Mitsubishi HC-SFS202K (HCSFS202K) — Động cơ Servo AC 2kW, Trục có rãnh then, Không có phanh, Dòng MELSERVO-J2S

Nhận dạng sản phẩm

Mã sản phẩm: HC-SFS202K

Cũng được tìm kiếm với tên: HCSFS202K, HC-SFS-202K

Dòng: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (Thế hệ J2-Super)

Loại động cơ: Động cơ Servo AC không chổi than — Trục có rãnh then, Không có phanh, 2000 vòng/phút, AC 200V

Nền tảng: MELSERVO J2S (J2-Super)

Động cơ và Mục đích sử dụng

Chọn hai thuộc tính bất kỳ từ ma trận biến thể HC-SFS202 — loại trục và sự hiện diện của phanh — và bạn sẽ có một động cơ được cấu hình cho một lớp ứng dụng cụ thể. HC-SFS202K trả lời bằng một trục có rãnh then và không có phanh: truyền mô-men xoắn dương thông qua rãnh then gia công, và giữ vị trí khi dừng thông qua khóa servo của bộ khuếch đại thay vì thiết bị cơ khí có lò xo ép.

Sự kết hợp đó đặt động cơ này vào đúng phạm vi của các trục ngang, ổ đĩa nối bánh răng, cơ cấu truyền động bằng dây đai răng, và bất kỳ ứng dụng nào mà đường dẫn mô-men xoắn then-hub là ưu tiên kỹ thuật và tải không yêu cầu giữ an toàn khi tắt servo. Ở mức 2kW, 9,55 Nm liên tục và 28,6 Nm đỉnh, HC-SFS202K bao phủ phần lớn các yêu cầu về trục CNC và ổ đĩa tự động hóa có công suất trung bình — đủ mô-men xoắn để xử lý tải sản xuất thực tế, đủ nhỏ gọn để phù hợp với cấu trúc máy mà các trục 2kW thường chiếm dụng.

Nền tảng MELSERVO-J2S có bộ mã hóa tuyệt đối nối tiếp 17 bit với 131.072 vị trí mỗi vòng quay cung cấp chất lượng phản hồi mà bộ khuếch đại MR-J2S cần để chạy vòng lặp tốc độ và vị trí ở băng thông rộng. Kết hợp với bộ xử lý cải tiến của bộ khuếch đại J2-Super, độ phân giải bộ mã hóa đó hỗ trợ điều chỉnh tốc độ chặt chẽ và loại bỏ nhiễu nhanh chóng mà gia công chính xác và tự động hóa chu kỳ cao yêu cầu.

Thông số kỹ thuật

Trục có rãnh then: Kỹ thuật giao diện mô-men xoắn đáng tin cậy

Ma sát giữa lỗ trục và đường kính ngoài trục truyền mô-men xoắn trên trục thẳng trơn. Lực kẹp phải đủ cao để chống lại mô-men xoắn đỉnh — 28,6 Nm — trong điều kiện hoạt động tồi tệ nhất mà trục gặp phải. Trong dịch vụ máy công cụ CNC, điều kiện tồi tệ nhất đó không phải là cắt ổn định. Đó là sự đảo chiều đột ngột ở tốc độ di chuyển nhanh tối đa, sự giảm tốc mạnh từ tốc độ tối đa vào điểm định vị, hoặc dừng khẩn cấp được lệnh với dòng điện tối đa. Bất kỳ điều nào trong số này, lặp đi lặp lại trong ca sản xuất, sẽ kiểm tra giao diện ma sát theo những cách có thể gây ra trượt nhỏ theo thời gian. Trượt nhỏ rất khó nhận biết: đủ nhỏ để bỏ qua các ngưỡng báo động riêng lẻ, đủ lớn để tích lũy thành sai số kích thước qua nhiều chu kỳ.

Rãnh then trên HC-SFS202K thay đổi đường truyền mô-men xoắn. Then ăn khớp với các rãnh tương ứng trên cả trục và hub; dưới tải, then chịu lực cắt và truyền mô-men xoắn bằng cơ học, độc lập với bất kỳ ma sát nào mà giao diện cung cấp. Tải đảo chiều, tải chu kỳ, tải va đập — không có yếu tố nào trong số này làm suy giảm dần kết nối then được lắp đúng cách theo cách chúng có thể làm suy giảm kẹp ma sát cận biên.

