC サーボ モーター — ZERO S、テーパー シャフト、ブレーキ、シリアル パルス コーダー A

製品概要

部品番号:A06B-0313-B169

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モーターモデル:0S（ゼロエス）

分類：Fanuc ZERO S シリーズ AC ブラシレス サーボ モーター — 2.9 Nm ストール トルク、3,000 rpm、キー付きテーパー シャフト、スプリング適用保持ブレーキ、シリアル パルス コーダー A (1,000,000 ppr)

このモーターが属するプラットフォームを理解する

A06B-0313-B169 は、ファナックゼロS— アルファ シリーズが引き継ぐ前に、多数の CNC 工作機械に動力を供給した GE ファナック世代の AC サーボ モーター。これらの機械の多くは現在も生産施設で稼働しており、0S モーターが故障した場合、費用と時間がかかるドライブ システムのアップグレードを行わずに生産に戻す唯一の方法は、正確な同等品の交換です。

適切に交換するには、この特定のモーターについて、トルクと速度クラス、シャフトとブレーキの構成、エンコーダーの生成という 3 つのことを理解する必要があります。 3 つすべてが部​​品番号によって固定されており、そのうちの 1 つが間違っていると、交換品が既存の制御システムに適合しない、接続できない、または動作しないことを意味します。

A06B-0313-B169 は、ブレーキ付き、テーパーシャフト、シリアル パルス コーダー A0S ファミリのバリアント。その説明の各要素は固有であり、置き換えることはできません。

技術仕様

ファナックサーボファミリーツリーの ZERO S

ファナックの歴史的モータ ラインナップの中で A06B-0313-B169 を正しく位置付けることは、調達、互換性、および長期保守計画にとって重要です。

ZERO S 世代は、今日ほとんどのエンジニアが遭遇する alpha シリーズ モーターよりも前の世代です。 1980 年代後半から 1990 年代半ばまでの 0S 時代、ファナックは、シリーズ 0、10、11、および 15 CNC プラットフォームで制御される工作機械用の標準小型フレーム サーボ モータとして 0S モータを供給しました。モーターは、その世代のファナックのエンコーダー技術であるシリアル エンコーダー インターフェイス (シリアル パルス コーダー A) を使用し、0S 世代のアンプが読み取るように設計されたシリアル データ プロトコルを介して絶対位置フィードバックを提供しました。

その後の alpha シリーズ モーターでは、異なるシリアル エンコーダ プロトコルが使用されました。その後の αi シリーズでは、さらに別のプロトコル イテレーションが使用されました。 0S モーターとそのシリアル パルス コーダー A は、電気的に互換性がありませんエンコーダインターフェイスに alpha または αi シリーズアンプを搭載 - これは、このモータを調達する人にとって最も重要な互換性の事実です。 A06B-0313-B169 は、元のマシンに戻り、設計されたのと同じ世代のアンプに接続されます。システムレベルのアップグレードを行わない限り、αまたはαiアンプシステムに直接置き換えることはできません。

0S ドライブ システムが稼働し続けている機械の場合、およびそのような機械がまだ大量に生産されている場合、A06B-0313-B169 が単に正しいモーターです。変更を加えずに既存のマシンにドロップインとしてインストールできる最新の同等のものはありません。

キー付きテーパーシャフト：長期使用に耐える安心設計

のキー付テーパシャフト（TPR）A06B-0313-B169 は、このモータ世代の標準工作機械カップリング インターフェイスです。このシャフト設計がファナックのモータ設計の数十年にわたって維持されている理由を理解すると、シャフト設計が交換の重要性を説明するのに役立ちます。

テーパー形状 (モーター シャフト端に正確に機械加工された円錐角) により、取り付け中にカップリング ハブが自動的に中心に配置されます。シャフト端のドローボルトを使用してハブをテーパー上に引き込むと、テーパー状の接触面によってハブが自動的にモーターシャフトと完全に同軸に配置されます。アライメント治具もシミングも試行錯誤も必要ありません。ハブは取り付けるたびに同じ位置に固定されます。これは、駆動機構がサービスイベントのたびにモーターシャフトとまったく同じ幾何学的関係に戻ることを意味します。

