Mitsubishi HC-SFS702B (HCSFS702B) — Động cơ Servo AC 7kW có phanh điện từ, dòng MELSERVO-J2S

Nhận dạng sản phẩm

Mã sản phẩm: HC-SFS702B

Cũng được tìm kiếm với tên: HCSFS702B, HC-SFS-702B

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

Loại động cơ: Động cơ Servo AC không chổi than — Trục thẳng có phanh điện từ

Tình trạng: Mới trong hộp — Bảo hành một năm — Còn hàng

Tổng quan

Mitsubishi HC-SFS702B là động cơ tiêu chuẩn lớn nhất trong dòng HC-SFS tốc độ 2.000 vòng/phút — một động cơ servo AC không chổi than quán tính trung bình 7kW từ nền tảng MELSERVO-J2S (J2-Super), được trang bị phanh điện từ dạng lò xo và trục thẳng. Với công suất danh định 33,4 Nm liên tục và 100 Nm đỉnh, đây là động cơ được chỉ định khi một trục thực sự cần công suất đó: các cột Z nặng, bộ chuyển đổi pallet lớn, bàn xoay khối lượng lớn và hệ thống xử lý công nghiệp mà các động cơ servo tầm trung thông thường đơn giản là hết biên độ mô-men xoắn.Hai tính năng xác định biến thể chính xác này.

Phanh điện từ là thiết bị giữ an toàn — dạng lò xo, nhả bằng điện áp DC 24V — giữ cho trục dừng đứng yên khi không có điện, bất kể điều gì xảy ra ở thượng nguồn trong hệ thống điều khiển. Trục thẳng làm cho nó trở thành lựa chọn phù hợp cho các khớp nối kẹp ma sát, trục kẹp chia và các thiết kế khớp nối màng mềm chính xác, nơi trục trơn là giao diện phù hợp. Đối với các ứng dụng cần rãnh then, HC-SFS702BK là biến thể song song; mọi thứ khác giữa hai mẫu này đều giống hệt nhau.Bên trong, bộ mã hóa thế hệ J2S đặt động cơ này vào một lớp khác so với các động cơ HC-SF trước đó có cùng công suất. Bộ mã hóa tuyệt đối nối tiếp 17 bit — 131.072 vị trí mỗi vòng quay — cung cấp luồng phản hồi mà bộ khuếch đại MR-J2S sử dụng để chạy vòng tốc độ của nó với băng thông 550 Hz trở lên. Kết quả là một trục giữ vị trí chặt chẽ dưới tải cắt và phản hồi nhanh chóng các lệnh quỹ đạo, ngay cả khi điều khiển các tải lớn, quán tính cao.

Thông số kỹ thuật

Thông số

Có một khoảng cách đáng kể giữa 5kW và 7kW trong thực tế máy công cụ, và nó thể hiện rõ nhất trong hai tình huống: gia tốc trục nặng và cắt liên tục ở tốc độ tiến dao cao.

Với 33,4 Nm liên tục, HC-SFS702B có thể duy trì mô-men xoắn đó vô thời hạn trong trạng thái ổn định nhiệt, trong giới hạn định mức dòng điện của bộ khuếch đại. Mô-men xoắn đỉnh 100 Nm — gấp ba lần con số liên tục — có sẵn cho các đợt gia tốc. Khi máy cần di chuyển một bàn trượt Z nặng 200 kg đến một chiều cao Z mới trong hành trình nhanh, mô-men xoắn gia tốc sẽ xác định tốc độ di chuyển đó có thể xảy ra. Mô-men xoắn đỉnh 100 Nm cung cấp cho bộ khuếch đại đủ biên độ để yêu cầu mô-men xoắn gia tốc tối đa trong suốt hành trình di chuyển, sau đó ổn định ở mô-men xoắn thấp hơn cần thiết để giữ vị trí khi trục đến nơi.