Nơi rãnh then là thông số kỹ thuật tự nhiên:

Puli truyền động bằng dây đai răng, nơi lực căng dây đai và lực ăn khớp răng chu kỳ tạo ra chính xác các tải đảo chiều mà rãnh then xử lý tốt. Hub bánh răng trong các hệ thống truyền động giảm tỷ số, nơi đăng ký góc giữa trục và bánh răng phải được duy trì để ăn khớp răng chính xác. Puli xích trong các hệ thống truyền động pallet, nơi tải va đập khi xích ăn khớp đến lặp đi lặp lại theo các hướng xen kẽ. Thiết kế khớp nối chính xác nơi lỗ hub tích hợp rãnh then bên trong như một phần của thông số kỹ thuật kết nối mô-men xoắn.

Lưu ý lắp đặt từ hướng dẫn sử dụng động cơ servo Mitsubishi: kéo hub khớp nối vào trục bằng lỗ ren ở đầu trục và bu lông kéo — không bao giờ bằng cách đóng đinh hoặc ép. Ở kích thước khung 176 × 176 mm, lực va đập trong quá trình lắp hub truyền qua trục trực tiếp đến đĩa bộ mã hóa và cụm ổ trục ở phía sau động cơ. Hư hỏng bộ mã hóa do đó không nhất thiết gây ra lỗi tức thời; nó có xu hướng tạo ra các lỗi vị trí không liên tục dưới rung động, thực sự khó truy nguyên về sự kiện lắp đặt hub. Phương pháp bu lông kéo mất thêm vài giây và ngăn chặn hoàn toàn điều này.

Không có phanh: Khi khóa Servo là Kiến trúc phù hợp

Khóa servo — giữ vị trí vòng kín liên tục của bộ khuếch đại với dòng điện động cơ hoạt động — có hiệu quả và chính xác cho một lớp trục được xác định rõ. Đây là các trục ngang, cơ cấu tải đối xứng, và bất kỳ ứng dụng nào mà tải không tạo ra lực ròng theo hướng quay trục khi servo đang giữ vị trí. Đối với tất cả chúng, phanh sẽ thêm phần cứng, dây điện, trình tự rơ-le, tải bảng điều khiển và khoảng thời gian bảo trì mà không mang lại lợi ích chức năng nào.

HC-SFS202K là thông số kỹ thuật cho các trục đó. Loại bỏ phanh không loại bỏ bất cứ thứ gì mà ứng dụng thực sự sử dụng, và nó đơn giản hóa hệ thống điện ở mọi trục trong máy mà nó áp dụng.

Nơi bức tranh thay đổi — các trục trượt dọc, cánh tay tải trọng trọng lực, trục nạp nghiêng, bất kỳ ổ đĩa nào mà tải sẽ di chuyển khi dòng điện servo giảm — trục thuộc về HC-SFS202BK (trục có rãnh then với phanh lò xo ép). Đó là một quyết định kỹ thuật, không phải là tối ưu hóa chi phí. Trên các máy có nhiều trục 2kW, việc phân loại chính xác trục nào cần phanh và trục nào không cần sẽ đơn giản hóa đáng kể thiết kế bảng điều khiển.

Bộ mã hóa 17 bit: Độ phân giải cung cấp trong thực tế

Nâng cấp bộ mã hóa của nền tảng J2-Super từ thiết bị 14 bit trong dòng HC-SF trước đó lên 17 bit là sự gia tăng độ phân giải gấp tám lần — từ 16.384 lên 131.072 vị trí mỗi vòng quay. Ở mức 2kW và 2.000 vòng/phút, điều này thể hiện thực tế theo nhiều cách.

Ước tính vận tốc cho vòng lặp tốc độ được cải thiện vì các mẫu bộ mã hóa liên tiếp đại diện cho các bước góc nhỏ hơn. Vòng lặp tốc độ nhận tín hiệu vận tốc ít nhiễu hơn, cho phép tăng độ lợi tỷ lệ cao hơn mà không gây mất ổn định. Độ lợi cao hơn có nghĩa là bộ khuếch đại sửa lỗi nhiễu vận tốc nhanh hơn — lực cắt thay đổi, biến đổi quán tính và các hiệu ứng tuân thủ truyền động đẩy trục ra khỏi hồ sơ vận tốc được lệnh sẽ bị loại bỏ nhanh hơn và với ít lỗi còn sót lại hơn.

Ở tốc độ nạp thấp và trong quá trình giảm tốc đến điểm định vị, các bước bộ mã hóa nhỏ hơn có nghĩa là vòng lặp vị trí có thể phát hiện và sửa các lỗi nhỏ hơn. Trục ổn định lặp lại hơn đến vị trí được lệnh, và dạng sóng vận tốc ở tốc độ thấp chứa ít gợn sóng hơn — điều này quan trọng đối với độ hoàn thiện bề mặt trong các hoạt động tạo đường viền và đối với tính nhất quán kích thước giữa các bộ phận trong các ứng dụng định vị.

