Động cơ Servo AC Mitsubishi Electric HF-KE73

750W | Mô-men xoắn định mức 2.4 Nm | 3000 RPM | Bộ mã hóa tăng dần 17 bit | Tương thích MR-JE-70A | Mặt bích 80x80mm | Trục thẳng | IP65 | Quán tính thấp

Độ chính xác khi các hệ thống đa dụng yêu cầu

Có một phân khúc hiệu suất được xác định rõ ràng giữa các bộ truyền động vòng hở cấp nhập và các nền tảng vòng kín MR-J4/MR-J3 có đầy đủ tính năng. Nó được chiếm giữ bởi các hệ thống cần độ chính xác phản hồi tốc độ và vị trí thực sự mà không cần chi phí kỹ thuật của các mạng bộ khuếch đại cao cấp. Mitsubishi Electric HF-KE73 được thiết kế cho chính không gian này.

Là một phần của dòng HF-KE của Mitsubishi và được ghép nối với bộ khuếch đại servo đa dụng MR-JE, HF-KE73 cung cấp công suất định mức 750W, mô-men xoắn liên tục 2.4 Nm và phản hồi bộ mã hóa 17 bit trong một định dạng mặt bích nhỏ gọn 80x80mm. Đây là động cơ dành cho các nhà sản xuất máy cần hiệu suất servo vòng kín, phản ứng nhanh trên nhiều trục tự động hóa — mà không có chi phí cao cấp của các nền tảng truyền động cấp cao hơn.

Dòng HF-KE bao gồm bốn mức công suất: 100W (HF-KE13), 200W (HF-KE23), 400W (HF-KE43) và 750W (HF-KE73). Ở mức cao nhất của dòng, HF-KE73 mang lại công suất mô-men xoắn tối đa mà bộ khuếch đại MR-JE-70A có thể điều khiển.

Thông số kỹ thuật

HF-KE so với HF-KN so với HF-KP: Cùng mặt bích, các thế hệ bộ khuếch đại khác nhau

Mitsubishi tổ chức dòng động cơ quán tính thấp 750W của mình trên nhiều dòng tương thích với bộ khuếch đại, và sự khác biệt không thể thay thế cho nhau ở cấp độ truyền động:

Đối với trục vít me-ca với bước ren 10mm, 131.072 xung mỗi vòng quay tương đương với độ phân giải vị trí lý thuyết khoảng 0,076 micromet trên mỗi xung — vượt xa độ chính xác cơ khí của bất kỳ trục vít me-ca tiêu chuẩn nào. Trên thực tế, độ phân giải bộ mã hóa không còn là yếu tố giới hạn trong độ chính xác định vị, mà các yếu tố cơ khí — độ rơ, giãn nở nhiệt, sai số bước ren trục vít me-ca — mới là yếu tố chi phối.HF-KN73 (dòng MELSERVO-JN) nhắm đến phân khúc ứng dụng tương tự thông qua bộ khuếch đại MR-JN — một bộ khuếch đại điều khiển vị trí đơn giản hóa, hy sinh một số chức năng nâng cao để giảm chi phí phần cứng.HF-KP73 (dòng MELSERVO-J3) và HG-KR73 (dòng MELSERVO-J4) nâng cấp lên các nền tảng có thông số kỹ thuật cao hơn với bộ mã hóa tuyệt đối 18 bit/22 bit, khả năng tương thích mạng SSCNET III/H và bộ chức năng nâng cao đầy đủ.

