Fanuc A06B-0087-B103 | Beta iS Serie AC-Servomotor BiS30/2000 — 3kW, 27Nm, gerade glatte Welle, biA128 Absolutwertgeber, IP65

Teilenummer: A06B-0087-B103 Serie: Beta iS (βiS) AC-Servomotor

Modell: BiS 30 / 2000

Konfiguration: Gerade glatte Welle (SLK, keine Passfeder), keine Bremse, biA128 Absolutwertgeber

Nennleistung: 3 kW

Blockierdrehmoment: 27 Nm

Maximalgeschwindigkeit: 2.000 U/min

Eingangsspannung: 200–240 VAC, 3-phasig

Schutzart: IP65

Geber-Teilenummer: A860-2020-T301

Zustand: Neu / Überholt

Übersicht

Der Fanuc A06B-0087-B103 ist ein 3 kW AC-Servomotor der Beta iS-Serie — Modell BiS30/2000 — konfiguriert mit einer geraden glatten Welle, keiner Bremse und dem biA128 Absolutwertgeber. Mit einem Blockierdrehmoment von 27 Nm und einer maximalen Drehzahl von 2.000 U/min ist er der größte Motor im kompakten Standard-Beta iS-Bereich, bevor man zum BiS40/2000 wechselt. Er positioniert sich fest in dem Bereich, in dem Trägheit der Last, anhaltendes Haltemoment und Achssteifigkeit unter hohen Schnittkräften die Auswahlentscheidung bestimmen — nicht die reine Geschwindigkeit.

Die Suffix B103 definiert diese spezifische Konfiguration genau: gerade Welle, glatte Bohrung (keine Passfeder), biA128 Absolutwertgeber und keine Bremse.

Jedes dieser Elemente ist unabhängig voneinander wichtig. Die gerade glatte Welle überträgt das Drehmoment ausschließlich über Klemmkraft. Der biA128 bedeutet, dass die Achse sofort nach dem Einschalten des Servosystems die volle Positionskenntnis hat und keine Referenzrückkehr zum Nullpunkt benötigt.

Das Fehlen einer Bremse bedeutet, dass der Motor in der angegebenen Konfiguration für unausgeglichene vertikale Achsen oder Anwendungen, bei denen ein Stillstand des Servos zu einer schwerkraftbedingten Bewegung führt, ungeeignet ist. Das Verständnis aller drei Punkte vor der Bestellung eines Ersatzes vermeidet Installationsprobleme, die erst bei der Inbetriebnahme entdeckt werden.

Der BiS30/2000 wird am häufigsten an den schwereren Vorschubachsen von mittelgroßen bis großen CNC-Bearbeitungszentren, an Direktantriebs-Drehtischachsen, bei denen das Haltemoment wichtiger ist als die Positioniergeschwindigkeit, und an mehrachsigen Automatisierungsgeräten eingesetzt, bei denen große Werkstücke oder Vorrichtungen die Servoachse erheblich belasten, mehr als leichtere Beta iS-Motoren sicher steuern können.

Wichtige Spezifikationen

BiS30/2000 in der Beta iS Drehmomentleiter

Die Beta iS-Serie ist Fanucs kompakte Neodym-Magnet-Servomotorenreihe, die für die Vorschub- und Positionierachsen von CNC-Werkzeugmaschinen und industriellen Automatisierungsgeräten entwickelt wurde, bei denen die Kosteneffizienz der Beta i-Verstärkerarchitektur wichtiger ist als der Spitzenleistungsbereich der Alpha i-Serie.

Innerhalb der BiS-Familie identifiziert die "30" die Blockierdrehmomentklasse in Newtonmetern, und das Blockierdrehmoment von 27 Nm des BiS30/2000 platziert ihn klar am oberen Ende dessen, was der kompakte Beta iS-Rahmen liefern kann. Die Progression lautet: BiS8 bei 7 Nm, BiS12 bei 11 Nm, BiS22 bei 20 Nm, BiS30 bei 27 Nm und BiS40 bei 36 Nm.

