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| Herkunftsort | Japan |
| Markenname | FANUC |
| Zertifizierung | CE ROHS |
| Modellnummer | A06B-0087-B403 |
Teilenummer: A06B-0087-B403
Serie: Beta iS (βiS) AC Servo Motor
Modell: BiS 30 / 2000
Konfiguration: Glatte Welle (SLK), 24V DC Federkraftbremse, biA128 Absolutwertgeber, IP65
Nennleistung: 3 kW
Blockierdrehmoment: 27 Nm
Max. Drehzahl: 2.000 U/min
Eingangsspannung: 200–240 VAC, 3-phasig
Bremsversorgung: 24V DC
Gewicht: 29 kg
Encoder: biA128 Absolutwertgeber (A860-2020-T301)
Zustand: Neu / Überholt
Der Fanuc A06B-0087-B403 ist die bremsenbestückte Variante des BiS30/2000 — einem 3 kW, 27 Nm Beta iS AC-Servomotor, konfiguriert mit einer glatten Welle, einer 24V DC Federkraftbremse, einem biA128 Absolutwertgeber und IP65-Abdichtung.
Die Suffix "403" ist das Suffixmuster in Fanucs Beta iS-Familie für glatte Welle, Bremse, biA128 Encoder — die gleiche Suffixlogik, die auch beim BiS8/3000-B403, dem BiS22/2000-B403 und anderen verwendet wird.
Mit 29 kg ist dies ein beachtlicher Motor: der größte der kompakten Beta iS-Reihe vor dem BiS40/2000 darüber, und die richtige Spezifikation für Achsen, die sowohl ein hohes Haltemoment als auch eine mechanische Sicherheitsbremse benötigen.
Die Bremse ist der Grund für diesen Motor, über die reine BiS30/2000-Leistung hinaus.
Die B103-Variante liefert das gleiche Blockierdrehmoment von 27 Nm, den gleichen Absolutwertgeber, den gleichen IP65-Schutz — aber sie hat keine Bremse. Wenn eine Achse unter Schwerkraft, Federdruck oder gespeicherter elastischer Energie bewegen kann, sobald das Servodrehmoment entfernt wird, ist der B103 nicht der richtige Motor, unabhängig davon, wie gut sein Drehmoment an die Last angepasst ist.
Der A06B-0087-B403 existiert speziell für diese Achsen: die vertikalen Z-Achsen von Vertikalbearbeitungszentren, die Kippachsen von Fünf-Achsen-Maschinenplattformen, die Drehachsen von großen Positionierern und Teilapparaten und jede Automatisierungsachse, bei der Servo-Aus bedeutet, dass eine unkontrollierte mechanische Bewegung auftritt, es sei denn, eine Bremse ist vorhanden.
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Nennleistung | 3 kW |
| Blockierdrehmoment | 27 Nm |
| Max. Drehzahl | 2.000 U/min |
| Eingangsspannung | 200–240 VAC |
| Phase | 3-phasig |
| Bremsversorgungsspannung | 24V DC |
| Bremsentyp | Federkraftbetätigt, elektrisch gelöst |
| Encoder | biA128 Absolutwertgeber (A860-2020-T301) |
| Encoder-Auflösung | 128.000 ppr |
| Wellentyp | Glatte Welle (SLK, keine Passfeder) |
| Schutzart | IP65 |
| Gewicht | 29 kg |
| Serie | Beta iS (βiS) — BiS30/2000 |
Die am A06B-0087-B403 verbaute Bremse ist federkraftbetätigt und elektrisch gelöst — der Standardzustand ist eingerückt, und die Bremse benötigt eine aktive 24V DC Versorgung, um sich zu öffnen.
Wenn Strom vorhanden ist und der Servo normal läuft, versorgt die 24V DC Bremsversorgung die Bremsspule, der Elektromagnet überwindet die Federkraft, und die Bremsscheibe trennt sich von der Reibfläche. Die Welle dreht sich frei.
Wenn die 24V Versorgung entfernt wird — sei es durch einen bewussten Servo-Aus-Befehl, einen Not-Aus oder einen Stromausfall — treibt die Feder sofort die Bremsflächen zusammen und hält die Welle mechanisch fest.
Diese ausfallsichere Logik ist der Grund für die Existenz der Bremse. Keine Steuerlogik kann eine gleichwertige mechanische Sicherheit bieten.
Wenn der Servo-Verstärker ausfällt, die Steuerstromversorgung versagt, die Maschine die Netzversorgung verliert oder der Not-Aus-Kreis auslöst — in all diesen Fällen greift die Bremse ohne aktives Signal vom CNC oder der SPS ein.