Chức năng tuyệt đối sao lưu lưu trữ vị trí qua mọi sự kiện nguồn. Pin lithium A6BAT trong bộ khuếch đại MR-J2S giữ cho bộ đếm đa vòng quay hoạt động trong các khoảng thời gian tắt nguồn. Mỗi lần khởi động lại — có kế hoạch hay không — trục sẽ hoạt động ở vị trí cuối cùng đã biết chính xác của nó. Đối với máy móc sản xuất thường xuyên trải qua các lần dừng khẩn cấp, đặt lại báo động và tắt máy cuối ca, việc loại bỏ các chu kỳ định vị ban đầu bắt buộc sẽ mang lại tiết kiệm thời gian đo được trong một năm hoạt động.

Bộ khuếch đại tương thích

HC-SFS202K được điều khiển bởi bộ khuếch đại lớp MR-J2S-200, nền tảng J2-Super 2kW. Ba loại giao diện phù hợp với các kiến trúc hệ thống khác nhau:

MR-J2S-200A — Giao diện lệnh tương tự và xung. Chấp nhận các xung bước/hướng và lệnh tương tự ±10V từ hệ thống CNC và PLC. Các chế độ điều khiển vị trí, tốc độ và mô-men xoắn đều có sẵn. Cài đặt thông qua MR Configurator qua RS-232C.

MR-J2S-200B — Bus nối tiếp cáp quang SSCNET. Kết nối với bộ điều khiển chuyển động dòng A hoặc Q của Mitsubishi cho các hệ thống đa trục phối hợp. Lệnh vị trí đến qua mạng từ bộ điều khiển chuyển động; dữ liệu bộ mã hóa quay trở lại qua cùng một liên kết cáp quang.

MR-J2S-200CP — Định vị tích hợp. Lưu trữ tối đa 31 vị trí đích trong bộ khuếch đại, được kích hoạt bằng tín hiệu I/O hoặc lệnh CC-Link. Phù hợp cho định vị chỉ mục độc lập đơn giản mà không cần bộ điều khiển chuyển động chuyên dụng.

HC-SFS202K không tương thích với bộ khuếch đại MR-J2-200 gốc (thế hệ đầu tiên, trước J2S) không thể đọc giao thức bộ mã hóa 17 bit. Đối với các máy chạy phần cứng MR-J2 thế hệ đầu tiên, HC-SF202K (thế hệ J2, bộ mã hóa 14 bit, cùng thông số kỹ thuật cơ học) là mục tiêu thay thế phù hợp.

Vị trí của 202K trong dòng HC-SFS 2000 vòng/phút

Công suất 202 đánh dấu bước chuyển từ nhóm mặt bích 130 × 130 mm sang nhóm 176 × 176 mm — một dấu chân lắp đặt được chia sẻ với các động cơ 3,5kW, 5kW và 7kW trong dòng này. Một máy được thiết kế xung quanh mặt bích 176 × 176 mm có thể chấp nhận bất kỳ động cơ nào từ 2kW trở lên mà không cần thay đổi tấm lắp, mang lại khoảng trống thiết kế cho việc nâng cấp công suất trong tương lai.

Ứng dụng điển hình

Trục nạp bàn X và Y của trung tâm gia công CNC. Các trục bàn ngang chính trên trung tâm gia công đứng và ngang chịu tải trọng phôi và đồ gá ở tốc độ nạp cắt ổn định và tốc độ di chuyển nhanh cao. Đây là các trục ngang — không cần phanh — và trục có rãnh then phù hợp với thiết kế khớp nối chính xác được sử dụng trên ổ trục vít me độ cứng cao. Công suất liên tục 9,55 Nm cung cấp mô-men xoắn đủ để cắt nặng liên tục mà không chạy gần giới hạn nhiệt.

Cơ cấu truyền động bằng dây đai răng trên máy đa trục. Các trục phụ trên trung tâm gia công đa trục, máy chuyển đổi và thiết bị lắp ráp tốc độ cao sử dụng dây đai răng cưa giữa động cơ servo và cơ cấu dẫn động yêu cầu puli phía động cơ có rãnh then. Chu kỳ căng dây đai lặp đi lặp lại tạo ra chính xác các tải đảo chiều mà rãnh then xử lý đáng tin cậy hơn các thiết kế kẹp chỉ bằng ma sát.

Trục quay dẫn động servo và ổ đĩa nối bánh răng. Các trục dẫn động bàn quay trục thứ 4 sử dụng giảm tốc bánh răng trụ hoặc bánh răng nghiêng giữa động cơ servo và đầu vào bàn yêu cầu hub bánh răng phía động cơ có rãnh then để căn chỉnh ăn khớp chính xác. Bộ mã hóa 17 bit cung cấp độ phân giải góc mà việc đánh chỉ mục gia công đa mặt chính xác yêu cầu, và đỉnh 28,6 Nm xử lý yêu cầu quán tính của việc đánh chỉ mục bàn nhanh chóng.

