Fanuc A06B-0116-B403 | Servomoteur AC Série Beta iS BiS1/6000 — 0,5 kW, 1,2 Nm, 6000 tr/min, Frein 24V, Encodeur b64ia, Connecteur Standard

Présentation

Le Fanuc A06B-0116-B403 est un servomoteur AC de la série Beta iS — modèle BiS 1/6000 — combinant une puissance de 0,5 kW, une vitesse maximale de 6 000 tr/min, un frein à ressort de 24V DC, et le pulsecoder absolu sans batterie b64ia dans un boîtier compact à axe unique avec un connecteur d'encodeur standard.

C'est le membre de la famille BiS 1/6000 équipé d'un frein, spécifié pour les axes où le maintien mécanique est une exigence de sécurité ou de qualité, tout en partageant la conception électromagnétique, la capacité de vitesse et la spécification de l'encodeur identiques à la variante B103 sans frein.

C'est un moteur qui justifie sa spécification lorsque l'application l'exige.

Sur tout axe où la suppression de l'alimentation du servomoteur pourrait permettre un mouvement indésirable — un axe vertical qui laisserait tomber sa charge, un convoyeur incliné qui dériverait en arrière, un axe rotatif qui doit maintenir sa position indexée entre les opérations — le frein à ressort de 24V assure le maintien mécanique de sécurité que le couple du servomoteur seul ne peut pas fournir lors des interruptions de courant, des arrêts d'urgence ou des pauses programmées.

Le moteur ne produit aucun couple lorsqu'il est désactivé ; le frein maintient la position en place.

La configuration du connecteur standard distingue cette variante de la version scellée #0100.

Alors que le #0100 ajoute un étanchéité améliorée à la jonction du connecteur du câble de l'encodeur pour les environnements exposés directement aux fluides, le A06B-0116-B403 standard utilise l'engagement de connecteur conventionnel qui convient à la majorité des installations de machines-outils CNC et d'automatisation — protégées dans des boîtiers ou positionnées à l'écart des projections directes de liquide de refroidissement.

La plupart des installations ne nécessitent pas le niveau de protection supplémentaire du connecteur scellé, et la version standard est la spécification la plus courante dans les applications de machines-outils en atelier.

Spécifications clés

BiS 1/6000 en pratique — Ce que signifient 0,5 kW à 6 000 tr/min

Le BiS 1/6000 n'est pas un moteur que vous spécifieriez pour l'axe de coupe principal d'un centre d'usinage.

C'est le moteur que vous spécifiez pour les axes qui maintiennent une machine productive sans exiger la même échelle physique que les axes principaux : un bras de changement d'outil qui doit s'indexer précisément à chaque position, un mécanisme de serrage de palette qui doit maintenir un couple défini, une table rotative à 4ème axe sur une VMC compacte où la charge est légère et l'exigence principale est un positionnement précis.

Avec 0,5 kW, un couple de blocage de 1,2 Nm et 6 000 tr/min, le BiS 1/6000 couvre efficacement ce territoire d'axes auxiliaires.

Le plafond de 6 000 tr/min signifie que le moteur peut effectuer des déplacements de positionnement rapides même lorsque le rapport de transmission du mécanisme maintient la vitesse de charge faible — la marge du moteur au-dessus des vitesses de fonctionnement typiques réduit le temps de positionnement en permettant aux phases d'accélération et de décélération de fonctionner bien dans la capacité de couple du moteur.

Le couple de blocage de 1,2 Nm, bien que modeste pour les standards des axes principaux, est tout à fait adéquat pour les mécanismes légers et les charges à faible friction que ces axes présentent généralement.

Le frein 24V DC ajoute la capacité de maintien qui transforme un moteur de positionnement en un mécanisme de serrage.

Sur un indexeur rotatif, le moteur se positionne à l'angle commandé, le frein s'engage avant que le servomoteur ne soit désactivé, et la position indexée est mécaniquement verrouillée, quoi qu'il arrive au système de contrôle ou à l'alimentation électrique par la suite.