Công suất nguồn điện 10 kVA phản ánh những gì động cơ này yêu cầu từ phía nguồn điện. Thiết kế bảng điều khiển, kích thước cáp, cầu chì và dung lượng điện trở tái sinh đều cần được định cỡ theo con số này. Bộ khuếch đại MR-J2S-700 xử lý năng lượng tái sinh — năng lượng được trả về bus DC khi tải quán tính lớn giảm tốc — và thiết kế bảng điều khiển phải tính đến các yêu cầu tản nhiệt tái sinh, đặc biệt là trên các trục giảm tốc từ tốc độ cao thường xuyên.

Trục thẳng: Lựa chọn khớp nối phù hợp ở mức 7kW

HC-SFS702B sử dụng trục thẳng trơn. Ở mức công suất này, việc lựa chọn và chất lượng lắp đặt khớp nối quan trọng hơn so với các kích thước trục nhỏ hơn — 33,4 Nm mô-men xoắn liên tục qua một trục khớp nối bị kẹp không đúng cách cuối cùng sẽ gây trượt, và trên trục 7kW, các sự kiện trượt có xu hướng làm hỏng cả khớp nối và cơ cấu tải trước khi lỗi được ghi nhận.

Đối với các trục dẫn động bằng vít me, khớp nối đĩa hoặc khớp nối màng mềm với trục kẹp chia có kích thước phù hợp là phương pháp tiêu chuẩn. Lực kẹp phải đủ để truyền mô-men xoắn đỉnh (100 Nm) mà không có chuyển động tương đối nào giữa trục và trục kẹp trong điều kiện xấu nhất — thường là đảo chiều đột ngột trong quá trình gia công chủ động, hoặc giảm tốc từ tốc độ hành trình nhanh tối đa. Nhà sản xuất khớp nối công bố các giá trị mô-men xoắn truyền tải tối đa cho sản phẩm của họ; luôn xác minh mô-men xoắn đỉnh, không chỉ mô-men xoắn liên tục danh định, khi chọn khớp nối cho động cơ này.

Một lưu ý lắp đặt áp dụng đặc biệt cho động cơ trục thẳng ở kích thước khung lớn: tải trục xuyên tâm từ các khớp nối bị lệch có thể gây hại tương đối nhiều hơn cho động cơ nặng hơn so với động cơ nhỏ, vì khoảng cách ổ đỡ không tỷ lệ tuyến tính với kích thước động cơ. Việc căn chỉnh cẩn thận — cả độ lệch góc và song song — trong quá trình vận hành thử sẽ kéo dài tuổi thọ ổ đỡ đáng kể. Phớt dầu IP65 tại điểm xuyên trục là một biện pháp bảo vệ thứ cấp; nó không thay thế cho việc căn chỉnh đúng cách.

Phanh điện từ — Lý do kỹ thuật ở quy mô này

Phanh dạng lò xo có một logic trở nên quan trọng hơn khi kích thước động cơ tăng lên: động cơ càng lớn, hậu quả của trục không phanh bị mất kiểm soát servo càng nghiêm trọng. Một động cơ servo 7kW điều khiển cột Z mang toàn bộ trọng lượng của đầu trục chính máy — trên một máy VMC lớn, cụm đó có thể đại diện cho vài trăm kg thép đặt phía trên phôi và đồ gá. Mô-men xoắn servo giảm về 0 trong mili giây khi bộ khuếch đại bị ngắt. Nếu không có cơ cấu giữ cơ học, cột sẽ rơi theo trọng lực.

Phanh của HC-SFS702B thay đổi phương trình đó. Lò xo tác động ngay khi điện áp DC 24V bị ngắt — theo thiết kế trong trình tự tắt máy bình thường, hoặc do cần thiết trong trường hợp dừng khẩn cấp, báo động hoặc mất điện. Cột sẽ giữ. Phôi được bảo vệ. Máy có thể được phục hồi trong điều kiện được kiểm soát thay vì phản ứng khẩn cấp.