Đối với trục vít me-ca với bước ren 10mm, 131.072 xung mỗi vòng quay tương đương với độ phân giải vị trí lý thuyết khoảng 0,076 micromet trên mỗi xung — vượt xa độ chính xác cơ khí của bất kỳ trục vít me-ca tiêu chuẩn nào. Trên thực tế, độ phân giải bộ mã hóa không còn là yếu tố giới hạn trong độ chính xác định vị, mà các yếu tố cơ khí — độ rơ, giãn nở nhiệt, sai số bước ren trục vít me-ca — mới là yếu tố chi phối.Phản hồi tăng dần 17 bit thực sự cung cấp những gì131.072 xung mỗi vòng quay từ bộ mã hóa 17 bit của HF-KE73 là thông số kỹ thuật xác định độ mượt của vận tốc và độ phân giải vị trí trong hoạt động bình thường. Ở tốc độ định mức 3.000 RPM, bộ mã hóa này tạo ra hơn 6,5 triệu xung phản hồi mỗi giây — một tốc độ đếm cho phép các vòng lặp điều khiển của bộ khuếch đại MR-JE tính toán vận tốc tức thời và theo dõi vị trí với độ chi tiết cao trên toàn bộ dải tốc độ của động cơ.

Đối với trục vít me-ca với bước ren 10mm, 131.072 xung mỗi vòng quay tương đương với độ phân giải vị trí lý thuyết khoảng 0,076 micromet trên mỗi xung — vượt xa độ chính xác cơ khí của bất kỳ trục vít me-ca tiêu chuẩn nào. Trên thực tế, độ phân giải bộ mã hóa không còn là yếu tố giới hạn trong độ chính xác định vị, mà các yếu tố cơ khí — độ rơ, giãn nở nhiệt, sai số bước ren trục vít me-ca — mới là yếu tố chi phối.Bộ mã hóa là loại tăng dần, có một hàm ý thực tế: mỗi khi nguồn điện chính bị ngắt và bật lại, trục sẽ không có bộ nhớ vị trí đã lưu. Một chuỗi quay về điểm tham chiếu (homing) là cần thiết trước khi thiết lập vị trí tuyệt đối hợp lệ. Đối với phần lớn các máy móc, nơi quá trình homing khi khởi động là một quy trình bình thường, ngắn gọn — phần lớn các trung tâm gia công và các ứng dụng định vị tiêu chuẩn — đây là một hạn chế nhỏ và được quản lý tốt.IP65: Bước tiến so với thế hệ HC-KFECấp bảo vệ thân máy IP65 của HF-KE73 đánh dấu một sự cải tiến đáng kể so với IP55 của HC-KFE73. Trong khi IP55 bảo vệ chống tia nước, IP65 chặn tia nước từ mọi hướng đồng thời cung cấp khả năng chống bụi hoàn toàn (chữ số đầu tiên là 6, so với 5 của HC-KFE). Cấp bảo vệ cao hơn này cho phép HF-KE73 hoạt động trong môi trường máy móc nơi sương làm mát, hạt lơ lửng trong không khí và việc rửa định kỳ là một phần của quy trình sản xuất bình thường — các điều kiện làm ảnh hưởng đến động cơ được xếp hạng IP55 theo thời gian.Khả năng bảo vệ IP65 đầy đủ được duy trì ở cấp độ thân động cơ. Đối với các lắp đặt gần khu vực có nhiều chất làm mát, đây là một lợi thế đáng kể, giúp kéo dài khoảng thời gian bảo trì và giảm rủi ro nhiễm bẩn bộ mã hóa so với thế hệ HC-KFE cũ hơn.

MR-JE-70A: Bộ khuếch đại hiện đại cho dòng động cơ này

MR-JE-70A là một bộ khuếch đại đang được sản xuất — có trong danh mục sản phẩm Tự động hóa Nhà máy của Mitsubishi — được định mức 750W để phù hợp với công suất đầu ra của HF-KE73. Nó chấp nhận đầu vào 200VAC một pha hoặc ba pha, tích hợp phanh động và điện trở tái sinh, đồng thời cung cấp giao tiếp RS-422/RS-485 để truy cập tham số và giám sát.

Đầu vào lệnh bao gồm cả chuỗi xung (cho bộ điều khiển vị trí chuỗi xung, mô-đun định vị PLC MELSEC hoặc đầu ra xung CNC) và điện áp tương tự cho chế độ hoạt động điều khiển tốc độ. Chức năng điều chỉnh tự động thời gian thực tích hợp trong dòng MR-JE quản lý sự thích ứng độ lợi với tải được kết nối, đơn giản hóa việc vận hành cho các kỹ sư bảo trì có thể làm việc mà không có tài liệu truyền động ban đầu.

