Mitsubishi HC-SFS102K (HCSFS102K) — Động cơ Servo AC 1kW, Trục có rãnh then, Dòng MELSERVO-J2S

Nhận dạng sản phẩm

Mã sản phẩm: HC-SFS102K

Cũng được tìm kiếm với tên: HCSFS102K, HC-SFS-102K

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

Loại động cơ: Động cơ Servo không chổi than AC — Trục có rãnh then, Không có phanh

Tình trạng: Mới trong hộp — Bảo hành một năm

Tổng quan sản phẩm

Chiếc Mitsubishi HC-SFS102K là động cơ servo AC không chổi than quán tính trung bình 1kW thuộc nền tảng MELSERVO-J2S — thiết kế cơ bản tương tự được sử dụng trên nhiều loại máy công cụ CNC, dây chuyền đóng gói và thiết bị tự động hóa công nghiệp được xây dựng trên hệ thống servo J2-Super của Mitsubishi. Với tốc độ định mức 2.000 vòng/phút và mô-men xoắn liên tục 4,78 Nm, nó xử lý các tác vụ định vị và cấp liệu tạo nên xương sống của điều khiển chuyển động công nghiệp.

Chữ "K" trong mã sản phẩm là đặc điểm nhận dạng: một trục có rãnh then. Trong khi HC-SFS102 tiêu chuẩn có trục thẳng trơn, HC-SFS102K bao gồm một rãnh then được gia công. Rãnh then đó cho phép khóa cơ khí dương giữa trục động cơ và bộ phận được ghép nối — khớp nối, puly hoặc bánh răng đòi hỏi rãnh then để truyền mô-men xoắn thay vì chỉ dựa vào kẹp ma sát. Trong bất kỳ ứng dụng nào có lo ngại về trượt dưới tải trọng sốc, hoặc khi bộ phận được dẫn động phải được định vị chính xác theo tham chiếu quay trên trục, biến thể có rãnh then là lựa chọn phù hợp.

Không có phanh điện từ được lắp đặt. HC-SFS102K giữ vị trí thông qua khóa servo — bộ khuếch đại duy trì dòng điện và điều khiển vòng kín để giữ cho trục đứng yên — và không dành cho các trục thẳng đứng nơi tải trọng có thể rơi khi tắt servo. Đối với các ứng dụng đó, HC-SFS102BK (trục có rãnh then cộng với phanh) là lựa chọn phù hợp.

Thông số kỹ thuật

Trục có rãnh then: Khi nào và tại sao nó quan trọng

Hầu hết các khớp nối động cơ servo chỉ bám bằng ma sát — khớp nối kiểu kẹp chia, khớp nối màng, và khớp nối chùm đều hoạt động theo cách này, và đối với phần lớn các ứng dụng servo, chúng hoạt động đáng tin cậy. Trục thẳng của HC-SFS102 phù hợp hoàn hảo với các thiết lập đó.

Trục có rãnh then trên HC-SFS102K được chỉ định khi bộ phận được dẫn động không thể chỉ dựa vào ma sát. Một bánh răng truyền tải tải trọng căng của dây chuyền con lăn, một puly trên truyền động đai thời gian với độ căng trước cao, một bánh răng dẫn động trong trục bánh răng thanh răng — đây là những điểm truyền mô-men xoắn mà giao diện chịu lực cắt thực tế. Nếu khớp nối bị trượt, dù chỉ một chút, độ chính xác định vị sẽ suy giảm và sự kiện có thể không được phát hiện cho đến khi máy bắt đầu sản xuất các bộ phận lỗi hoặc lỗi giới hạn được kích hoạt. Rãnh then ngăn chặn điều đó bằng cách tạo ra sự ăn khớp hình học dương giữa trục và moay-ơ.

