Động cơ Servo AC Mitsubishi HC-KFS73K — 750W, Trục có rãnh, Bộ mã hóa tuyệt đối 17-bit, MELSERVO MR-J2S

Thương hiệu: Mitsubishi Electric 

Dòng: MELSERVO HC-KFS

Nền tảng: MR-J2S

Mã sản phẩm: HC-KFS73K / HCKFS73K

Mới trong bao bì gốc | Miễn phí vận chuyển nhanh | Còn hàng

Quán tính thấp, Mô-men xoắn cao, Một chi tiết thay đổi tất cả

Hầu hết các thông số kỹ thuật giữa HC-KFS73 và HC-KFS73K đều giống nhau — cùng công suất đầu ra 750W, cùng mô-men xoắn định mức 2,4 N·m, cùng bộ mã hóa tuyệt đối 17-bit, cùng bộ khuếch đại, cùng mặt bích. Điều khác biệt giữa chúng là một chi tiết cơ khí duy nhất trên trục đầu ra: một rãnh then với một then cài.

Sự khác biệt đó không phải là thẩm mỹ. Trục có rãnh truyền mô-men xoắn thông qua một khóa cơ học tích cực giữa trục động cơ và bộ phận được dẫn động — một puly, bánh răng xích, trục nối, hoặc bánh răng — thay vì chỉ thông qua lực kẹp ma sát. Trong các ứng dụng mà khớp nối chịu tải đỉnh cao, đảo chiều thường xuyên, hoặc rung động có thể làm cho trục nối bị trượt theo thời gian, giao diện có rãnh là lựa chọn kỹ thuật giúp giữ cho cụm cơ khí ở đúng vị trí trong hàng nghìn giờ hoạt động. Nếu máy được thiết kế để chấp nhận trục động cơ có rãnh, sẽ không có giải pháp thay thế nào phù hợp đúng cách mà không sửa đổi phần cứng khớp nối.

Đây là động cơ servo quán tính thấp 750W từ nền tảng MELSERVO J2S của Mitsubishi Electric. Nó được thiết kế cho chuyển động phản ứng nhanh, có thể lặp lại trong các không gian máy nhỏ gọn — và nó được vận chuyển với hình dạng trục chính xác mà các máy được chế tạo xung quanh nó yêu cầu.

Thông số kỹ thuật

Thông số kỹ thuật được lấy từ trang sản phẩm chính thức của Mitsubishi Electric Factory Automation Americas (HC-KFS73K) và danh mục Bộ khuếch đại Servo MELSERVO-J2-Super & Động cơ (L03007D).

Quán tính thấp so với Quán tính cực thấp — Hiểu về vị trí của HC-KFS73K

Mitsubishi Electric phân loại động cơ servo của mình vào các lớp quán tính riêng biệt, và sự khác biệt này đáng để hiểu trước khi chọn động cơ cho thiết kế mới hoặc đánh giá một sản phẩm thay thế.

Dòng HC-MFS (Quán tính cực thấp) có giá trị quán tính rôto nhỏ nhất trong dòng HC và được chế tạo đặc biệt cho gia tốc và giảm tốc nhanh nhất có thể trong các ứng dụng chu kỳ rất cao với tải nhẹ. Giá trị mô-men quán tính của nó được giảm thiểu bằng cách hy sinh khối lượng rôto.

Dòng HC-KFS (Quán tính thấp) — gia đình mà động cơ này thuộc về — chiếm bậc tiếp theo. Nó cung cấp quán tính thấp hơn động cơ quán tính trung bình trong khi hỗ trợ khối lượng tải lớn hơn một chút và nhiều tùy chọn khớp nối cơ khí hơn. Ở mức định mức 750W của HC-KFS73K, rôto quán tính thấp vẫn phản ứng nhanh với các thay đổi vận tốc được lệnh, nhưng động cơ cũng phù hợp về mặt vật lý với các ứng dụng liên quan đến tải kết nối lớn hơn — băng tải, bàn X-Y, trục cổng trục, và thiết bị xử lý đa trục nơi khối lượng di chuyển là đáng kể.