一致したキー溝内のキーは、テーパ接触の摩擦のみに依存するのではなく、確実な機械的せん断係合を通じてトルク負荷を伝達します。 2.9 Nm のストール トルクでは、キーは十分に耐荷重の範囲内にあります。ここでの主な機能は、キーの材質の限界でトルクを伝達するのではなく、反転トルク負荷や振動が発生したときにカップリング ハブがシャフトに対して回転しないように固定することです。

交換目的: A06B-0313-B169 が同等の交換品として取り付けられる場合、機械上の既存のカップリング ハブはすでにこのシャフトに適したテーパ ボアおよびキー ボアになっています。取り外しには適切なギアプーラーを使用してハブを古いモーターから新しいモーターに移し、テーパーカップリングにはインパクトツールやウェッジツールを決して使用しないでください。仕様のトルクで締め付けられたシャフトドローボルトを使用してハブを正しいかみ合いまで引きます。

バネ式保持ブレーキ: 電力なしで作動する安全性

A06B-0313-B169に装着されているブレーキはスプリングを応用したデザイン— 電源オフ時の作動状態が選択ではなく物理法則となるフェールセーフ メカニズム。ブレーキコイルへの通電が遮断されると、スプリングはブレーキディスクと機械的に係合します。力はブレーキをかけるのではなく解除するのに必要です。

このフェールセーフ原理は、計画的シャットダウン、緊急停止、アンプの故障、主電源の遮断など、あらゆる電力損失が発生すると、直ちに自動的にシャフトが機械的に保持されることを意味します。電力が回復し、ブレーキコイルを意図的に加えて解放するまで、モーターは回転できません。垂直クイル軸、傾斜した送り、重いスピンドルヘッドを備えた Z 軸など、シャフトの回転方向に重力負荷がかかる軸では、この機械的な係合がサーボオフ時の制御不能な降下を防ぐ唯一の手段となります。

2.9 Nm のストール トルクでは、このモーターが駆動する負荷は控えめですが、垂直軸上の控えめな質量でも重力の影響で落下し、工具、治具、またはワークピースに損傷を与えます。ブレーキは、定格内の負荷の方向や大きさに関係なく、軸を静的に保持します。

0S ファミリのブレーキなしバージョンは、異なる B シリーズ接尾辞で識別され、トルクとエンコーダ構成は B169 と同じですが、このメカニズムがありません。シャフト回転方向に沿った重力負荷成分のない水平軸では、ブレーキなしモーターが正しく指定されます。垂直軸または傾斜軸では、ブレーキのバリエーションであるこのモーターが正しく安全な仕様です。機械の安全構造を完全に見直すことなく、ブレーキ付きのオリジナルにブレーキなしの代替品を取り付けることは、これらの軸では受け入れられません。

シリアルパルスコーダーA: 0S世代のアブソリュートフィードバック

A06B-0313-B169に装着されているエンコーダは、シリアルパルスコーダーA— 1 回転あたり 1,000,000 パルス、シリアル絶対プロトコル。これは、ファナックが 0S モータ ファミリおよび当時のシリーズ 0/10/11/15 CNC プラットフォーム用に開発したエンコーダ世代です。

Absolute は、電源投入時に強制的なホーミングがないことを意味します。Serial Pulse Coder A は、バックアップ バッテリを介して電源オフ イベントが発生しても、複数回転のシャフト位置を保持します。バックアップ バッテリは通常、特定のマシン アーキテクチャに応じてモータ内または関連するコントロール パネルのバッテリ ボックス内にあります。 CNC の電源が投入されると、基準復帰トラバースを必要とせずに、保持された絶対位置から軸座標が再確立されます。これは、置き換えられたインクリメンタル エンコーダ システムと比較して、この世代のマシンにとって運用上の重要な利点であり、ZERO S ドライブ システムがまだ使用されているマシンでは引き続き運用上重要です。