Việc khớp rãnh then rất quan trọng trong quá trình lắp đặt: rãnh then trong trục động cơ phải được căn chỉnh với rãnh then trong moay-ơ, rãnh then phải có chiều dài phù hợp và ăn khớp với khe hở tối thiểu, và bu lông giữ trên moay-ơ khớp nối phải được siết chặt đúng cách. Thực hiện đúng, kết nối có rãnh then sẽ bền chắc về mặt cơ khí trong suốt tuổi thọ của động cơ. Thực hiện cẩu thả — rãnh then quá khổ, lắp lỏng, hoặc lỗi định vị — nó sẽ gây ra độ rơ và tập trung ứng suất tại gốc rãnh then. HC-SFS102K được giao với rãnh then đã được gia công sẵn; bản thân rãnh then được cung cấp và lắp đặt khi lắp đặt.

Bộ mã hóa tuyệt đối 17 bit — Độ phân giải thay đổi phương trình

HC-SFS102K sử dụng cùng bộ mã hóa tuyệt đối nối tiếp 17 bit được tìm thấy trên toàn bộ dòng HC-SFS: 131.072 vị trí riêng biệt mỗi vòng quay, được phản hồi về bộ khuếch đại thông qua liên kết nối tiếp tốc độ cao. Con số đó đáng để đặt trong bối cảnh. Dòng HC-SF cũ hơn sử dụng bộ mã hóa 14 bit cung cấp 16.384 ppr. Bước lên 17 bit không chỉ đơn thuần là nâng cấp thông số kỹ thuật — nó trực tiếp cho phép cải thiện băng thông vòng tốc độ, đặc trưng cho thế hệ J2-Super.

Ở mức 1kW, động cơ này thường được sử dụng trong các trục có quán tính tải trung bình, nơi hệ thống servo được kỳ vọng phản ứng nhanh với các thay đổi lệnh nhỏ. Một trục cấp liệu cần theo dõi quỹ đạo chính xác, một tháp pháo xoay qua các bước góc nhỏ, một trục điều khiển độ căng nơi các biến động tốc độ phải được sửa chữa theo thời gian thực — tất cả những điều này đều hưởng lợi từ khả năng của bộ khuếch đại trong việc tính toán vận tốc từ bộ mã hóa có độ phân giải cao thay vì đếm xung thô và nội suy giữa chúng.

Bản chất tuyệt đối của bộ mã hóa có nghĩa là vị trí được biết ngay khi hệ thống điều khiển được cấp nguồn. Không cần chu trình quay về điểm tham chiếu, không mất vị trí do mất điện tạm thời. Bộ mã hóa giữ nguyên vị trí tuyệt đối của nó trong khi tắt nguồn bằng pin trong bộ khuếch đại MR-J2S (pin lithium A6BAT). Miễn là pin còn hoạt động tốt, trục sẽ tiếp tục từ một vị trí đã biết chính xác mà không cần bất kỳ chuyển động máy nào.

Bối cảnh dòng HC-SFS — Vị trí của 102K

Dòng HC-SFS bao phủ dải công suất từ 500W đến 7kW ở tốc độ định mức 2.000 vòng/phút. HC-SFS102K 1kW chiếm vị trí thứ hai từ dưới lên trong phạm vi tiêu chuẩn, trên HC-SFS52K 500W và dưới HC-SFS152 1,5kW. Trong phạm vi đó, nó phục vụ một loại ứng dụng riêng biệt: các trục mà 500W thực sự là giới hạn dưới trong điều kiện tải và chu kỳ làm việc tồi tệ nhất, nhưng việc sử dụng 1,5kW hoặc 2kW sẽ tạo ra chi phí, kích thước và chi phí bộ khuếch đại không cần thiết.

Theo thuật ngữ máy công cụ, điều đó thường có nghĩa là trục cấp liệu thứ hai hoặc phụ trợ — trục B trên máy tiện CNC, trục C để xoay trục chính đơn giản, trục cấp liệu trục phụ, hoặc servo thứ cấp trên trung tâm gia công đa trục. Trong sử dụng công nghiệp nói chung, nó bao gồm băng tải, bàn định vị X-Y, trục quấn và điều khiển độ căng, và các cổng gắp-thả nơi tải trọng vừa phải nhưng chu kỳ làm việc liên tục.