Ý nghĩa thực tế đối với người dùng bảo trì là một máy được thiết kế cho HC-KFS73K không thể đơn giản thay thế bằng HC-MFS73K mà không cần xem xét cơ khí và có thể là tham số — lớp quán tính ảnh hưởng đến đặc điểm kích thước của động cơ và hình dạng khớp nối, không chỉ hiệu suất động lực học của nó. Thay thế tương đương có nghĩa là cùng dòng, cùng hậu tố, cùng mã sản phẩm.

Trục có rãnh — Chức năng cơ khí và lý do tồn tại

Rãnh then là một khe hình chữ nhật được gia công dọc theo chiều dài trục đầu ra của động cơ. Một khe tương ứng được gia công vào lỗ của trục nối hoặc puly. Một then bằng thép hình chữ nhật được mài chính xác sẽ lắp vào cả hai khe cùng lúc, lấp đầy khoảng trống giữa trục và trục nối, tạo ra một khóa quay tích cực không phụ thuộc vào lực kẹp.

Các lý do kỹ thuật để chỉ định trục có rãnh thay vì trục trơn phụ thuộc vào bản chất của tải:

Khi mô-men xoắn được truyền qua ma sát thuần túy — một trục nối kẹp trên trục trơn — mô-men xoắn truyền tối đa là một hàm của lực kẹp và hệ số ma sát giữa các bề mặt. Dưới mô-men xoắn cao liên tục, tải đỉnh trong quá trình gia tốc, tải va đập từ cơ cấu dẫn động, hoặc rung động trong thời gian hoạt động dài, trục nối có thể quay từng chút một trên trục. Mỗi sự kiện trượt vi mô di chuyển trục nối một chút, và theo thời gian, khớp nối trượt đủ xa để gây ra lỗi vị trí, hỏng hóc cơ khí, hoặc cả hai.

Trục có rãnh loại bỏ hoàn toàn hiện tượng trượt. Khóa cơ học truyền mô-men xoắn thông qua lực cắt trong then, không phải thông qua ma sát trong mối ghép. Độ rơ trong khớp nối có rãnh được lắp đặt đúng cách về cơ bản là bằng không, và khả năng chịu mô-men xoắn của mối nối được xác định bởi độ bền cắt của vật liệu then thay vì lực kẹp. Đối với động cơ 750W hoạt động ở tốc độ tối đa tức thời lên tới 5.175 vòng/phút với mô-men xoắn đỉnh 7,2 N·m có sẵn, đó là thiết kế khớp nối phù hợp trong nhiều ứng dụng thực tế.

Bản thân then được bao gồm trong động cơ — việc lắp đặt chỉ yêu cầu lắp then đúng cách vào cả hai khe trước khi trục nối được lắp vào trục.

Bộ mã hóa tuyệt đối 17-bit — Không cần định vị lại khi khởi động

Bộ mã hóa 17-bit tích hợp trong HC-KFS73K tạo ra 131.072 giá trị vị trí riêng biệt mỗi vòng quay và giữ lại dữ liệu vị trí tuyệt đối đầy đủ qua các chu kỳ tắt nguồn. Hậu quả hoạt động thực tế của điều này là ngay lập tức: khi máy được cấp nguồn, bộ điều khiển servo đã biết chính xác vị trí của từng trục được trang bị động cơ này, mà không cần bất kỳ chuyển động trục nào để thiết lập tham chiếu.

Đối với các máy có nhiều trục, đồ gá phức tạp, hoặc các trục thẳng đứng mà chuyển động định vị lại có thể gây ra sự cố nếu khởi tạo không chính xác, việc loại bỏ chu kỳ định vị lại là một lợi ích vận hành và an toàn thực sự. Nó cũng giảm thời gian chu kỳ khi bắt đầu mỗi ca sản xuất — các trục sẵn sàng hoạt động ngay khi hệ thống servo được cấp nguồn và khởi tạo, không phải sau khi hoàn thành trả về vị trí gốc tuần tự.

