Động cơ Servo AC Mitsubishi HC-MFS13B — MELSERVO J2S quán tính cực thấp 100W, có phanh điện từ, mới trong hộp, niêm phong nhà máy

Không gian chật hẹp. Thời gian chu kỳ ngắn. Độ chính xác vị trí không có sai số. Đây là những điều kiện mà Mitsubishi HC-MFS13B được thiết kế cho. Với công suất 100W, quán tính rôto cực thấp, kích thước khung 40 × 40 mm, phanh điện từ tích hợp và bộ mã hóa tuyệt đối 17-bit tạo ra 131.072 vị trí mỗi vòng quay, động cơ này là một thiết bị chính xác cho loại tự động hóa trục nhỏ gọn, tần số cao mà các động cơ lớn hơn đơn giản là không phù hợp với ứng dụng. Danh sách này dành cho một thiết bị hoàn toàn mới, niêm phong nhà máy trong bao bì gốc của Mitsubishi Electric.

Thông số kỹ thuật

Quán tính cực thấp — Điều này thay đổi như thế nào trong thực tế

Đặc điểm nổi bật của dòng HC-MFS không phải là công suất định mức của nó — mà là mô-men quán tính của rôto. Quán tính cực thấp có nghĩa là động cơ có thể tăng tốc và giảm tốc cực kỳ nhanh chóng để phản hồi các lệnh của bộ khuếch đại servo, với năng lượng lãng phí tối thiểu để khắc phục khối lượng quay của chính động cơ.

Trong thực tế, điều này trực tiếp chuyển thành thời gian ổn định vị trí ngắn hơn, kiểm soát chặt chẽ hơn các chuyển động đánh số tốc độ cao và khả năng thực hiện các cấu hình chuyển động dày đặc — hàng chục hoặc hàng trăm chuyển động chính xác mỗi phút — mà không gặp phải các hình phạt về nhiệt và động lực mà các động cơ có quán tính cao hơn gặp phải ở cùng chu kỳ làm việc. Ghi chú ứng dụng về động cơ này nói rõ ràng: thích hợp cho hoạt động tần số cao, với các thiết bị chèn và máy lắp ráp được trích dẫn là những ví dụ chính.

Đối với các nhà sản xuất máy thiết kế các mô-đun nhặt và đặt, đầu đặt linh kiện điện tử, máy dán nhãn hoặc bất kỳ trục nào thực hiện nhiều chuyển động chính xác trong phạm vi ngắn mỗi giờ, đặc tính quán tính của động cơ quan trọng như xếp hạng mô-men xoắn — và HC-MFS13B được thiết kế đặc biệt để hoạt động xuất sắc trong phạm vi đó.

Phanh điện từ — Chữ "B" trong HC-MFS13B

Mỗi HC-MFS13B bao gồm một phanh điện từ loại lò xo ép tích hợp vào thân động cơ. Nguyên lý hoạt động là an toàn: phanh được kích hoạt (khóa trục) khi cuộn dây không được cấp điện và nhả ra khi điện áp được cấp cho cuộn dây phanh. Đây là cấu hình chính xác cho:

Các trục thẳng đứng — nơi tải phải giữ vị trí an toàn khi nguồn điện servo bị ngắt, cả trong quá trình dừng bình thường hoặc khi mất điện khẩn cấp. Nếu không có phanh, trục thẳng đứng không được cấp điện sẽ rơi tự do.

Yêu cầu giữ vị trí — các ứng dụng mà động cơ phải khóa vị trí giữa các chu kỳ chuyển động mà không cần nguồn điện điều khiển liên tục, chẳng hạn như cơ cấu kẹp, điểm dừng băng tải, hoặc chốt đánh số.

Tuân thủ an toàn — thiết kế máy mà việc trục không di chuyển trong quá trình bảo trì hoặc khi cửa mở là yêu cầu an toàn của máy.

Phanh điện từ không thay thế chức năng phanh tái tạo trong quá trình giảm tốc — nó là một thiết bị giữ cơ học, không phải là thiết bị phanh động lực. Nó kích hoạt sau khi trục đã dừng lại, khóa trục bằng cơ học.