シリアル パルス コーダー A は、1 回転あたり 1,000,000 カウントで、一般的なボールねじピッチでナノメートル範囲の位置ループ分解能を提供します。これは、このモーターが設計された世代の工作機械の位置決め精度要件にとって十分以上です。

互換性に関する重要な注意:Serial Pulse Coder A は、特定のエンコーダ インターフェイスです。コネクタ、ケーブル、シリアル プロトコルは 0S 世代のアンプに固有のものです。 Serial Pulse Coder A を alpha または αi シリーズのアンプに接続しないでください。インターフェイスは物理的および電気的に異なります。 A06B-0313-B169 を交換する場合、交換品には同じシリアル パルス コーダ A が搭載されている必要があります。0S ファミリの他のエンコーダ バリアント (2000P インクリメンタル、3000P、高解像度バリアント) は、同じアンプ パラメータ設定と互換性がなく、少なくともアンプの再構成が必要です。

アブソリュートエンコーダシステムのバッテリメンテナンス

Serial Pulse Coder A は、バックアップ バッテリによって複数回転の絶対位置カウンタを保持します。特定のバッテリーの位置は機械によって異なります。機械メーカーがバックアップ電源回路を実装した方法に応じて、モーター コネクタ ハウジング、機械のコントロール パネルのバッテリー ボックス、またはサーボ アンプ内にある場合があります。

ファナック CNC がバッテリーアラームSerial Pulse Coder A で 0S モータを実行している軸の場合は、バッテリを速やかに交換してください。バッテリを完全に消耗させると絶対カウンタがリセットされ、軸を機械座標に再参照する必要があります。ホーミング基準マークの位置が簡単に再確立されない機械、または機械の起動手順に監視された基準復帰が含まれていない機械では、バッテリの消耗により、単純なバッテリ交換よりも中断的な回復プロセスが発生します。

A06B-0313 シリーズ: 主要なバリアント

A06B-0313 シリーズのすべてのバリエーションは、2.9 Nm のストール トルクと 3,000 rpm の最大速度を備えた同じ 0S (ゼロ S) モーター本体を共有しています。接尾辞は、シャフト構成、ブレーキ、およびエンコーダのタイプをエンコードします。

B169 は、テーパー シャフト内のキーとスプリング適用ブレーキの両方を搭載しています。これは、カップリングが確実なキーの係合を必要とし、軸がサーボオフ時に機械的保持を必要とする機械にとって完全な安全構成です。

互換性のあるコントロールとアンプ

A06B-0313-B169 は、ファナック ZEROシリーズ サーボアンプの世代— シリーズ 0、0C、0D、10、11、および 15 CNC プラットフォーム用に設計されたサーボ モジュール。これらのアンプはシリアル パルス コーダー A プロトコルを直接読み取り、0S モーター タイプに合わせてパラメータ化されます。

このモーターは互換性がありませんファナック α シリーズ SVU アンプ、またはファナック αi シリーズ αiSV アンプと組み合わせて使用​​できます。アンプとモーター エンコーダ インターフェイスの両方を置き換えるシステム レベルの変換は必要ありません。このモーターを使用するマシンのドライブ システムのアップグレードを検討している場合、アップグレード パスにはアンプとモーターの両方を一緒に交換することが含まれます。Serial Pulse Coder A モーターを新世代のアンプにそのまま使用することはできません。

代表的な用途

シリーズ 0 制御マシン上の CNC マシニング センター送り軸。ファナック シリーズ 0、0C、および 0D 制御の立型および横型マシニング センターの X、Y、Z 送り軸ドライブでは、0S ドライブ システムが引き続き使用され、A06B-0313-B169 がオリジナルのモーター仕様です。

シリーズ 0 CNC 旋盤およびマシニング センターの垂直軸ドライブ。Z 軸およびクイル駆動アプリケーションでは、スプリングが適用されたブレーキが、重力負荷がかかる軸のサーボオフ時に必須の安全保持を提供します。

ファナックのロボットジョイントは、第一世代のロボットで駆動します。関節軸に 0S モーター ファミリを使用する初期世代のファナック産業用ロボットでは、シリアル パルス コーダー アブソリュート エンコーダがコントローラーの電源オフを通じて関節位置の保持をサポートします。

多軸 CNC ターニングセンタ送りドライブ。ファナック シリーズ 0T および 0TC 制御ターニング センターの Z 軸および X 軸キャリッジおよびクロススライド ドライブ。シリアル パルス コーダー A を備えた 0S モーターがオリジナルの軸ドライブ仕様です。

よくある質問

Q1: A06B-0313-B169 は最新のファナック αi シリーズアンプと互換性がありますか?