Die Achse hält die Position mechanisch, unabhängig davon, was im elektrischen System passiert.
Bei 27 Nm Motor-Blockierdrehmoment ist das Haltemoment der Bremse so ausgelegt, dass es zur Lastklasse des Motors passt.
Das spezifische Haltemoment der Bremse des A06B-0087-B403 ist für den Anwendungsbereich des BiS30/2000 dimensioniert — ausreichend, um die Achslast statisch zu halten, wenn der Motor nicht bestromt ist, gegen Schwerkraft, Federdruck oder restliche pneumatische Kraft, je nach Achskonfiguration der Maschine.
Die Bremse ist nicht für den Einsatz als dynamische Stoppbremse während des Motorlaufs unter Volllast vorgesehen — sie ist eine Parkbremse, keine Reibbremse zur Verzögerung.
Die 24V DC Spezifikation muss korrekt sein. Die Bremsen der Beta iS-Serie verwenden 24V DC, nicht die 90V DC, die bei Fanucs größeren Alpha-Serienmotoren zu finden sind. Das Anlegen von 90V an eine 24V Spule verbrennt sofort die Bremswicklung.
Das Anlegen von nur 24V an eine 90V Spule führt zu einer teilweisen elektromagnetischen Lösung — die Feder wird nie vollständig überwunden, die Bremse schleift während des Motorbetriebs gegen die Scheibe, und sowohl die Bremse als auch der Motor erleiden fortschreitende thermische und mechanische Schäden.
Messen Sie vor der Inbetriebnahme eines Ersatzmotors die Bremsversorgungsspannung der Maschine an den Anschlussklemmen des Bremssteckers, um 24V DC zu bestätigen.
Das Blockierdrehmoment von 27 Nm des BiS30/2000 ist der definierende Parameter für die Achstypen, die dieser Motor bedient. Blockierdrehmoment ist das maximale Drehmoment, das der Motor im Stillstand liefern kann — das Drehmoment, das der Servo-Verstärker liefert, um eine befohlene Position gegen eine angelegte Last zu halten.
Für eine vertikale Z-Achse, die einen schweren Spindelkopf trägt, umfasst die Anforderung an das Blockierdrehmoment das Gewicht des Kopfes, die Reibung der Dichtungen des Linearführungs-Schlittens und alle Schnittkraftkomponenten, die durch die Spindel zurückübertragen werden.
Für einen Kipptisch umfasst es das kombinierte Moment der Tischmasse, des Werkstücks und der Vorrichtung, die um den Drehpunkt der Kippachse wirken.
Mit einer maximalen Drehzahl von 2.000 U/min ist der BiS30/2000 kein Hochgeschwindigkeitsmotor.
Der inhärente Kompromiss im Beta iS-Design ist, dass ein höheres Blockierdrehmoment bei kompakter Baugröße auf Kosten der maximalen Betriebsdrehzahl geht. Der Arbeitsbereich des BiS30/2000 ist für 0–2.000 U/min optimiert — der Drehzahlbereich, der typisch für die angetriebenen Achsen ist, die er bedient.
Schnelllaufgeschwindigkeiten auf schweren vertikalen Achsen werden mehr durch die Beschleunigungskapazität der Achse (die vom verfügbaren Drehmoment abzüglich des Lastdrehmoments abhängt) als durch die Motordrehzahl begrenzt, und 2.000 U/min bei der typischen Kugelumlaufspindelsteigung und dem Übersetzungsverhältnis für schwere Achsanwendungen sind in der Regel ausreichend.
Die glatte Welle überträgt das volle Blockierdrehmoment von 27 Nm allein durch Reibung auf die angetriebene Komponente — die Kupplungsnabe klemmt die Welle und hält durch Anpressdruck an der Bohrungsoberfläche.
Mit einer zusätzlichen Bremse in der Baugruppe gibt es eine weitere Überlegung: Wenn die Bremse greift und die Achse stillhält, während eine äußere Kraft versucht, sie zu bewegen — zum Beispiel bei einem Not-Aus während der Bearbeitung — kann die Kupplungsschnittstelle Stoßdrehmomentbelastungen erfahren, die die statische Drehmomentkapazität, für die die Reibungsklemmung ausgelegt war, überschreiten.
Dies ist bei der Spezifikation der Kupplung zu berücksichtigen.