La charge ne peut pas dériver. La pièce ne bouge pas. La qualité de production est maintenue pendant tout le cycle d'usinage.

Fonctionnement du frein 24V DC — La logique d'ingénierie de la conception à ressort

L'expression « frein à ressort » décrit un frein qui est engagé par une force mécanique plutôt qu'électrique. Dans le A06B-0116-B403, un ensemble de ressorts pré-comprimés maintient le disque de frein contre l'arbre moteur en permanence.

L'application de 24V DC à la bobine du frein crée un champ électromagnétique qui comprime les ressorts et soulève le disque de l'arbre, lui permettant de tourner librement. Retirez les 24V — pour quelque raison que ce soit — et les ressorts repoussent immédiatement le disque contre l'arbre.

La logique d'ingénierie est simple : un système qui nécessite une alimentation électrique active pour rester dans l'état de sécurité est intrinsèquement plus dangereux qu'un système qui passe par défaut à l'état de sécurité sans alimentation.

Un frein à ressort passe par défaut en position engagée, ce qui signifie que l'état de sécurité (arbre verrouillé) est l'état par défaut.

L'état non sécurisé (arbre libre de tourner) nécessite une alimentation continue de 24V DC pour être maintenu. Panne de courant, arrêt d'urgence, alarme de servomoteur, redémarrage du contrôle, désactivation intentionnelle du servomoteur — tout cela entraîne l'engagement automatique du frein, sans aucune intervention du système de contrôle.

Pour les axes auxiliaires et les mécanismes périphériques où le BiS 1/6000 est couramment utilisé, ce comportement de sécurité protège directement contre les conséquences d'événements imprévus. Un bras de changement d'outil qui tombe entre les positions lors d'une interruption de courant peut endommager l'outil et la broche.

Un serrage de palette qui se relâche lors d'un redémarrage du contrôle permet à la palette de bouger. Un indexeur rotatif qui dérive lors d'un arrêt d'urgence peut provoquer une collision au redémarrage de la machine. Le frein 24V sur le A06B-0116-B403 empêche tous ces résultats en garantissant que l'axe est mécaniquement verrouillé dès que l'alimentation du servomoteur est coupée.

Pulsecoder absolu b64ia — Rétention de position sans batterie

Le pulsecoder b64ia intégré au A06B-0116-B403 fournit des données de position absolue de l'arbre sans batterie. À chaque mise sous tension, l'encodeur communique la position angulaire exacte à l'amplificateur servo Beta i avant tout mouvement de l'axe.

Le variateur et la CNC disposent de données de position correctes dès le premier cycle de balayage, sans aucun déplacement de référencement.

Pour un axe équipé d'un frein, cela est important de deux manières.

Premièrement, il confirme que le frein s'est engagé à la bonne position lors de la mise hors tension précédente : si la CNC lit une position à la mise sous tension qui est différente de la position commandée à la mise hors tension, la divergence est immédiatement détectable et actionnable avant que toute commande de mouvement ne soit envoyée.

Deuxièmement, il élimine la séquence de référencement dont les axes à encodeur incrémental ont besoin — particulièrement utile sur les axes dont le déplacement de référencement serait compliqué par le frein (la séquence : activer le servomoteur, relâcher le frein, se déplacer vers la référence, réengager le frein, désactiver le servomoteur ajoute du temps et nécessite une conception de séquence soignée pour être exécutée en toute sécurité).

La position absolue sans batterie est l'avantage pratique qui distingue le b64ia des systèmes d'encodeur qui nécessitent une batterie pour conserver les données de position absolue.

Il n'y a pas de batterie à trouver, installer, surveiller ou remplacer. Il n'y a aucun risque de perte de position en cas de décharge de la batterie. Le système d'encodeur fonctionne de la même manière lors de la première mise sous tension de la machine de la semaine que cinq ans plus tard.