Đối với các nhà thiết kế và tích hợp máy xây dựng dựa trên động cơ này, ba điểm áp dụng:

Thứ nhất, mô-men xoắn giữ tĩnh danh định của phanh được khớp với công suất của động cơ — nhưng nó được thiết kế để giữ tải dừng, không phải để dừng tải đang di chuyển. Quy trình giảm tốc của bộ khuếch đại phải đưa trục về trạng thái dừng trước khi phanh được phép tác động. Sử dụng tín hiệu

MBR (đầu ra khóa liên động phanh) của bộ khuếch đại MR-J2S để định thời cho rơ-le phanh sẽ thực hiện điều này một cách chính xác. Kết nối dây phanh trực tiếp với tiếp điểm dừng khẩn cấp — mà không có khóa liên động MBR — có nguy cơ làm phanh tác động vào tải 7kW đang di chuyển, điều này làm tăng đáng kể hao mòn phanh.Thứ hai, với dòng điện danh định 35A và công suất 7kW, cáp nguồn động cơ mang dòng điện đáng kể. Dây cuộn phanh nên được định tuyến riêng biệt với dây dẫn nguồn nếu có thể, và bộ hấp thụ xung trên các đầu cuối cuộn phanh là bắt buộc ở mức công suất này.

Thứ ba, đối với các trục thẳng đứng có tải không cân bằng đáng kể, hướng dẫn của Mitsubishi đặt mô-men xoắn không cân bằng tĩnh được khuyến nghị không quá 70% mô-men xoắn danh định của động cơ — khoảng 23 Nm tại trục động cơ cho mẫu này. Trên ngưỡng đó, việc đối trọng thông qua xi lanh khí nén hoặc thủy lực nên bổ sung cho hệ thống servo và phanh thay vì chỉ dựa vào mô-men xoắn động cơ và phanh giữ.

Bộ mã hóa 17 bit — Những gì nó mang lại trong hệ thống 7kW

Bộ mã hóa thế hệ J2-Super hoạt động ở 17 bit — 131.072 vị trí riêng biệt mỗi vòng quay động cơ. So với bộ mã hóa 14 bit (16.384 ppr) trong HC-SF702B cũ hơn, đó là mức tăng độ phân giải gấp tám lần.

Ở mức 7kW, lợi ích thực tế thể hiện ở hai lĩnh vực. Độ chính xác ước tính vận tốc là đầu tiên: bộ khuếch đại tính toán vận tốc từ các mẫu vị trí bộ mã hóa liên tiếp. Nhiều vị trí hơn mỗi vòng quay có nghĩa là đo vận tốc chi tiết hơn mỗi khoảng mẫu, điều này cung cấp tín hiệu sạch hơn cho vòng tốc độ và cho phép nó hoạt động ở băng thông cao hơn mà không bị bất ổn. Lợi ích thứ hai là độ mượt của mô-men xoắn ở tốc độ thấp. Ở tốc độ tiến dao rất thấp — các chuyển động tạo đường viền chậm, cắt ren trên máy tiện, theo dõi bánh răng trên máy bánh răng — độ phân giải của bộ mã hóa xác định mức độ chi tiết mà bộ khuếch đại có thể điều chỉnh vận tốc. Dữ liệu bộ mã hóa thô dẫn đến gợn sóng vận tốc, xuất hiện dưới dạng biến đổi bề mặt hoàn thiện. Bộ mã hóa 17 bit giảm đáng kể gợn sóng đó so với các thế hệ bộ mã hóa cũ hơn.

Chức năng tuyệt đối tiếp tục hoạt động qua mọi lần gián đoạn nguồn, được hỗ trợ bởi pin A6BAT trong bộ khuếch đại MR-J2S. Khởi động lại máy sau bất kỳ sự kiện nguồn nào — tắt máy bảo trì theo kế hoạch, phục hồi sau khi dừng khẩn cấp, đặt lại báo động — không yêu cầu chu trình định vị lại miễn là pin còn hoạt động tốt.

Ứng dụng điển hình

Trục Z máy VMC trên các trung tâm gia công khổ lớn.