Bản thân độ phân giải — 131.072 vị trí mỗi vòng quay — tương đương với độ phân giải góc dưới một phút cung trên trục động cơ. Thông qua bất kỳ sự giảm tốc cơ khí nào đối với tải, độ phân giải đó sẽ nhân lên. Đối với các ứng dụng cần kiểm soát vị trí chính xác trên toàn bộ hành trình đầu ra, bộ mã hóa sẽ không trở thành yếu tố hạn chế về độ chính xác của hệ thống chuyển động.

Bộ khuếch đại Servo tương thích

HC-KFS73K được ghép nối với dòng bộ khuếch đại MR-J2S-70. Cả bốn biến thể giao diện đều hỗ trợ cùng một động cơ; lựa chọn được đưa ra bởi kiến trúc bus điều khiển của máy:

Trên các máy được chế tạo với điều khiển đa trục SSCNET và MR-J2S-70 điều khiển HC-KFS73K, việc thay thế động cơ chỉ bao gồm động cơ — bộ khuếch đại, cáp và các tham số hệ thống không thay đổi. Điều tương tự cũng áp dụng cho bất kỳ biến thể giao diện nào khác. Cấu hình bộ khuếch đại được lưu trữ trong bộ khuếch đại và bộ điều khiển, không phải trong động cơ.

Nếu bộ khuếch đại hiện có của máy đang hoạt động, đừng thay thế nó như một phần của việc thay thế động cơ trừ khi nó đã được xác định độc lập là nguyên nhân gây lỗi.

Dòng HC-KFS73 — Các biến thể tổng quan

HC-KFS73 được sản xuất với nhiều kết hợp trục và phanh, tất cả đều chia sẻ thông số kỹ thuật cốt lõi 750W, 2,4 N·m, 3.000 vòng/phút:

Danh sách này là HC-KFS73K: trục có rãnh, không có phanh điện từ. Biến thể chính xác cho bất kỳ máy cụ thể nào được xác định bởi nhãn mã sản phẩm gốc trên bảng tên động cơ — khớp chính xác đó là cách duy nhất đáng tin cậy để thay thế tương đương.

Nơi HC-KFS73K được sử dụng

Sự kết hợp giữa quán tính thấp, công suất đầu ra 750W, mặt bích 80mm và trục có rãnh ánh xạ rõ ràng đến một tập hợp các loại máy và loại trục mà tất cả các thuộc tính đó đồng thời có liên quan.

Ổ đĩa băng tải và dây chuyền truyền tải — trục dẫn động bằng dây đai nơi trục động cơ kết nối trực tiếp với puly dẫn động thông qua lỗ puly có rãnh. Các ứng dụng này liên quan đến mô-men xoắn liên tục chống lại tải dây đai di chuyển, đảo chiều tại các vị trí chỉ mục, và các chu kỳ lặp lại hàng nghìn lần mỗi ca. Khớp nối có rãnh xử lý mô-men xoắn liên tục và đảo chiều; rôto quán tính thấp xử lý việc ổn định vị trí nhanh chóng tại mỗi chỉ mục.

Bàn X-Y và hệ thống định vị cổng trục — nơi các trục dẫn động bằng vít me bi hoặc dây đai thời gian yêu cầu khớp nối chính xác giữa động cơ và bộ phận dẫn động, và nơi trục phải di chuyển nhanh chóng và ổn định chính xác tại mỗi điểm đích qua hàng nghìn chu kỳ.

In ấn, dán nhãn và kiểm soát độ căng màng — các ứng dụng yêu cầu đăng ký chính xác nơi vị trí trục động cơ phải được ghép nối chặt chẽ với con lăn dẫn động hoặc trục ép mà không có sai số góc mà sự trượt trục nối sẽ gây ra trong quá trình sản xuất.

Lắp ráp robot và tự động hóa — các bộ truyền động khớp nối và trục định vị trên thiết bị tự động hóa thế hệ cũ được chế tạo xung quanh nền tảng MR-J2S, nơi HC-KFS73K là động cơ được chỉ định cho một cấu hình trục nhất định.