Arbre SLK — Lisse droit, sans clavette

La désignation SLK identifie l'arbre lisse droit sans clavette — la configuration d'arbre standard pour cette classe de moteur dans la plupart des applications Beta iS. L'arbre de 14 mm de diamètre transmet le couple par friction avec l'alésage du moyeu de couplage, en s'appuyant sur la force de serrage générée par le mécanisme de verrouillage du moyeu.

Note de référence : la description originale du produit de certains fournisseurs décrit incorrectement l'arbre SLK comme « conique ». L'arbre du A06B-0116-B403 est un arbre cylindrique lisse droit, pas conique.

Un arbre conique Fanuc serait identifié par le code suffixe « TPR », que ce moteur ne porte pas.

Avec un couple de blocage de 1,2 Nm et les transitoires de courant de pointe correspondants, la force de serrage du couplage doit être spécifiée pour la sortie de pointe du moteur plutôt que pour le couple de blocage seul. Les alésages de moyeu usinés à la bonne tolérance pour un arbre de 14 mm, avec des mécanismes de serrage serrés selon les spécifications du fabricant de couplage, gèrent ces charges de manière fiable. Une vérification périodique du couple de serrage — en particulier après les 50 à 100 premières heures de fonctionnement lors de l'assise initiale — est la tâche de maintenance mécanique principale pour les interfaces de couplage à arbre lisse.

B403 vs B103 — La dimension du frein

Les A06B-0116-B403 et A06B-0116-B103 sont identiques dans toutes les spécifications électriques et mécaniques : même puissance de 0,5 kW, même couple de blocage de 1,2 Nm, même vitesse maximale de 6 000 tr/min, même tension moteur de 172V, même courant nominal de 1,8A / de pointe de 2,6A, même arbre de 14 mm, même encodeur b64ia, même compatibilité d'amplificateur. Le numéro qui change — B4xx contre B1xx — marque la présence ou l'absence du frein.

Cela signifie que la décision entre les deux est purement une question d'application : l'axe a-t-il besoin d'un maintien mécanique lorsque le servomoteur est éteint ?

La réponse dépend de la gravité et des charges résiduelles.

Un axe horizontal avec une charge légère et sans composante de gravité n'a aucune tendance à bouger lorsque le servomoteur est éteint — le B103 sans frein est la spécification correcte et plus simple.

Un axe vertical qui supporte une charge vers le bas, un axe incliné, ou tout axe où la friction du mécanisme est insuffisante pour maintenir la position contre la force de charge — ceux-ci nécessitent le frein du B403.

Installer un B103 (sans frein) sur un axe qui devrait avoir un frein crée un risque qui ne se manifeste que lorsque l'alimentation est coupée : l'axe dérivera, et la direction et la distance de dérive ne sont pas contrôlées.

Installer un B403 (avec frein) sur un axe qui n'a pas besoin de frein gaspille le coût du frein et ajoute le circuit d'alimentation du frein 24V à l'installation, mais ne crée aucun risque de sécurité. Lorsqu'il y a une incertitude réelle quant à savoir si la charge nécessite un maintien, le B403 est la spécification conservatrice.

FAQ

Q1 : Quelle est la différence entre A06B-0116-B403 et A06B-0116-B403#0100 ?

Les deux sont des moteurs BiS 1/6000 avec un frein 24V DC, un encodeur b64ia et un arbre lisse droit — identiques en performances et spécifications électriques.

Le suffixe #0100 sur la deuxième variante ajoute un étanchéité améliorée à la jonction du connecteur du câble de l'encodeur, ce qui le rend approprié pour les environnements exposés directement aux liquides de refroidissement ou aux fluides au niveau de la zone du connecteur.

Le A06B-0116-B403 standard utilise l'engagement de connecteur conventionnel qui convient à la majorité des installations de machines-outils où le moteur est positionné à l'écart du contact direct avec les fluides.