いいえ、直接ではありません。 A06B-0313-B169 は、シリアルパルスコーダーAこれはファナック ZERO シリーズ アンプ世代に特有のものです。ファナック αi シリーズ アンプは、まったく異なるシリアル エンコーダ プロトコルと物理インターフェイスを使用します。シリアルパルスコーダーをαiアンプに接続するには、単純なモーターの交換ではなく、完全な駆動システムの変換、つまりアンプとモーターの両方を交換する必要があります。 A06B-0313-B169は、機械に搭載されている初代0S世代サーボアンプと併用する必要があります。

Q2: B169 にはブレーキが付いています。ブレーキ回路が予期せず電力を失った場合はどうなりますか?

A06B-0313-B169 のブレーキはバネ式— ブレーキコイルが通電されているときではなく、通電されていないときに機械的に作動します。何らかの理由でブレーキ供給電力が失われると、ブレーキが直ちに作動し、シャフトが保持されます。このフェールセーフ設計は、電源障害、非常停止イベント、アンプの障害、および計画されたシャットダウンのすべてが機械的に軸を自動的に保持することを意味します。シャットダウン時にブレーキが機能するために制御信号は必要ありません。電力が供給されていないときは常にブレーキがデフォルトで作動します。

Q3: シリアル パルス コーダー A には、CNC の電源投入ごとにホーミング サイクルが必要ですか?

いいえ。シリアル パルス コーダー A は、シリアルアブソリュートエンコーダ— バックアップバッテリーによって電源がオフになっても、複数回転のシャフト位置が保持されます。 CNC の電源が投入されると、軸座標は基準復帰動作なしで直ちに再確立されます。ただし、バックアップ バッテリが消耗し、絶対カウンタがリセットされると、絶対位置を機械座標系に再同期するために 1 回限りの再参照手順が必要になります。これを避けるために、CNC がバッテリーアラームを発行した場合はバッテリーを交換してください。

Q4: B169 は B172 と同じモーターですか?また、相互に置き換えることはできますか?

B169 と B172 はどちらも、同じ 0S モーター本体、2.9 Nm のストール トルク、シリアル パルス コーダー A エンコーダー、およびスプリング適用ブレーキを共有します。機能的な違いはシャフトにあります。B172はキー無しテーパーシャフトです、一方、B169はキー溝加工を施したテーパーシャフトです。。機械のカップリング ハブにキー付きボアがある場合は、B169 が適切な代替品です。キーなしのプレーンテーパ穴を使用する場合は、B172 が正しいです。ハブにキー溝のないキー付きシャフトを取り付けると、カップリングの不一致が生じ、正しく組み立てることができなくなります。

Q5: A06B-0313-B169 は完全に交換するのではなく、修理できますか?

はい。 0S モーター ファミリは、確立された修理可能なプラットフォームです。認定されたファナック サーボ モーター修理施設では、ベアリングの交換、ステーター巻線の再構築または巻き戻し、シリアル パルス コーダー A エンコーダー ユニットの交換、およびスプリング式ブレーキ メカニズムの修理を行うことができます。新しい 0S モーターの調達がますます困難になっている 0S 駆動システムを備えた機械を保守する施設では、多くの場合、修理が最も現実的で費用対効果の高い方法です。一部のサプライヤーからはコア交換プログラムも利用できます。モーターを修理に出す場合は、ファナック 0S/GE ファナックの経験が文書化された施設を使用してください。シリアル パルス コーダー A では、交換後に特定の校正アライメントが必要ですが、適切なテスト機器を持たない施設では正しく実行できません。