Mitsubishi HC-SFS702BK (HCSFS702BK) — Động cơ Servo AC 7kW, Trục có rãnh then với Phanh Điện Từ, Dòng MELSERVO-J2S

Nhận dạng sản phẩm

Mã sản phẩm: HC-SFS702BK

Cũng được tìm kiếm với tên: HCSFS702BK, HC-SFS-702BK

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

Loại động cơ: Động cơ Servo AC Không chổi than — Trục có rãnh then, Phanh điện từ

Tình trạng: Mới trong hộp

Bạn đang xem gì

Chiếc Mitsubishi HC-SFS702BK là động cơ có công suất cao nhất trong dòng HC-SFS tiêu chuẩn 2.000 vòng/phút — một động cơ servo AC không chổi than quán tính trung bình 7kW kết hợp hai tính năng được yêu cầu bởi các trục máy công cụ và tự động hóa công nghiệp khắc nghiệt nhất: một trục có rãnh then để truyền mô-men xoắn dương và một phanh điện từ tự động giữ khi mất điện để giữ cơ học an toàn khi tắt servo.

Với mô-men xoắn định mức liên tục 33,4 Nm và đỉnh 100 Nm, đây là một thiết bị làm việc nghiêm túc. Nó kết hợp với các bộ khuếch đại lớp MR-J2S-700 từ nền tảng servo J2-Super của Mitsubishi, có nghĩa là nó được hưởng lợi từ bộ tính năng J2S đầy đủ: phản hồi bộ mã hóa tuyệt đối 17 bit ở 131.072 ppr, băng thông vòng tốc độ vượt quá 550 Hz, điều chỉnh thích ứng thời gian thực và hệ thống vị trí tuyệt đối loại bỏ các chu kỳ định vị sau khi mất điện.

Hậu tố "BK" nắm bắt cả hai tính năng xác định trong hai chữ cái: B cho phanh điện từ, K cho trục có rãnh then. Sự kết hợp cụ thể này được chỉ định bất cứ nơi nào trục mang tải quán tính lớn, truyền mô-men xoắn qua khớp nối có rãnh then hoặc ròng rọc, và phải giữ vị trí đáng tin cậy khi servo ngoại tuyến.

Thông số kỹ thuật

7kW ở 2.000 vòng/phút: Đỉnh của dòng HC-SFS

Trong dòng HC-SFS 2.000 vòng/phút, công suất tăng dần từ 500W lên 1kW, 1,5kW, 2kW, 3,5kW, 5kW và cuối cùng là 7kW tại HC-SFS702BK. Mỗi bước tăng trong bảng mang lại mô-men xoắn cao hơn, yêu cầu công suất nguồn điện cao hơn và thân động cơ dài hơn về mặt vật lý — mẫu 7kW nặng 32 kg, gấp khoảng ba lần động cơ 5kW, phản ánh lượng đồng, lớp cách điện và khối lượng bổ sung cần thiết để duy trì 33,4 Nm liên tục mà không gặp sự cố nhiệt.

Con số mô-men xoắn đó — 33,4 Nm định mức, 100 Nm đỉnh — cho bạn biết điều gì đó quan trọng về nơi động cơ này được sử dụng. Tỷ lệ đỉnh/định mức là 3:1 có nghĩa là động cơ có thể tạo ra gấp ba lần định mức liên tục của nó trong các đợt ngắn, mang lại cho trục mô-men xoắn tăng tốc cần thiết để di chuyển tải nặng đến tốc độ nhanh chóng trong khi vẫn duy trì mô-men xoắn vừa phải cần thiết để duy trì tốc độ đó trong chu kỳ làm việc. Đối với một pallet nặng, một bàn xoay đường kính lớn hoặc một cột Z có khối lượng lớn, sự kết hợp giữa đỉnh cao và định mức liên tục vững chắc này chính xác là những gì ứng dụng yêu cầu.