Mặt bích 130 × 130mm phù hợp với kích thước khung tiêu chuẩn cho dải công suất 500W–1,5kW trong dòng HC-SFS. Các động cơ có công suất từ 2kW trở lên sử dụng mặt bích lớn hơn 176 × 176mm. Đối với các thiết kế máy bị hạn chế không gian, việc biết rằng HC-SFS102K chia sẻ kích thước mặt bích với các mẫu 500W và 1,5kW là hữu ích: một thiết kế có thể đáp ứng việc thay đổi kích thước trục trong tương lai mà không cần sửa đổi bố trí lắp động cơ.

Dòng HC-SFS 2000 vòng/phút — Các biến thể trục có sẵn

Trong điểm công suất 1kW / 2000 vòng/phút, Mitsubishi cung cấp bốn sự kết hợp trục và phanh:

Cả bốn đều có cùng công suất định mức (1kW), mô-men xoắn (4,78 Nm định mức / 14,4 Nm đỉnh), bộ mã hóa (17 bit, 131.072 ppr), mặt bích (130×130mm), bảo vệ (IP65) và khả năng tương thích bộ khuếch đại J2S. Lựa chọn giữa chúng hoàn toàn phụ thuộc vào phương pháp ghép nối trục và liệu trục có yêu cầu giữ khi tắt nguồn hay không.

Phạm vi HC-SFS 2000 vòng/phút rộng hơn

Ghi chú ứng dụng

Trục C và trục B của máy tiện CNC. Các trục servo phụ trên máy tiện xử lý định hướng trục chính, cấp liệu trục phụ hoặc định vị tháp pháo thường nằm trong phạm vi 1kW. Các trục này thường là trục ngang hoặc được cân bằng đối trọng nặng, vì vậy không cần phanh — HC-SFS102K không có phanh là giải pháp gọn gàng, chi phí thấp hơn.

Băng tải và truyền động định kỳ. Các đoạn băng tải được điều khiển bằng servo và bàn xoay định kỳ được sử dụng trong tự động hóa lắp ráp hoạt động liên tục ở mô-men xoắn trung bình. Quán tính trung bình, độ ổn định nhiệt tốt và mô-men xoắn tốc độ thấp đáng tin cậy — tất cả các đặc điểm của dòng HC-SFS — rất phù hợp với công việc này.

Bàn định vị X-Y. Các bàn định vị điều khiển bằng servo mặt phẳng cho xử lý laser, phân phối hoặc kiểm tra thường sử dụng trục 1kW. Độ phân giải bộ mã hóa cao trực tiếp mang lại lợi ích cho hiệu suất lỗi theo dõi trong các chuyển động XY nội suy.

Trục điều khiển độ căng và quấn. Máy quấn, máy mở cuộn và hệ thống điều khiển độ căng web sử dụng động cơ servo ở chế độ điều khiển mô-men xoắn để điều chỉnh độ căng web. Độ ổn định mô-men xoắn tốc độ thấp — một thế mạnh của sự kết hợp bộ mã hóa-bộ khuếch đại J2S — rất quan trọng trong các ứng dụng này.

Gắp-thả và tải cổng gắp. Các hệ thống gắp-thả một trục và các bộ tải cổng gắp đơn giản với tải trọng nhẹ đến trung bình sử dụng trục servo 1kW cho sự kết hợp giữa tốc độ và độ chính xác mà các truyền động khí nén thuần túy không thể sánh được.