Die Klemmkraft der Nabe muss für das Haltemoment der Bremse ausgelegt sein, nicht nur für das Betriebsdrehmoment des Motors, und muss dynamische Belastungen während des Bremseingriffs berücksichtigen.
Eine Kupplungsnabe, die für ein Betriebsdrehmoment von 27 Nm ausreichend ist, aber für den mechanischen Stoß des Bremseingriffs gegen eine bewegte Last unterdimensioniert ist, wird sich fortschreitend abnutzen, und die Abnutzung wird sich als Wellenrundlauf- und Wiederholgenauigkeitsverschlechterung manifestieren, bevor die Kupplung vollständig ausfällt.
In der Praxis bedeutet dies: Bestätigen Sie die dynamische Drehmomentbewertung des Kupplungsherstellers, nicht nur die statische Drehmomentbewertung, wenn Sie die Kupplung für eine gebremste Motorinstallation spezifizieren.
Der biA128 Pulscoder (A860-2020-T301) behält die volle Wellenpositionsreferenz über Stromzyklen ohne Backup-Batterie bei. Wenn das Servo-System hochfährt — sei es nach einer geplanten Abschaltung oder nach einem ungeplanten Stromausfall — liest das CNC die tatsächliche Wellenposition direkt vom biA128 aus. Keine Referenzrückkehr, keine Referenzfahrt, keine Startverzögerung für die Positionsbestimmung.
An einer vertikalen oder Kippachse mit mechanischer Bremse ist diese Kombination besonders praktisch. Die Achse bewegt sich während des Stromausfalls nicht, da die Bremse sie festhält. Wenn der Strom wiederhergestellt ist, liest der biA128 die Wellenposition aus — immer noch im gleichen Winkel wie beim Ausschalten — und das CNC hat sofort korrekte Positionsdaten.
Die Maschine kann die Produktion genau dort fortsetzen, wo sie aufgehört hat, ohne Zyklus zur Neupositionierung. Bei inkrementellen Encoder-Systemen wäre eine Referenzrückkehr erforderlich, bevor ein Achsbefehl akzeptiert werden kann, was die Startzeit proportional zur Achslänge und Referenzrückkehrgeschwindigkeit verlängert.
Die IP65-Abdichtung schützt den A06B-0087-B403 vor Kühnebel und versehentlicher Wasserdruckstrahlexposition, wie sie in einer Produktionsumgebung üblich sind. Mit 29 kg ist dieser Motor so groß, dass die Wellendichtung — Teil der IP65-Baugruppe — eine sinnvolle Radiallast von der Kupplung und jeder Riemenspannung trägt, falls die Achse einen Riemenantrieb verwendet.
Der Zustand der Wellendichtung sollte bei regelmäßigen Wartungsprüfungen neben dem Zustand der Lager berücksichtigt werden.
Der Motor ist für Fanucs Beta i Servo-Verstärker-Familie konzipiert — βiSV Einachsen-Antriebe und das βiSVSP kombinierte Servo-Spindel-Modul — dimensioniert für die 3 kW Ausgangsklasse des BiS30/2000. Er integriert sich mit Fanuc CNC-Steuerungen, einschließlich der Serien 0i-C, 0i-D, 0i-F, 30i, 31i und 32i.
Die 24V DC Bremsversorgung ist ein separater Stromkreis vom Servo-Verstärker-Ausgang — sie muss unabhängig von der 24V DC Steuerspannung der Maschine versorgt und korrekt verriegelt werden, damit die Bremse sich vor der Servo-Freigabe löst und vor der Servo-Deaktivierung einrückt.
Ein falsch verriegelter Bremskreis — einer, der zu spät löst oder zu früh einrückt relativ zur Servo-Freigabe/Deaktivierungszeitgebung — führt entweder zu Servo-Überlastungsalarmen (Motor kämpft beim Start gegen die Bremse) oder zu unkontrolliertem Positionsdrift (Bremse löst sich, während der Servo noch deaktiviert ist).
F1: Was ist der Unterschied zwischen dem A06B-0087-B403 und dem A06B-0087-B103?
Beide sind BiS30/2000 Motoren mit der gleichen Nennleistung von 3 kW, 27 Nm Blockierdrehmoment, 2.000 U/min Maximaldrehzahl, glatter Welle, biA128 Absolutwertgeber und IP65-Konstruktion. Der einzige Unterschied ist die Bremse: der B403 hat eine 24V DC Federkraftbremse; der B103 nicht. Der B403 ist für Achsen spezifiziert, bei denen das Entfernen des Servodrehmoments eine unkontrollierte Bewegung durch Schwerkraft, Feder oder Last ermöglicht — vertikale Achsen, Kippachsen und lasttragende Drehachsen. Der B103 ist korrekt für horizontale und ausbalancierte Achsen, bei denen dieses Risiko nicht besteht. Die Installation eines B103 an einer Achse, die eine Bremse benötigt, stellt eine Sicherheitsgefahr dar.