Bộ mã hóa tuyệt đối 17-bit — 131.072 ppr, Hoạt động Zero-Homing

Bộ mã hóa tích hợp cung cấp 131.072 vị trí rời rạc mỗi vòng quay trục thông qua liên kết nối tiếp tốc độ cao tới bộ khuếch đại servo. Do bản chất tuyệt đối, nó duy trì kiến thức về vị trí qua các chu kỳ nguồn — với pin được lắp trong bộ khuếch đại servo, động cơ biết chính xác vị trí của nó khi máy khởi động, mà không cần thực hiện trả về tham chiếu.

Trên một máy có nhiều trục, việc loại bỏ quy trình homing khỏi trình tự khởi động là một khoản tiết kiệm thời gian nhất quán trên mỗi chu kỳ nguồn. Trên một máy lắp ráp có sáu hoặc tám trục servo nhỏ, điều đó cộng lại đáng kể trong một năm sản xuất.

Khung 40 × 40 mm — Thiết kế nhỏ gọn

HC-MFS13B được lắp trên mặt bích 40 × 40 mm — một trong những mặt bích động cơ servo tiêu chuẩn nhỏ nhất trong dòng MELSERVO. Kích thước vật lý này phù hợp với các cơ cấu cần ổ đĩa 100W: đầu công cụ nhẹ, các giai đoạn tuyến tính hành trình nhỏ được điều khiển bằng vít me nhỏ gọn, các vật cố lắp ráp đa trục nơi không gian giữa các trục bị hạn chế và thiết kế máy mà khối lượng động cơ tự nó là một yếu tố cần xem xét.

Khung nhỏ gọn cũng giữ cho mô-men quán tính của động cơ thấp từ góc độ hệ thống — động cơ nhẹ hơn có nghĩa là cấu trúc máy hỗ trợ nó không cần phải cứng nhắc như vậy, điều này có lợi cho chi phí máy và tính linh hoạt trong thiết kế.

Bộ khuếch đại Servo tương thích

HC-MFS13B được ghép nối với MR-J2S-10A (lệnh analog/xung, một trục) hoặc MR-J2S-10B (lệnh mạng SSCNET) bộ khuếch đại servo, cả hai đều được định mức 100W trong dòng MELSERVO J2S.

Đối với các thiết kế máy đa trục mà tất cả các trục được phối hợp thông qua SSCNET từ bộ điều khiển chuyển động Mitsubishi (dòng Q hoặc dòng A), MR-J2S-10B cho phép HC-MFS13B tham gia vào mạng đa trục đồng bộ mà không cần dây lệnh riêng cho từng trục. Đối với các cài đặt một trục đơn giản hơn hoặc tích hợp với PLC của bên thứ ba thông qua xung hoặc analog, MR-J2S-10A là lựa chọn phù hợp.

Lĩnh vực ứng dụng

HC-MFS13B xuất hiện trên BOM cho một loại thiết bị tự động hóa chính xác, tần số cao cụ thể:

Lắp đặt và đặt linh kiện điện tử — quán tính cực thấp và kích thước nhỏ gọn của động cơ phù hợp với các trục chu kỳ cao, hành trình ngắn trên thiết bị lắp ráp PCB và xử lý linh kiện

Máy lắp ráp — các trục đánh số quay và tuyến tính trên các trạm lắp ráp bộ phận nhỏ nơi nhiều trục servo phải thực hiện các chuyển động chính xác, nhanh chóng trong phạm vi cơ khí chật hẹp

Thiết bị đóng gói và dán nhãn — các trục đăng ký và định vị trên máy dán nhãn, dây chuyền đóng gói vỉ và máy đóng gói màng, nơi vị trí chính xác ở thông lượng cao là rất quan trọng

Xử lý bán dẫn — các trục vận chuyển wafer và đế nơi quán tính thấp và khả năng lặp lại vị trí cao quan trọng hơn công suất mô-men xoắn thô