Cột Z mang đầu trục chính cỡ lớn là ứng dụng phổ biến nhất cho servo có phanh 7kW. Nó cần công suất cho gia tốc hành trình nhanh và mô-men xoắn phay liên tục, phanh để giữ vị trí an toàn và bộ mã hóa tuyệt đối để khởi động lại sạch sẽ sau bất kỳ sự kiện nguồn nào.Hệ thống dẫn động trục W và pallet máy HMC.

Định vị trục W của trung tâm gia công ngang cho đầu doa và dẫn động bộ chuyển đổi pallet để chuyển đồ gá lớn đều sử dụng bộ dẫn động servo công suất cao. Bộ chuyển đổi pallet phải khởi động và dừng tải nặng lặp đi lặp lại ở tốc độ chu kỳ sản xuất; mô-men xoắn đỉnh 100 Nm xử lý mô-men xoắn gia tốc và phanh giữ vị trí pallet tại mỗi trạm.Trục dẫn động tháp pháo và trục phụ máy tiện CNC lớn.

Các trung tâm tiện công suất cao với tháp pháo servo đa vị trí cần khả năng xoay nhanh, dứt khoát dưới trọng lượng của nhiều dụng cụ. Công suất 7kW xử lý các tháp pháo lớn mà động cơ tầm trung sẽ gặp khó khăn.Hệ thống tải gantry công nghiệp và hệ thống xử lý trên cao.

Các hệ thống chuyển bộ phận kiểu gantry có hành trình thẳng đứng đáng kể và bộ phận cuối nặng sử dụng bộ dẫn động servo có phanh trên trục Z vì lý do an toàn tương tự như cột Z của máy công cụ. Trục thẳng phù hợp với thiết kế khớp nối phổ biến trong các hệ thống dẫn động gantry.Bàn xoay và dẫn động trục thứ 4.

Bàn xoay khổ lớn với các chi tiết gia công đòi hỏi mô-men xoắn liên tục trong quá trình tạo đường viền — gia công cánh quạt, các bộ phận kết cấu hàng không vũ trụ — sử dụng bộ dẫn động servo công suất cao với phản hồi bộ mã hóa trực tiếp.Dòng HC-SFS — Phạm vi 2000 vòng/phút tổng quan

Mẫu

Mới trong hộp, bảo hành một năm — Còn hàng

Mới trong hộp, niêm phong nhà máy có nghĩa là bao bì Mitsubishi gốc, tất cả các nắp bảo vệ còn nguyên vẹn, chưa từng được cấp điện hoặc lắp đặt. Bảo hành một năm bao gồm động cơ chống lại các lỗi từ khi giao hàng. Đối với một máy hiện đang chờ động cơ servo để tiếp tục sản xuất, hàng mới trong hộp còn hàng là con đường nhanh nhất và đáng tin cậy nhất để hoạt động trở lại — không có thời gian chờ sửa chữa, không có biến số bộ phận đã phục hồi, không có lịch sử để xem xét.

Với trọng lượng 32 kg, HC-SFS702B được vận chuyển trong một thùng bảo vệ có lớp đệm bên trong. Nắp đầu trục và tất cả các cổng kết nối vẫn được che đậy cho đến khi lắp đặt. Mỡ bôi trơn ổ đỡ còn tươi từ nhà máy; không cần dịch vụ tiền lắp đặt cho các động cơ đi trực tiếp vào sử dụng trong thời gian lưu trữ bình thường.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Bộ khuếch đại nào tương thích với HC-SFS702B?

HC-SFS702B yêu cầu bộ khuếch đại lớp

MR-J2S-700. Ba tùy chọn chính là MR-J2S-700A(lệnh tương tự/xung đa năng), MR-J2S-700B(bus cáp quang SSCNET, cho hệ thống bộ điều khiển chuyển động) và MR-J2S-700CP(chức năng định vị tích hợp). Cả ba đều hỗ trợ bộ mã hóa nối tiếp 17 bit và dòng điện danh định 35A của động cơ này. HC-SFS702B không tương thích với bộ khuếch đại MR-J2 gốc (không thể đọc bộ mã hóa J2S 17 bit) hoặc với bộ khuếch đại MR-J3 / MR-J4 mà không có phần cứng chuyển đổi chuyên dụng.Q2: Sự khác biệt giữa HC-SFS702B và HC-SFS702BK là gì?