F2: Die Bremsversorgung ist 24V DC. Warum ist diese Spannung kritisch?
Die Bremsspule des BiS30/2000 ist für 24V DC ausgelegt. Fanucs größere Alpha-Serienmotoren verwenden 90V DC Bremsen. Das Anlegen von 90V an die 24V Bremsspule dieses Motors verbrennt die Wicklung sofort.
Das Anlegen von 24V an eine 90V Spule führt zu einer teilweisen elektromagnetischen Lösung — die Feder wird nicht überwunden, die Bremse schleift während des Betriebs gegen die Reibscheibe, erzeugt Wärme und verursacht fortschreitende mechanische Schäden an den Brems- und Motorlagern.
Messen Sie vor dem Anschließen der Stromversorgung die Bremsversorgungsspannung der Maschine am Bremskabelstecker und bestätigen Sie 24V DC.
F3: Kann die Bremse als dynamische Stoppbremse verwendet werden, während der Motor dreht?
Nein. Die federkraftbetätigte Bremse des A06B-0087-B403 ist eine Haltebremse (Parkbremse), keine dynamische Reibbremse. Sie ist dafür ausgelegt, die Achse im Stillstand oder während der Verzögerung auf Null festzuhalten, wenn das Servodrehmoment entfernt wird.
Das Einrücken der Bremse gegen einen rotierenden Motor mit signifikanter Geschwindigkeit erzeugt Reibungswärme, die die thermische Auslegung der Bremse überschreitet, das Bremsbelagmaterial schnell abbaut und das Motorwellenlager durch die Radiallast beschädigen kann, die durch die Durchbiegung der Bremsscheibe unter Stoß entsteht.
Dynamisches Stoppen ist die Verantwortung des Servo-Verstärkers durch gesteuerte Stromverzögerung.
F4: Muss die Achse nach einem Not-Aus mit Stromausfall neu referenziert werden, bevor die Produktion wieder aufgenommen werden kann?
Nein. Der biA128 Absolutwertgeber behält die Wellenposition über Stromunterbrechungen bei — wenn das Servo-System die Stromversorgung wiederherstellt, liest das CNC den tatsächlichen Wellenwinkel direkt vom Encoder aus.
Da die mechanische Bremse die Achse während des Stromausfalls stillhält, hat sich die Welle nicht bewegt.
Das CNC verfügt unmittelbar nach Wiederherstellung der Stromversorgung über genaue Positionsdaten, und die Maschine kann von genau der Position aus fortfahren, in der sie sich beim Not-Aus befand, ohne Referenzrückkehr oder Referenzfahrt.
F5: Was sind die wichtigsten Inspektionsprüfungen für einen gebrauchten A06B-0087-B403?
Testen Sie zuerst die Bremse — legen Sie 24V DC an und bestätigen Sie, dass sich die Welle frei und ohne Schleifen dreht; entfernen Sie 24V und bestätigen Sie, dass die Welle fest verriegelt, ohne zu kriechen, unter manuellem Drehmoment. Eine Bremse, die teilweise löst oder nicht vollständig hält, erfordert eine Wartung, bevor der Motor an einer Achse montiert wird. Überprüfen Sie die glatte Wellenoberfläche auf Abnutzung durch eine zuvor durchgerutschte Kupplungsnabe.
Bei 27 Nm ist die Abnutzung auf der Wellenoberfläche bedeutender als bei leichteren Beta iS-Motoren — beurteilen Sie, ob die Wellenoberfläche innerhalb der Maßtoleranz liegt, bevor Sie eine neue Kupplung montieren.
Überprüfen Sie den biA128 Encoder-Anschluss (A860-2020-T301) auf korrodierte Pins und die Kabelausgangszugentlastung auf Risse. Messen Sie den Wicklungswiderstand über alle drei Phasen und prüfen Sie den Isolationswiderstand gegen Erde.
Ein Prüfstandlauf bis 2.000 U/min an einem Beta i Verstärker mit korrekt verriegelter Bremse, verifiziertem Absolutwertgeber und überwachtem Laststrom ist die richtige Endprüfung, bevor der Motor an der Maschine installiert wird.
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