Mặt bích 176 × 176 mm phù hợp với đế lắp khung nặng tiêu chuẩn được chia sẻ trên phạm vi HC-SFS cao cấp (các điểm công suất 352, 502 và 702). Máy được thiết kế cho biến thể 3,5kW hoặc 5kW có thể lắp động cơ 7kW mà không cần sửa đổi bố trí lắp đặt — chỉ có kết nối nguồn và cáp thay đổi.

Trục có rãnh then — Được chế tạo để truyền mô-men xoắn cao

Ở mức 7kW và 33,4 Nm liên tục, mô-men xoắn tại giao diện khớp nối trục là đáng kể. Các khớp nối kẹp ma sát hoạt động đáng tin cậy cho nhiều ứng dụng servo, nhưng ở mức công suất này — đặc biệt là trên các trục chịu tải đảo chiều thường xuyên, tải trọng va đập từ quá trình cắt, hoặc tải trước cao từ dây đai thời gian — trục có rãnh then loại bỏ hoàn toàn nguy cơ trượt.

Một rãnh then tạo ra một khớp nối hình thức dương giữa trục động cơ và trục trung tâm. Then chịu tải cắt trực tiếp thay vì dựa vào ma sát kẹp để truyền mô-men xoắn. Đối với ròng rọc, bánh răng xích, bánh răng truyền động và trục trung tâm khớp nối mà bất kỳ sự trượt quay nào giữa trục và trục trung tâm sẽ làm hỏng vị trí trục hoặc gây hư hỏng cơ học, giao diện có rãnh then là lựa chọn kỹ thuật phù hợp.

Việc lắp đặt đúng cách lên trục có rãnh then là rất quan trọng: then phải khớp với rãnh then với khe hở tối thiểu (khớp lỏng lẻo gây ra độ rơ), nó phải có độ dài phù hợp để phân bổ tải cắt dọc theo toàn bộ chiều sâu của trục trung tâm, và ốc giữ của trục trung tâm phải được siết chặt theo thông số kỹ thuật. Hướng dẫn sử dụng của Mitsubishi lưu ý rằng khi lắp các bộ phận lên trục có rãnh then, một bu lông hai đầu trong lỗ ren cuối trục nên được sử dụng để kéo bộ phận vào — việc đóng búa vào đầu trục bị cấm rõ ràng, vì tải trọng va đập có thể làm hỏng bộ mã hóa ở phía sau động cơ.

Phanh điện từ — Giữ an toàn cho các trục nặng

Phanh tự động giữ bằng lò xo trong HC-SFS702BK là một thiết bị giữ, không phải là phanh giảm tốc. Logic hoạt động đơn giản nhưng quan trọng: 24V DC cấp điện cho cuộn dây phanh và giữ đĩa phanh cách xa bề mặt ma sát, cho phép trục quay tự do dưới sự điều khiển của bộ khuếch đại. Ngắt 24V — do thiết kế, lỗi hoặc mất điện — lò xo sẽ ngay lập tức kẹp đĩa phanh, khóa trục.

Ở mức 7kW, các trục mà động cơ này điều khiển thường đủ lớn để trọng lực hoặc các lực quá trình tạo ra tải không cân bằng đáng kể. Một đầu trục chính nặng trên VMC lớn, một dầm ngang cổng trục, một bàn xoay định dạng lớn, một bộ chặn sau máy ép mang một tấm chặn nặng — mỗi bộ phận này có một điều kiện mà khi tắt servo mà không có cơ cấu giữ cơ học sẽ dẫn đến chuyển động không kiểm soát. Phanh của HC-SFS702BK giải quyết điều kiện đó như một vấn đề kỹ thuật tự động giữ chứ không phải sự tiện lợi.