Si le moteur défaillant d'origine est la variante #0100, un A06B-0116-B403 standard peut le remplacer mécaniquement et électriquement, mais le connecteur du câble de l'encodeur peut ne pas s'accoupler correctement sans le boîtier de connecteur scellé.

Q2 : Comment le frein 24V s'intègre-t-il à l'amplificateur Fanuc Beta i ?

L'amplificateur servo Beta i contrôle le relâchement du frein dans le cadre de la séquence d'activation/désactivation du servomoteur. Lorsque le servomoteur est activé et prêt, l'amplificateur signale à l'alimentation 24V DC du frein de la machine de relâcher le frein — 24V sont appliqués à la bobine du frein, la force du ressort est vaincue, et l'arbre tourne librement sous le contrôle du servomoteur.

Lorsque le servomoteur est désactivé — lors d'un arrêt d'urgence, d'un arrêt d'axe programmé ou d'une alarme servo — l'amplificateur retire le signal de relâchement du frein avant que la sortie du servomoteur ne soit coupée, de sorte que le frein s'engage pendant que le moteur a encore un contrôle de position actif. Ce séquençage empêche la charge de bouger lors du transfert du couple du servomoteur au maintien du frein.

Q3 : Le A06B-0116-B403 peut-il remplacer un B103 (sans frein) sur le même axe ?

Oui, physiquement et électriquement, les moteurs sont interchangeables au niveau du moteur lui-même. L'installation nécessite en plus un circuit d'alimentation de frein 24V DC et un câblage vers les broches du connecteur de frein du moteur — qui n'existent pas dans une installation B103.

Si l'axe était initialement câblé pour un B103, l'ajout du B403 nécessite l'ajout de la connexion d'alimentation du frein 24V, la configuration du paramètre d'interverrouillage du frein de l'amplificateur, et la vérification que la séquence de relâchement et d'engagement du frein fonctionne correctement avant de remettre l'axe en production.

L'inverse — remplacer un B403 par un B103 sur un axe qui nécessitait un freinage — nécessite une révision d'ingénierie pour confirmer que l'axe est sûr sans maintien mécanique.

Q4 : Que se passe-t-il pour le frein si 24V DC sont appliqués en continu accidentellement sans que l'amplificateur ne contrôle la séquence de relâchement ?

Si 24V DC sont appliqués en permanence à la bobine du frein sans le contrôle de séquençage de l'amplificateur, le frein reste relâché en continu — le mécanisme d'engagement à ressort est maintenu ouvert tant que la tension est présente.

L'arbre tourne librement et aucun maintien n'est assuré lorsque le servomoteur est éteint. Il s'agit d'une erreur de câblage ou de configuration de contrôle, pas d'une défaillance du frein, mais elle élimine entièrement la fonction de sécurité du frein.

La configuration correcte nécessite que l'alimentation 24V soit commutée par la sortie d'interverrouillage du frein de l'amplificateur ou par un relais sous la logique d'activation/désactivation du servomoteur, et non câblée à une alimentation 24V permanente.

Q5 : Quels sont les contrôles pré-installation pour un A06B-0116-B403 d'occasion ?

Testez le frein avant l'installation mécanique : appliquez 24V DC entre les bornes du frein et vérifiez que l'arbre tourne librement sans frottement ; retirez les 24V et confirmez que l'arbre est fermement maintenu. Tout frottement sous 24V indique un contact résiduel du disque de frein usé ou contaminé.

Tout mouvement de l'arbre sous la seule force du ressort indique que la force du ressort est insuffisante — le frein nécessite une maintenance avant l'installation.

De plus, faites tourner l'arbre à la main pour vérifier la douceur des roulements, inspectez le connecteur de l'encodeur et la sortie du câble pour tout dommage, et mesurez la résistance d'enroulement phase par phase pour l'équilibre.

Un essai à 6 000 tr/min sur un amplificateur Beta i compatible avec vérification de la fonction de freinage à des vitesses intermédiaires confirme que le moteur est prêt pour la production avant son installation dans la machine.