Máy đóng gói — các ổ đĩa hàm niêm phong chéo, các trục tạo hình-lấp đầy-niêm phong và thiết bị nạp liệu quay nơi mối quan hệ pha nhất quán giữa động cơ và cam hoặc cơ cấu dẫn động được duy trì thông qua giao diện khớp nối có rãnh.

Tình trạng, Nguồn gốc và Vận chuyển

Mitsubishi Electric đã ngừng sản xuất toàn bộ dòng HC-KFS cùng với việc ngừng hoạt động rộng rãi của nền tảng MR-J2S. Sản phẩm này không còn được sản xuất tích cực và không có sẵn thông qua mạng lưới phân phối ủy quyền của Mitsubishi. Các đơn vị mới trong hộp có sẵn ngày nay là hàng tồn kho sản xuất của nhà máy ban đầu đã được lưu kho trước khi dây chuyền đóng cửa — chưa bao giờ được lắp đặt, chưa bao giờ được cấp nguồn, trong bao bì nhà máy Mitsubishi Electric được niêm phong.

Đối với bảo trì thiết bị nơi máy ban đầu được chế tạo xung quanh HC-KFS73K, đây là đường dẫn thay thế trực tiếp. Đơn vị được vận chuyển mới, trong bao bì Mitsubishi gốc, bao gồm cả then cài. Miễn phí vận chuyển nhanh được bao gồm trong danh sách này. Đơn hàng quốc tế được vận chuyển qua DHL Express, FedEx International Priority, hoặc UPS Express với theo dõi đầy đủ từ khi xuất kho đến khi giao hàng. Các đơn vị còn hàng được xuất kho trong cùng ngày làm việc đối với các đơn hàng nhận được trước thời hạn cắt của nhà vận chuyển hàng ngày.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Trục trên động cơ hiện tại của tôi là trục trơn (không có rãnh then), nhưng máy sử dụng trục nối kẹp. Tôi có thể thay thế phiên bản có rãnh then HC-KFS73K mà không cần sửa đổi máy không?

Không, trừ khi thay thế hoặc sửa đổi trục nối. Trục có rãnh của HC-KFS73K yêu cầu trục nối có rãnh then tương ứng được gia công vào lỗ của nó — trục nối có lỗ trơn được thiết kế cho trục trơn sẽ không lắp đúng then, và việc ép lắp sẽ làm hỏng rãnh then hoặc làm cho then nhô ra khỏi bề mặt trục nơi nó không thể thoát khỏi lỗ trục. Nếu khớp nối hiện có của máy là loại kẹp có lỗ trơn được thiết kế cho HC-KFS73 (trục thẳng), thì sản phẩm thay thế đúng là phiên bản trục thẳng HC-KFS73. Nếu máy sử dụng trục nối có rãnh then — đây là lý do tại sao HC-KFS73K được chỉ định ban đầu — thì HC-KFS73K là sản phẩm thay thế đúng và trục nối hiện có sẽ lắp trực tiếp.

Q2: HC-KFS73K khác với HC-MFS73K như thế nào? Cả hai đều là động cơ servo Mitsubishi 750W có trục có rãnh.

Cả hai động cơ đều có cùng công suất định mức (750W), cùng bộ mã hóa tuyệt đối 17-bit và cấu hình trục có rãnh, nhưng chúng thuộc các lớp quán tính khác nhau và sử dụng bộ khuếch đại khác nhau. HC-KFS73K là động cơ quán tính thấp từ dòng HC-KFS, tương thích với dòng bộ khuếch đại MR-J2S-70. HC-MFS73K là động cơ quán tính cực thấp từ dòng HC-MFS, cũng tương thích với dòng bộ khuếch đại MR-J2S-70, nhưng có mô-men quán tính rôto thấp hơn đáng kể. Hai động cơ cũng khác nhau về dòng điện định mức (HC-KFS73K: 5,8A; HC-MFS73K: 5,1A) và về kích thước vật lý của chúng, làm cho chúng không thể thay thế cho nhau ở cấp độ mặt bích và khớp nối mà không sửa đổi máy. Trong bối cảnh bảo trì, hãy thay thế động cơ bị lỗi bằng mã sản phẩm chính xác giống hệt từ bảng tên động cơ — không thay thế chéo các dòng quán tính, ngay cả ở cùng công suất.