Các cân nhắc đấu dây thực tế ở mức 7kW:

Cuộn dây phanh tạo ra một xung điện áp cảm ứng đáng kể khi tắt. Bộ hấp thụ quá áp trên các đầu cuối cuộn dây không phải là tùy chọn ở quy mô này — nếu không có nó, xung điện áp có thể làm suy giảm các tiếp điểm rơle và gây căng thẳng cho các mạch I/O của bộ khuếch đại theo thời gian. Sử dụng đầu ra MBR (khóa phanh) của bộ khuếch đại MR-J2S để điều khiển rơle phanh, đảm bảo phanh không được kích hoạt khi động cơ vẫn đang chạy dưới tải. Kích hoạt phanh trên trục đang quay ở mức 7kW sẽ làm mòn bề mặt ma sát nhanh chóng và tạo ra sốc cơ học trong hệ thống truyền động — tín hiệu MBR ngăn chặn điều đó bằng cách áp đặt trình tự thời gian giảm tốc đến giữ chính xác.

Đối với các trục thẳng đứng, hướng dẫn của Mitsubishi khuyến nghị định cỡ trục sao cho mô-men xoắn không cân bằng vẫn dưới 70% mô-men xoắn định mức của động cơ. Ở mức 33,4 Nm định mức, điều đó có nghĩa là tải không cân bằng tĩnh không được vượt quá khoảng 23 Nm tại trục động cơ — một con số đáng kiểm tra so với tải thực tế trước khi lắp đặt trên bất kỳ trục thẳng đứng nào.

Bộ mã hóa tuyệt đối 17 bit — Tại sao nó quan trọng ở công suất này

HC-SFS702BK sử dụng cùng bộ mã hóa nối tiếp tuyệt đối 17 bit được sử dụng trên toàn bộ dòng HC-SFS: 131.072 vị trí riêng biệt mỗi vòng quay trục, được phản hồi qua liên kết nối tiếp tốc độ cao đến bộ khuếch đại MR-J2S.

Ở mức 7kW, điều này quan trọng theo những cách vượt ra ngoài độ chính xác định vị đơn giản. Vòng tốc độ của bộ khuếch đại hoạt động dựa trên dữ liệu vận tốc có được từ bộ mã hóa — độ phân giải cao hơn có nghĩa là ước tính vận tốc chính xác hơn, điều này lần lượt có nghĩa là khả năng chống nhiễu tốt hơn khi lực cắt, biến đổi quán tính hoặc thay đổi tải làm nhiễu trục. Một trục mang quán tính lớn và cắt ở tốc độ tiến dao cao cần một vòng tốc độ chặt chẽ để tránh săn mồi, dao động và lỗi vị trí trong quá trình cắt. Bộ mã hóa 17 bit, kết hợp với vòng tốc độ băng thông 550 Hz+ của bộ khuếch đại J2S, cung cấp sự chặt chẽ đó.

Tính năng tuyệt đối giữ cho dữ liệu vị trí hoạt động thông qua sao lưu pin — pin lithium A6BAT trong bộ khuếch đại MR-J2S. Sau bất kỳ sự cố mất điện nào, trục sẽ quay trở lại chính xác vị trí cuối cùng đã biết mà không cần chu kỳ định vị. Đối với các máy lớn mà việc định vị một trục nặng làm lãng phí thời gian và tạo ra rủi ro va chạm đồ gá, điều này có ý nghĩa về mặt vận hành.

Nơi HC-SFS702BK được chỉ định

Trục W và trục truyền động pallet của trung tâm gia công ngang. Các hệ thống truyền động pallet HMC lớn di chuyển các đồ gá nặng trên khoảng cách di chuyển dài. Trục W hoặc trục định vị đầu mặt cần mô-men xoắn duy trì cao, khớp nối có rãnh then để xử lý tải truyền động pallet mà không bị trượt và phanh để giữ vị trí pallet trong khi gia công hoặc nạp đồ gá.

Trục Z của VMC lớn. Các trung tâm gia công đứng hạng nặng với khối lượng đầu trục chính đáng kể sử dụng lớp 7kW cho trục Z. Trục có rãnh then kết nối trực tiếp với vít me bi hoặc truyền động bánh răng và thanh răng, và phanh là cần thiết để ngăn chặn sự rơi của trục Z khi tắt servo.