Mới trong hộp — Bảo hành một năm

HC-SFS102K này là hàng tồn kho mới trong hộp được niêm phong tại nhà máy — bao bì Mitsubishi gốc, trục và đầu nối còn nguyên vẹn, chưa từng được đấu dây hoặc cấp nguồn. Bảo hành một năm bao gồm động cơ chống lại các lỗi sản xuất và hỏng hóc khi nhận hàng. Đối với người mua tìm kiếm bộ phận thay thế cho máy đang ngừng hoạt động, hoặc xây dựng kho phụ tùng dự phòng cho một loạt máy chạy nền tảng J2S, tình trạng mới trong hộp là điều kiện duy nhất đảm bảo động cơ không có lịch sử sử dụng trước đó.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Bộ khuếch đại nào tương thích với HC-SFS102K?

HC-SFS102K được thiết kế cho lớp bộ khuếch đại MR-J2S-100 của MELSERVO-J2S, bao gồm MR-J2S-100A (xung/tương tự đa dụng), MR-J2S-100B (bus SSCNET), MR-J2S-100CP (định vị tích hợp) và MR-J2S-100CL (giao diện CC-Link). Nó không tương thích với bộ khuếch đại thế hệ đầu tiên MR-J2, không thể đọc bộ mã hóa nối tiếp 17 bit của động cơ J2S, cũng như với bộ khuếch đại MR-J3 hoặc MR-J4 nếu không có phần cứng điều chỉnh.

Q2: Sự khác biệt giữa HC-SFS102K và HC-SFS102 là gì?

Sự khác biệt duy nhất là trục. HC-SFS102 có trục thẳng trơn để sử dụng với khớp nối kẹp ma sát. HC-SFS102K có rãnh then được gia công, cho phép kết nối rãnh then và trục dương với bộ phận được dẫn động. Tất cả các thông số kỹ thuật khác — công suất, mô-men xoắn, bộ mã hóa, mặt bích, cấp bảo vệ và khả năng tương thích bộ khuếch đại — đều giống hệt nhau giữa hai mẫu.

Q3: HC-SFS102K có phanh điện từ không?

Không. HC-SFS102K không bao gồm phanh. Vị trí trên trục đứng yên được duy trì bằng khóa servo (bộ khuếch đại giữ vòng điều khiển hoạt động và giữ trục bằng dòng điện động cơ). Nếu trục là trục đứng hoặc yêu cầu giữ cơ khí an toàn khi tắt servo, HC-SFS102BK (trục có rãnh then có phanh điện từ) là mẫu phù hợp để chỉ định thay thế.

Q4: Bộ mã hóa được mô tả là "tuyệt đối" — nó có cần pin không?

Có. Bộ mã hóa tuyệt đối nối tiếp 17 bit yêu cầu pin để lưu giữ dữ liệu vị trí khi tắt nguồn. Pin là A6BAT pin lithium, được lắp trong bộ khuếch đại servo MR-J2S — không phải trong bản thân động cơ. Khi pin còn tốt, trục sẽ biết vị trí chính xác của nó ngay khi hệ thống điều khiển được cấp nguồn, loại bỏ nhu cầu về chu trình định vị ban đầu. Cảnh báo pin yếu trên bộ khuếch đại cho biết pin nên được thay thế trong lần bảo trì theo kế hoạch tiếp theo.

Q5: HC-SFS102K có thể thay thế HC-SF102K từ dòng J2 cũ hơn không?

Kích thước lắp đặt giống nhau và hình dạng trục có rãnh then tương thích. Tuy nhiên, HC-SFS102K sử dụng bộ mã hóa nối tiếp 17 bit yêu cầu bộ khuếch đại MR-J2S — nó sẽ không giao tiếp với bộ khuếch đại MR-J2 ban đầu. Nếu máy đang chạy bộ khuếch đại MR-J2, cả động cơ và bộ khuếch đại cần được cập nhật cùng nhau. Nếu máy đã chạy bộ khuếch đại MR-J2S, HC-SFS102K là bộ phận thay thế cơ khí trực tiếp mà không cần thay đổi nào khác ngoài việc xác minh tham số trong MR Configurator.