Im Vergleich zum BiS22/2000, der ihm vorausgeht, bietet der BiS30/2000 35 % mehr Blockierdrehmoment bei gleicher maximaler Drehzahl von 2.000 U/min. Dies ist direkt relevant für Achsen, bei denen der Unterschied zwischen 20 Nm und 27 Nm darüber entscheidet, ob der Motor die befohlene Position unter Last halten kann, ohne einen Servo-Folgefehleralarm auszulösen.

Die Geschwindigkeitsgrenze von /2000 ist eine Folge der Drehmomentdichte, die dieser Motor innerhalb seiner Rahmengröße erreicht.

Ein größerer Motor, der 27 Nm Neodym-Permanentmagnetdrehmoment bei 2.000 U/min erzeugt, arbeitet mit einer anderen elektrischen Frequenz als ein kleinerer Motor, der weniger Drehmoment bei höherer Geschwindigkeit erzeugt.

Der BiS30/2000 ist kein Hochgeschwindigkeitsmotor; sein elektrisches und mechanisches Design ist für eine hohe Drehmomentabgabe im Arbeitsbereich von 0–2.000 U/min optimiert. Für Anwendungen, die sowohl hohes Drehmoment als auch hohe Geschwindigkeit benötigen, ist eine andere Motorklasse erforderlich.

Gerade glatte Welle — Drehmoment durch Klemmung

Die glatte Welle des A06B-0087-B103 überträgt 27 Nm Blockierdrehmoment auf seine Kupplungskomponente ausschließlich durch die Reibung, die durch die Klemmkraft der Kupplungsnabe erzeugt wird. Es ist keine Passfeder vorhanden.

Bei 27 Nm wird die Kupplungsspezifikation zu einer ernsteren Ingenieuraufgabe als bei leichteren Beta iS-Motoren — die Kupplungsnabe muss für diese Drehmomentklasse ausgelegt sein, der Wellendurchmesser muss übereinstimmen, und die Nabe muss mit dem vom Hersteller angegebenen Klemmdrehmoment montiert und mit einem kalibrierten Drehmomentschlüssel überprüft werden.

Eine Kupplung, die bei 20 Nm gerade noch ausreicht, ist bei 27 Nm möglicherweise nicht ausreichend — insbesondere bei Achsen mit häufigen Richtungswechseln, aggressiver Beschleunigung oder anhaltender Hochlastpositionierung.

Das erste Anzeichen einer Kupplung, die sich ihrer Reibungsgrenze nähert, ist in der Regel eine Positionsstreuung, die der Servoalarm-Schwellenwert nicht sofort erfasst: kleine Wiederholungsfehler, die sich ansammeln, bevor die Achse einen Positionierungsprüfzyklus nicht besteht.

Die Identifizierung der Kupplung als Ursache erfordert den Vergleich der befohlenen Position mit der tatsächlichen Position an der Kupplungsnabenschnittstelle unter verschiedenen Lastbedingungen, nicht nur das Ablesen der Positionierungsfehleranzeige der CNC.

Für Anwendungen mit häufigen Hochlast-Richtungswechseln bieten die Kegelwellenvarianten der A06B-0087-Serie (sofern verfügbar) eine selbstzentrierende Presspassung, die die Reibungsabhängigkeit der glatten Wellenschnittstelle eliminiert.

Die B103-Konfiguration mit glatter Welle ist für die überwiegende Mehrheit der Standardkupplungsanordnungen korrekt, aber die Kupplungsspezifikation muss an die tatsächliche Drehmomentabgabe des Motors angepasst werden.

biA128 Absolutwertgeber — Volle Positionsreferenz beim Einschalten

Der biA128-Pulscoder (A860-2020-T301), der am Heck des A06B-0087-B103 montiert ist, ist ein Absolutwertgeber mit 128.000 Impulsen pro Umdrehung. Absolut bedeutet, dass der Geber seine Wellenposition permanent beibehält — über Stromzyklen, Not-Aus-Ereignisse und ungeplante Stromausfälle — ohne zusätzliche Batterie.

Wenn der Servo-Verstärker eingeschaltet wird, liest er die Wellenposition direkt vom biA128 ab und verfügt über genaue Achspositionsdaten, bevor ein Bewegungsbefehl ausgegeben wird.