Trục băng xoay và trục đuôi của máy tiện CNC lớn. Các trung tâm tiện công suất cao với băng xoay đường kính lớn sử dụng bộ truyền động servo ở công suất này để đánh chỉ mục nhanh chóng, dứt khoát. Trục có rãnh then ăn khớp với cơ cấu truyền động băng xoay một cách tích cực và phanh giữ băng xoay ở vị trí đã chọn trong khi cơ cấu khóa giữ nó để cắt.

Trục định vị dây chuyền truyền động. Các hệ thống truyền động pallet nặng với tấm pallet lớn và hành trình truyền động dài sử dụng bộ truyền động servo công suất cao để định vị nhanh chóng, chính xác giữa các trạm. Phanh giữ vị trí tại mỗi trạm trong khi các thao tác gá lắp, khóa hoặc xử lý diễn ra.

Bàn xoay lớn và trục nghiêng. Bàn xoay servo truyền động trực tiếp hoặc có bánh răng được sử dụng cho gia công trục thứ 4 và thứ 5 trên các bộ phận lớn yêu cầu mô-men xoắn cao để định vị chính xác dưới tải cắt. Kết nối trục có rãnh then với bánh răng sâu hoặc đầu vào truyền động trực tiếp phải tích cực và không bị trượt.

Cánh tay robot và hệ thống xử lý tải trọng nặng. Robot công nghiệp và hệ thống xử lý kiểu cổng trục với tải trọng trong phạm vi 200–500kg sử dụng bộ truyền động servo ở công suất này trên các khớp chính và trục di chuyển. Cần giữ phanh ở bất kỳ vị trí nghỉ nào để ngăn chặn sự võng khớp do trọng lực.

Dòng HC-SFS 2.000 vòng/phút — Tóm tắt toàn bộ phạm vi

Mỗi điểm công suất có sẵn trong bốn sự kết hợp trục và phanh: trục thẳng không phanh, trục có rãnh then không phanh, trục thẳng có phanh và trục có rãnh then có phanh. HC-SFS702BK là biến thể có rãnh then với phanh ở mức 7kW cao nhất của dòng này.

Mới trong hộp — Tình trạng này có ý nghĩa gì ở quy mô này

Một động cơ servo nặng 32 kg là một vật phẩm xử lý và lắp đặt đáng kể. Tình trạng mới trong hộp được niêm phong tại nhà máy có nghĩa là động cơ đến trong bao bì gốc của Mitsubishi với tất cả các nắp bảo vệ còn nguyên vẹn — nắp đầu trục, nắp che bụi đầu nối và bộ phận hỗ trợ bọt bên trong. Không có ứng suất lắp đặt trước lên trục có rãnh then, không có lịch sử nhiệt từ quá trình sử dụng trước đó, không có hao mòn tích lũy trên bề mặt ma sát phanh.

Đối với các bộ phận bảo trì quản lý một đội máy lớn, việc giữ một phụ tùng thay thế mới trong hộp cho trục 7kW sẽ loại bỏ loại thời gian ngừng hoạt động tốn kém nhất: chờ sửa chữa hoặc tìm nguồn cung ứng động cơ trong khi máy sản xuất đứng yên. Phanh và bộ mã hóa là hai bộ phận có khả năng cần thay thế nhất trên một động cơ cũ — một đơn vị mới trong hộp không có mối lo ngại nào.

Bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, không rung động sẽ duy trì thông số kỹ thuật đầy đủ trong nhiều năm. Đối với thời gian bảo quản trên năm năm, nên quay trục chậm định kỳ để phân bổ lại mỡ vòng bi trước khi lắp đặt.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Những bộ khuếch đại servo nào hoạt động với HC-SFS702BK?

HC-SFS702BK yêu cầu bộ khuếch đại lớp MR-J2S-700. Hai tùy chọn chính là MR-J2S-700A (giao diện lệnh xung/tương tự đa năng) và MR-J2S-700B (bus cáp quang SSCNET cho hệ thống bộ điều khiển chuyển động). Cả hai đều hỗ trợ bộ mã hóa nối tiếp 17 bit của HC-SFS702BK và cung cấp dung lượng dòng điện cần thiết cho dòng điện định mức 35A của động cơ này. Động cơ không tương thích với bộ khuếch đại MR-J2 gốc hoặc với bộ khuếch đại dòng MR-J3 / MR-J4 mà không có phần cứng chuyển đổi chuyên dụng.