Robot nhặt và đặt — các khớp cổ tay và đầu cuối trên robot SCARA và Cartesian nhỏ nơi quán tính trục thấp cải thiện hiệu suất động tại điểm trung tâm công cụ

HC-MFS13B trong dòng biến thể HC-MFS

Trong dòng HC-MFS13, hậu tố cho biết cấu hình chính xác:

• HC-MFS13 — trục thẳng, không có phanh
• HC-MFS13B — trục thẳng, có phanh điện từ (danh sách này)
• HC-MFS13K — trục có rãnh, không có phanh
• HC-MFS13BK — trục có rãnh, có phanh điện từ

Tất cả các biến thể đều có cùng công suất 100W, bộ mã hóa tuyệt đối 17-bit, vỏ IP55 và mặt bích 40 × 40 mm.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Nên ghép nối bộ khuếch đại servo nào với HC-MFS13B?

HC-MFS13B yêu cầu MR-J2S-10A (cho giao diện lệnh analog/xung) hoặc MR-J2S-10B (cho các ứng dụng mạng đa trục SSCNET). Cả hai bộ khuếch đại đều được định mức 100W và là sự kết hợp phù hợp cho động cơ này trong nền tảng MELSERVO J2S. Lựa chọn giữa loại A và B phụ thuộc vào việc máy sử dụng điều khiển trục độc lập hay bộ điều khiển chuyển động đa trục được kết nối mạng.

Q2: Phanh điện từ làm gì và khi nào nó kích hoạt?

Phanh trong HC-MFS13B là loại loại lò xo ép, mất điện: nó khóa trục bằng cơ học khi điện áp cuộn dây phanh bị ngắt và nhả ra khi điện áp được cấp. Nó chủ yếu được sử dụng trên các trục thẳng đứng để giữ vị trí an toàn khi nguồn điện servo tắt, và trên các ứng dụng yêu cầu khóa trục bằng cơ học giữa các chu kỳ chuyển động. Nó không được thiết kế để giảm tốc động lực — nó chỉ kích hoạt sau khi trục đã dừng lại.

Q3: HC-MFS13B có hỗ trợ lưu giữ vị trí tuyệt đối qua chu kỳ tắt nguồn không?

Có. Bộ mã hóa 17-bit là loại tuyệt đối. Với pin (Mitsubishi A6BAT) được lắp trong bộ khuếch đại servo, dữ liệu vị trí đa vòng được bảo toàn khi nguồn điện chính tắt. Khi khởi động tiếp theo, vị trí trục được biết ngay lập tức — không cần quy trình homing hoặc trả về tham chiếu.

Q4: Sự khác biệt giữa HC-MFS13B và các động cơ 100W mới hơn của Mitsubishi như HG-MR13B là gì?

HC-MFS13B thuộc thế hệ J2S của MELSERVO, trong khi HG-MR13B thuộc dòng J4 mới hơn. HG-MR13B cung cấp bộ mã hóa có độ phân giải cao hơn 22-bit (4.194.304 ppr so với 131.072 ppr), xếp hạng IP65 so với IP55 và khả năng tương thích bộ khuếch đại cập nhật (dòng MR-J4). HC-MFS13B vẫn là bộ phận thay thế phù hợp cho các máy thuộc nền tảng J2S hiện có và cho kho phụ tùng thay thế trên thiết bị đã lắp đặt.

Q5: Xếp hạng IP55 là gì và nó bảo vệ chống lại điều gì?

IP55 cung cấp bảo vệ hoàn toàn chống bụi (chữ số đầu tiên 5 — chống bụi) và bảo vệ chống lại tia nước áp suất thấp từ mọi hướng (chữ số thứ hai 5). Xếp hạng áp dụng cho thân động cơ trừ phần xuyên trục và giao diện đầu nối. Đối với môi trường máy có tia nước làm mát, rửa nhẹ hoặc tiếp xúc với hạt công nghiệp nói chung, IP55 phù hợp với hầu hết các cài đặt khi động cơ được lắp đặt theo hướng dẫn lắp đặt của Mitsubishi.