Sự kết hợp HF-KE73 / MR-JE-70A đại diện cho một hệ thống servo hiện tại, được hỗ trợ tích cực — phụ tùng thay thế, cập nhật firmware và hỗ trợ kỹ thuật từ mạng lưới dịch vụ của Mitsubishi vẫn có sẵn, đây là một lợi thế bảo trì thực tế so với các hệ thống cũ dựa trên phần cứng HC-KFE / MR-E đã ngừng sản xuất.

Ngữ cảnh ứng dụng: Nơi HF-KE73 phù hợp

Giới hạn 750W của nền tảng đa dụng MR-JE phù hợp với HF-KE73 cho một hồ sơ ứng dụng cụ thể:

Trục di chuyển ngang và bàn định vị

— nơi mô-men xoắn liên tục 2.4 Nm ở 3.000 RPM đáp ứng yêu cầu tải cắt và di chuyển của các trục phụ CNC hạng trung, hệ thống đánh dấu và các thanh trượt tự động hóa đa dụng.

Tự động hóa đóng gói và lắp ráp

— các trục chu kỳ làm việc không liên tục thực hiện các thao tác gắp và đặt, đánh chỉ mục hoặc định vị băng tải, nơi mô-men xoắn đỉnh 7.2 Nm xử lý các quá độ gia tốc mà không đạt đến giới hạn nhiệt của động cơ.

Đánh chỉ mục quay

— nơi mặt bích 80x80mm cung cấp một đế cơ khí ổn định và vỏ IP65 xử lý sự nhiễm bẩn ngẫu nhiên điển hình của môi trường sàn sản xuất.

Máy dệt, in ấn và chế biến

— nơi các trục cấp liệu web được phối hợp yêu cầu điều chỉnh tốc độ chính xác và phản hồi 17 bit của HF-KE73 hỗ trợ hoạt động tốc độ thấp, mượt mà mà không bị gợn sóng vận tốc.

Câu hỏi thường gặpQ1: Sự khác biệt giữa HF-KE73 và HC-KFE73 trong trường hợp thay thế bảo trì là gì?

Hai động cơ chia sẻ cùng một dấu chân mặt bích 80x80mm và cùng các chỉ số mô-men xoắn định mức/đỉnh 2.4 Nm / 7.2 Nm, giúp việc thay thế cơ khí trực tiếp trở nên đơn giản. Tuy nhiên, chúng sử dụng các hệ thống bộ khuếch đại và giao diện bộ mã hóa hoàn toàn khác nhau. HC-KFE73 ghép nối với MR-E-70A đã ngừng sản xuất và sử dụng bộ mã hóa tăng dần 10.000 ppr với phản hồi chuỗi xung thông qua định dạng đầu nối cũ hơn. HF-KE73 ghép nối với MR-JE-70A hiện tại và sử dụng bộ mã hóa tăng dần 17 bit (131.072 ppr) với giao diện tín hiệu MR-JE hiện đại. Việc thay thế trực tiếp chỉ về mặt cơ khí là không thể — cả bộ khuếch đại và cáp bộ mã hóa đều phải thay đổi. Nâng cấp từ HC-KFE73 lên HF-KE73 đại diện cho một sự cải tiến thực sự về độ phân giải bộ mã hóa, bảo vệ IP và khả năng truy cập vào một nền tảng bộ khuếch đại đang được hỗ trợ tích cực.Q2: HF-KE73 có yêu cầu chuỗi homing sau mỗi lần bật nguồn không?