Hai mẫu này giống hệt nhau về cơ khí và điện về mọi mặt ngoại trừ trục.

HC-SFS702B có trục thẳng trơn để sử dụng với khớp nối kiểu kẹp ma sát. HC-SFS702BK có rãnh then gia công, cung cấp kết nối mô-men xoắn bằng then và rãnh then dương với bộ phận được dẫn động. Cả hai đều chia sẻ cùng công suất 7kW, mô-men xoắn danh định 33,4 Nm, mô-men xoắn đỉnh 100 Nm, bộ mã hóa 17 bit, định mức IP65 và khả năng tương thích bộ khuếch đại MR-J2S-700. Chọn dựa trên thiết kế khớp nối của bạn.Q3: Phanh điện từ hoạt động như thế nào và thực hành đấu dây đúng là gì?

Phanh là

dạng lò xo và an toàn: Điện áp DC 24V cấp điện cho cuộn dây và giữ cho đĩa phanh tách rời, cho phép trục quay tự do. Ngắt điện áp 24V — theo thiết kế, lỗi hoặc mất điện — và lò xo sẽ ngay lập tức kẹp trục. Nó là một thiết bị giữ, không phải phanh dừng. Luôn sử dụng đầu ra MBR (khóa liên động phanh) của bộ khuếch đại MR-J2S để điều khiển rơ-le phanh, đảm bảo phanh chỉ tác động sau khi động cơ đã giảm tốc về trạng thái dừng. Lắp bộ hấp thụ xung trực tiếp trên các đầu cuối cuộn phanh để triệt tiêu các đỉnh điện áp cảm ứng khi tắt.Q4: Bộ mã hóa 17 bit có yêu cầu pin không và nó sử dụng loại pin nào?

Có. Bộ mã hóa tuyệt đối nối tiếp 17 bit lưu giữ dữ liệu vị trí khi tắt nguồn thông qua sao lưu pin. Pin là

pin lithium Mitsubishi A6BAT, được lắp bên trong bộ khuếch đại servo MR-J2S — không phải trong thân động cơ hoặc bộ mã hóa. Khi A6BAT hoạt động tốt, trục sẽ giữ nguyên vị trí tuyệt đối chính xác qua mọi lần gián đoạn nguồn và khởi động lại mà không cần chu trình định vị lại. Khi bộ khuếch đại hiển thị cảnh báo pin yếu, hãy thay thế A6BAT trong cửa sổ bảo trì theo kế hoạch tiếp theo — hết pin hoàn toàn sẽ dẫn đến mất vị trí tuyệt đối, yêu cầu chu trình trả về tham chiếu trước khi máy có thể tiếp tục sản xuất.Q5: HC-SFS702B so với HC-SF702B cũ hơn ở cùng công suất 7kW như thế nào?

Cả hai đều là động cơ 7kW, 2000 vòng/phút, 33,4 Nm với trục thẳng và phanh điện từ, và chúng chia sẻ cùng mặt bích 176 × 176 mm — nghĩa là chúng có thể thay thế cơ khí tại điểm lắp đặt. Sự khác biệt quan trọng là thế hệ bộ mã hóa:

HC-SF702B (thời đại J2) sử dụng bộ mã hóa 14 bit ở 16.384 ppr và kết hợp với bộ khuếch đại MR-J2 hoặc MR-J2S. HC-SFS702B (thời đại J2S) sử dụng bộ mã hóa 17 bit ở 131.072 ppr và yêu cầu bộ khuếch đại MR-J2S. Nếu máy của bạn đã chạy bộ khuếch đại MR-J2S, HC-SFS702B là lựa chọn đúng và hiệu suất cao hơn. Nếu nó chạy bộ khuếch đại MR-J2 gốc, bộ khuếch đại phải được nâng cấp cùng lúc, hoặc HC-SF702B là động cơ phù hợp để tìm nguồn cung ứng.