Q3: HC-KFS73K có yêu cầu làm mát bên ngoài không, hay nó tự hoạt động được?

HC-KFS73K sử dụng làm mát bằng quạt — một quạt bên trong được tích hợp vào cụm động cơ lưu thông không khí qua các bộ phận nhiệt của động cơ trong quá trình hoạt động. Điều này khác với cấu trúc tự làm mát (kín hoàn toàn, không thông gió cưỡng bức) được sử dụng trong một số biến thể khác của dòng HC. Động cơ làm mát bằng quạt hoàn toàn tự chứa về yêu cầu làm mát của chúng — không cần nguồn khí bên ngoài, mạch làm mát bằng nước hoặc luồng khí cưỡng bức từ vỏ máy. Động cơ tự tạo luồng khí bên trong. Những gì việc lắp đặt cần cung cấp là một môi trường trong phạm vi nhiệt độ môi trường định mức của động cơ (0°C đến +40°C) với khoảng trống đầy đủ xung quanh thân động cơ để tản nhiệt của quạt hoạt động hiệu quả. Không lắp đặt động cơ trong vỏ kín giữ nhiệt mà quạt được thiết kế để tản nhiệt.

Q4: Động cơ không có phanh điện từ. Cái gì giữ trục ở vị trí khi máy dừng hoặc tắt nguồn?

Không có phanh tích hợp, HC-KFS73K giữ vị trí hoàn toàn thông qua điều khiển servo chủ động — bộ khuếch đại cấp điện cho các cuộn dây động cơ để duy trì vị trí được lệnh khi servo được kích hoạt. Khi servo bị vô hiệu hóa hoặc nguồn điện bị ngắt, không có lực cản cơ học nào trên trục động cơ. Việc điều này có chấp nhận được hay không phụ thuộc hoàn toàn vào ứng dụng: các trục ngang với tải cân bằng không gây ra vấn đề khi servo bị vô hiệu hóa, vì không có lực nào làm cho trục di chuyển. Các trục thẳng đứng hoặc trục có tải không cân bằng là trường hợp phổ biến mà cấu hình không phanh yêu cầu xem xét thêm — hoặc là một bộ đối trọng trong thiết kế máy, một phanh ngoài riêng biệt, hoặc sử dụng biến thể HC-KFS73BK (trục có rãnh, có phanh điện từ) cung cấp khóa trục cơ học khi ngắt nguồn.

Q5: Bộ khuếch đại MR-J2S-70A điều khiển HC-KFS73K có thể được thay thế bằng bộ khuếch đại MR-J4 thế hệ hiện tại không?

Việc thay thế cáp và nguồn trực tiếp giữa bộ khuếch đại MR-J4 và động cơ HC-KFS73K là không thể nếu không có phần cứng chuyển đổi, vì MR-J4 sử dụng giao thức truyền thông bộ mã hóa khác với bộ mã hóa tích hợp của HC-KFS73K. Mitsubishi Electric đã phát triển một lộ trình di chuyển được ghi lại bằng cách sử dụng bộ khuếch đại servo MR-J4-DU_B-RJ020 kết hợp với bộ dụng cụ cáp làm mới MR-J2S, cho phép ổ đĩa MR-J4 điều khiển một số động cơ dòng HC cũ hơn. Nếu đang đánh giá nâng cấp nền tảng bộ khuếch đại cho máy hiện có sử dụng động cơ HC-KFS73K, hãy xác nhận khả năng tương thích của bộ dụng cụ làm mới cụ thể với bộ phận hỗ trợ kỹ thuật của Mitsubishi Electric trước khi cam kết mua phần cứng — phiên bản phần mềm bộ khuếch đại và mã bộ dụng cụ làm mới phải được khớp chính xác để sự kết hợp hoạt động. Đối với việc thay thế động cơ đơn giản, nơi bộ khuếch đại MR-J2S-70 hiện có đang hoạt động, việc chỉ thay thế động cơ bằng một HC-KFS73K khác là con đường nhanh hơn và ít rủi ro hơn.