Q2: Trục có rãnh then bổ sung những gì so với trục thẳng tiêu chuẩn trên HC-SFS702B?

Cả hai mẫu đều giống nhau về cơ khí và điện ngoại trừ trục. HC-SFS702BK có rãnh then được gia công trên trục, tạo ra kết nối chịu tải cắt tích cực với trục trung tâm khớp nối hoặc bộ phận được dẫn động. Ở mức 7kW và 33,4 Nm mô-men xoắn liên tục, các ứng dụng sử dụng ròng rọc truyền động trực tiếp, bánh răng xích hoặc bánh răng truyền động có lợi từ kết nối có rãnh then để loại bỏ mọi nguy cơ trượt do mô-men xoắn gây ra. Nếu khớp nối của bạn là loại kẹp ma sát (kẹp tách hoặc trục trung tâm nén) và không có yêu cầu cơ học nào đối với then, thì HC-SFS702B (trục thẳng) là mẫu tương đương.

Q3: "B" chỉ phanh — nó hoạt động như thế nào và dùng để làm gì?

Phanh là tự động giữ bằng lò xo và tự động giữ khi mất điện: 24V DC giữ cho nó mở trong quá trình hoạt động bình thường, và lò xo kích hoạt đĩa phanh ngay khi điện áp đó bị ngắt. Nó là một thiết bị giữ, không phải là phanh giảm tốc — bộ khuếch đại servo xử lý tất cả việc giảm tốc có kiểm soát, và phanh chỉ kích hoạt sau khi trục dừng lại. Nó được sử dụng trên các trục thẳng đứng và bất kỳ ứng dụng nào mà trục bị ngắt điện sẽ di chuyển dưới tác động của trọng lực hoặc lực quá trình. Luôn định tuyến điều khiển phanh thông qua đầu ra khóa MBR của bộ khuếch đại để đảm bảo phanh chỉ kích hoạt sau khi động cơ giảm tốc đến khi dừng.

Q4: Bộ mã hóa tuyệt đối 17 bit có cần pin không và nó được lắp đặt ở đâu?

Có — bộ mã hóa nối tiếp tuyệt đối yêu cầu sao lưu pin để giữ lại dữ liệu vị trí trong khi mất điện. Pin không nằm trong động cơ; đó là pin lithium A6BAT được lắp đặt bên trong bộ khuếch đại servo MR-J2S-700. Khi pin còn tốt, trục sẽ giữ nguyên vị trí tuyệt đối của nó qua các lần mất điện và không cần chu kỳ định vị khi khởi động lại. Theo dõi cảnh báo pin của bộ khuếch đại và thay thế A6BAT khi tắt máy theo kế hoạch tiếp theo khi cảnh báo xuất hiện — không để pin hết hoàn toàn, vì điều này sẽ buộc phải định vị lại.

Q5: HC-SFS702BK có thể thay thế HC-SF702 hoặc HC-SF702B cũ trên máy hiện có không?

Kích thước mặt bích và hình dạng trục tương thích — HC-SFS702BK sẽ lắp vào cùng vị trí với HC-SF702 hoặc HC-SF702B mà không cần sửa đổi cơ khí. Tuy nhiên, giao diện bộ mã hóa khác nhau: HC-SFS702BK sử dụng bộ mã hóa nối tiếp 17 bit yêu cầu bộ khuếch đại MR-J2S-700. Bộ khuếch đại MR-J2 gốc không thể giao tiếp với bộ mã hóa này. Nếu máy đã chạy bộ khuếch đại MR-J2S ở công suất 700A, việc thay thế sẽ trực tiếp về cơ khí và điện. Nếu máy có bộ khuếch đại MR-J2 gốc, bộ khuếch đại phải được nâng cấp cùng lúc.