Có. Bộ mã hóa 17 bit là loại tăng dần, có nghĩa là dữ liệu vị trí bị mất bất cứ khi nào nguồn điện bị ngắt khỏi hệ thống. Mỗi lần khởi động yêu cầu một chu kỳ quay về điểm tham chiếu (homing) để thiết lập lại điểm 0 của trục trước khi hệ thống điều khiển có dữ liệu vị trí tuyệt đối hợp lệ. Đối với phần lớn các ứng dụng máy móc — trung tâm gia công CNC, dây chuyền đóng gói, tự động hóa lắp ráp — đây là một bước khởi động thông thường, chỉ mất vài giây cho mỗi trục và được xử lý tự động bởi chuỗi điều khiển của máy. Nếu ứng dụng yêu cầu lưu giữ vị trí chống mất nguồn mà không cần homing, các động cơ có bộ mã hóa tuyệt đối (như HG-KR73 với phản hồi tuyệt đối 22 bit) sẽ đáp ứng yêu cầu này, mặc dù với chi phí hệ thống cao hơn.Q3: HF-KE73 có thể được sử dụng trên trục dọc mà không cần phanh điện từ không?

HF-KE73 là biến thể trục thẳng tiêu chuẩn không có phanh. Đối với các trục dọc mang tải có thể bị trôi hoặc rơi khi servo bị ngắt điện, HF-KE73 cơ bản không cung cấp khả năng giữ thụ động — trục sẽ di chuyển tự do khi bộ khuếch đại tắt. Đối với các trục dọc nơi trọng lực tạo ra rủi ro cho nhân viên hoặc phôi trong trạng thái không có điện, HF-KE73B (có phanh điện từ không kích từ) là thông số kỹ thuật cần thiết. Biến thể phanh sử dụng thiết kế lò xo tác động, tự động kích hoạt khi loại bỏ 24VDC, giữ tải mà không cần bất kỳ hành động nào của bộ điều khiển. Đối với các trục ngang không có tải trọng do trọng lực, HF-KE73 tiêu chuẩn không có phanh là lựa chọn phù hợp và có chi phí thấp hơn.Q4: Cáp bộ mã hóa nào tương thích với HF-KE73 khi kết nối với MR-JE-70A?

HF-KE73 sử dụng dòng cáp bộ mã hóa dòng MR-JE của Mitsubishi, đặc biệt là các dòng cáp CNV2E hoặc MR-EKCBL tùy thuộc vào hướng đầu nối và yêu cầu định tuyến cáp. Cáp có tuổi thọ uốn cong tiêu chuẩn phù hợp với các lắp đặt cố định; các biến thể có tuổi thọ uốn cong dài được chỉ định cho các máng cáp di chuyển hoặc lắp đặt linh hoạt. Chiều dài cáp có sẵn từ 2m đến 30m trong phạm vi tiêu chuẩn. Việc khớp thông số kỹ thuật tuổi thọ uốn cong của cáp với lắp đặt thực tế — định tuyến cố định so với uốn cong lặp đi lặp lại — là một chi tiết quan trọng ảnh hưởng đến tuổi thọ. Đầu bộ khuếch đại kết nối với đầu nối bộ mã hóa CN2 của MR-JE-70A bằng bộ cáp dòng MR-JE tiêu chuẩn.

Q5: HF-KE73 so với HG-KR73 thế hệ hiện tại như thế nào đối với thiết kế máy mới?

Đối với thiết kế máy mới không có ràng buộc về lựa chọn bộ khuếch đại, HG-KR73 (dòng MELSERVO-J4, tương thích MR-J4-70A) là lựa chọn ưu tiên của thế hệ hiện tại. Nó cung cấp bộ mã hóa tuyệt đối 22 bit (4.194.304 ppr) so với bộ mã hóa tăng dần 17 bit của HF-KE73, bảo vệ IP65 (giống hệt nhau) và các chức năng nền tảng MR-J4 đầy đủ bao gồm khả năng tương thích mạng SSCNET III/H, triệt tiêu rung động nâng cao và lưu giữ vị trí tuyệt đối qua các chu kỳ nguồn. Hai động cơ chia sẻ mặt bích 80x80mm. Đối với các ứng dụng tích hợp vào cơ sở hạ tầng bộ khuếch đại MR-JE hiện có, hoặc nơi thông số kỹ thuật đa dụng và cấu trúc chi phí thấp hơn của HF-KE73 là các yếu tố chi phối, HF-KE73 vẫn là một lựa chọn thực tế và được hỗ trợ tốt.