Für eine Achse, die den BiS30/2000 trägt — eine Achse mit hoher Last, erheblicher Trägheit und Lastmoment — hat diese absolute Positionsbeibehaltung operative Auswirkungen, die über den Komfort eines schnelleren Maschinenstarts hinausgehen.

Auf einer Achse mit einem inkrementellen Geber muss die Referenzrückkehr (Homing) abgeschlossen sein, bevor die CNC Achsenbefehle akzeptiert.

Auf einer stark belasteten Achse werden die Homing-Fahrten mit reduzierter Geschwindigkeit durchgeführt, die Annäherung an den Referenzschalter muss langsam genug sein, um ein Überschwingen zu vermeiden, und jeder Stromausfall während des Homings macht die Position unbestimmt, was einen vollständigen Neustart der Homing-Sequenz erfordert.

Der biA128 eliminiert alle drei dieser Einschränkungen.

In Produktionsumgebungen, in denen die Maschinenverfügbarkeit nach Not-Aus-Ereignissen oder Stromausfällen die Produktion direkt beeinflusst, summieren sich die durch den Wegfall von Referenzrückkehrzyklen eingesparten Zeiten über eine Schicht. Dies ist besonders relevant für Achsen, die aufgrund von Lastbeschränkungen langsam homing.

IP65-Konstruktion und der Beta iS-Verstärker

Die IP65-Abdichtung — vollständiger Staubschutz, Schutz gegen Wasserstrahlen aus jeder Richtung — ist Standard beim BiS30/2000 und für die Produktionsumgebungen von Werkzeugmaschinen, in denen dieser Motor eingesetzt wird, geeignet.

Kühlnebel, Spülwasser und zufälliger Flüssigkeitskontakt beim Be- und Entladen von Teilen liegen innerhalb des IP65-Konstruktionsrahmens.

Mit 3 kW Leistung aus einem kompakten Gehäuse läuft dieser Motor bei vergleichbaren Betriebszyklen wärmer als leichtere Beta iS-Motoren.

Die IP65-Wellendichtung an der Vorderseite des Motors ist die Komponente, die am anfälligsten für beschleunigten Verschleiß ist, wenn die Achse eine erhebliche radiale Wellenbelastung aufweist — die Lagergrenzwerte für radiale Lasten sollten vor der Installation anhand der Anwendung geprüft werden, und der Zustand der Wellendichtung sollte in die regelmäßige Wartungsinspektion einbezogen werden.

Der A06B-0087-B103 ist für die Beta i-Servoverstärkerfamilie von Fanuc konzipiert — βiSV Einachsen-Antriebe und das kombinierte Servo-Spindel-Modul βiSVSP — in der Stromklasse, die für die Nennleistung von 3 kW des BiS30/2000 geeignet ist.

Er integriert sich mit Fanuc CNC-Steuerungen, einschließlich der Serien 0i-C, 0i-D, 0i-F, 30i, 31i und 32i.

Der Verstärker muss den Motortyp-Parameter für den BiS30/2000 tragen und die biA128 Absolutwertgeber-Schnittstelle aktiviert haben, bevor die Achse betrieben wird.

FAQ

F1: Was unterscheidet den BiS30/2000 vom BiS22/2000 (Serie A06B-0085), und wann ist es sinnvoll, den größeren Motor zu verwenden?

Beide laufen mit maximal 2.000 U/min und haben die gleiche Welle, den gleichen Geber und die gleiche IP65-Konstruktion. Der praktische Unterschied ist das Blockierdrehmoment: Der BiS22/2000 liefert 20 Nm; der BiS30/2000 liefert 27 Nm — eine Steigerung von 35 %.

Der BiS30/2000 ist die richtige Wahl, wenn die Achslastanalyse zeigt, dass 20 Nm nicht ausreichen, um die befohlene Position gegen die kombinierte Wirkung von Werkstückgewicht, Spannkräften und Schnittlastmoment zu halten, ohne Servo-Folgefehler zu erzeugen oder abgestimmte Servo-Gains zu erfordern, die die dynamische Leistung beeinträchtigen.

Wenn 20 Nm ausreichen, ist der BiS22/2000 die leichtere und wirtschaftlichere Wahl.