Trục đóng gói và dán nhãn tốc độ cao. Các trục nạp, kéo màng và sửa lỗi đăng ký dẫn động bằng dây đai răng trên dây chuyền đóng gói sử dụng động cơ servo với puli dẫn động có rãnh then và hưởng lợi từ phản hồi nhanh và băng thông rộng của nền tảng J2-Super. Xếp hạng IP65 xử lý các điều kiện rửa sạch và bụi phổ biến trong môi trường đóng gói thực phẩm và dược phẩm.

Ổ đĩa servo băng tải ngang và truyền động. Băng tải chuyển đổi điều khiển bằng servo, trạm đánh chỉ mục quay và hệ thống tích lũy chi tiết sử dụng ổ đĩa servo công suất trung bình trên các trục ngang nơi khóa servo cung cấp khả năng giữ vị trí nghỉ đầy đủ và trục có rãnh then phù hợp với giao diện dẫn động puli hoặc khớp nối.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Bộ khuếch đại nào tương thích với HC-SFS202K?

HC-SFS202K yêu cầu bộ khuếch đại lớp MR-J2S-200 từ nền tảng MELSERVO-J2S (J2-Super). Ba biến thể tiêu chuẩn là MR-J2S-200A (lệnh tương tự/xung), MR-J2S-200B (bus cáp quang SSCNET cho bộ điều khiển chuyển động), và MR-J2S-200CP (định vị tích hợp). Tất cả đều hỗ trợ bộ mã hóa nối tiếp 17 bit và dòng điện định mức 11A của động cơ. Động cơ này không tương thích với bộ khuếch đại MR-J2-200 thế hệ đầu tiên hoặc với bộ khuếch đại MR-J3 / MR-J4.

Q2: Sự khác biệt giữa HC-SFS202K và HC-SFS202BK là gì?

Giống hệt nhau về mọi thông số kỹ thuật điện và cơ khí — cùng công suất 2kW, 9,55 Nm, 28,6 Nm đỉnh, bộ mã hóa 17 bit, trục có rãnh then, mặt bích 176 × 176 mm, cùng lớp bộ khuếch đại. HC-SFS202BK bổ sung một phanh điện từ lò xo ép; HC-SFS202K thì không. Chọn biến thể không phanh cho các trục ngang nơi khóa servo cung cấp khả năng giữ đầy đủ trong mọi điều kiện dừng. Chọn biến thể BK cho các trục dọc hoặc bất kỳ ứng dụng nào mà tải phải được giữ bằng cơ khí khi nguồn điện servo bị ngắt.

Q3: Sự khác biệt giữa HC-SFS202K và HC-SFS202 (trục thẳng) là gì?

Giống hệt nhau về cơ khí và điện — cùng công suất 2kW, cùng thông số mô-men xoắn, cùng bộ mã hóa, cùng mặt bích, cùng yêu cầu bộ khuếch đại. Sự khác biệt duy nhất là trục: HC-SFS202 có trục thẳng trơn cho khớp nối kẹp ma sát; HC-SFS202K có rãnh then gia công để truyền mô-men xoắn then-hub dương. Chọn dựa trên thiết kế khớp nối của cơ cấu dẫn động.

Q4: HC-SFS202K có thể thay thế HC-SF202K thế hệ đầu tiên trên máy có bộ khuếch đại MR-J2-200 không?

Không trực tiếp. HC-SFS202K sử dụng bộ mã hóa J2S 17 bit mà bộ khuếch đại MR-J2-200 không thể đọc — kết nối động cơ này với bộ khuếch đại MR-J2 thế hệ đầu tiên sẽ gây ra lỗi bộ mã hóa. Đối với các máy chạy bộ khuếch đại MR-J2-200 gốc, hãy tìm HC-SF202K (thế hệ J2, bộ mã hóa 14 bit) để thay thế tương đương. Nếu bộ khuếch đại là MR-J2S-200, cả HC-SF202K và HC-SFS202K đều tương thích — HC-SFS202K cung cấp độ phân giải bộ mã hóa cao hơn.

Q5: Có kèm theo chìa khóa cho HC-SFS202K không?

Thực hành tiêu chuẩn cho động cơ HC-SFS trục có rãnh then của Mitsubishi là gia công rãnh then trên trục mà không kèm theo chìa khóa trong bao bì động cơ. Xác minh kích thước rãnh then từ hướng dẫn sử dụng động cơ servo cho dòng HC-SFS202 trước khi đặt hàng chìa khóa, và chọn chìa khóa có chiều rộng, chiều cao, chiều dài và dung sai phù hợp với thiết kế hub và điều kiện tải mô-men xoắn và va đập của ứng dụng.