F2: Der B103 hat keine Bremse. Ist das ein Problem bei vertikalen Achsen?

Auf jeder Achse, bei der der Motor das alleinige Mittel ist, um eine Bewegung aufgrund der Schwerkraft zu verhindern, wenn das Servodrehmoment entfernt wird — Not-Aus, Stromausfall oder Servo-Deaktivierungsbedingungen — stellt das Fehlen einer Bremse ein Sicherheits- und Geräteschutzrisiko dar.

Der BiS30/2000 mit einer 24V DC-Bremse ist als Variante B403 innerhalb der Serie A06B-0087 erhältlich. Für vertikale Achsen, Kippachsen oder jede Konfiguration, bei der die Schwerkraft auf die Achslast wirkt, sollte die Bremsvariante spezifiziert werden.

Der B103 ohne Bremse ist für horizontale Achsen oder ausgewogene vertikale Achsen geeignet, bei denen eine schwerkraftbedingte Drift während des Servo-Aus-Zustands keine Rolle spielt.

F3: Benötigt der biA128 Absolutwertgeber eine Batterie, um die Position zu speichern?

Es wird keine Batterie benötigt. Der biA128 ist ein echter batterieloser Absolutwertgeber — er behält die Wellenpositionsreferenz über Stromunterbrechungen hinweg durch sein internes optisches oder magnetisches Erfassungssystem bei.

Wenn das Servo-Laufwerk eingeschaltet wird, werden die Positionsdaten direkt vom Geber gelesen, ohne dass eine Anfahrbewegung oder Homing-Sequenz erforderlich ist.

Dies unterscheidet ihn von einigen älteren Absolutwertgeber-Designs, die auf batteriegestützten Zählern basieren, um ihre Positionsreferenz aufrechtzuerhalten.

F4: Welcher Beta i-Verstärker wird für den A06B-0087-B103 benötigt?

Der BiS30/2000 benötigt einen Beta i-Servoverstärker — βiSV oder βiSVSP — der für die 3 kW-Leistungsklasse und den Spitzenstrombedarf des Motors ausgelegt ist. Er integriert sich mit Fanuc CNC-Steuerungen, einschließlich 0i-C, 0i-D, 0i-F, 30i, 31i und 32i.

Der Motor-Typ-Parameter des Verstärkers muss für den BiS30/2000 eingestellt und die biA128 Absolutwertgeber-Schnittstelle aktiviert sein.

Bei der Spezifikation des Verstärkers ist sicherzustellen, dass der Spitzenstromausgang dem maximalen Beschleunigungsstrombedarf des Motors bei der Auslegungsbeschleunigungsrate der Achse entspricht — bei einer Achse mit hoher Trägheit ist der Spitzenstrombedarf proportional höher als bei leichteren Achsen.

F5: Was sind die wichtigsten Inspektionsschritte bei der Bewertung eines gebrauchten A06B-0087-B103?

Beginnen Sie mit der Oberfläche der glatten Welle — inspizieren Sie auf Fressspuren von vorherigem Kupplungsrutschen, was darauf hindeutet, dass die Kupplung unterdreht war oder die Nabenbohrung beschädigt ist. Eine gefressene Wellenoberfläche beeinträchtigt die Rundlaufgenauigkeit bei der nächsten Kupplungsmontage.

Überprüfen Sie den biA128-Geberstecker (A860-2020-T301) auf korrodierte oder beschädigte Pins und die Zugentlastung am Kabelausgang auf Risse oder Scheuerstellen.

Messen Sie den Wicklungswiderstand über alle drei Phasen auf Gleichmäßigkeit und prüfen Sie dann den Isolationswiderstand gegen Erde — bei 3 kW ist die Exposition der Wicklungsisolation gegenüber Kühlmittel oder anhaltendem Hochtemperaturbetrieb eine Überprüfung wert.

Drehen Sie die Welle von Hand und achten Sie auf Lagerrauhigkeit. Ein Probelauf auf einem Beta i-Verstärker bis 2.000 U/min mit Überprüfung der Absolutwertgeber-Position, Stromüberwachung und Lastprüfung ist die richtige Endkontrolle, bevor der Motor wieder in den Produktionsbetrieb geht.