Mitsubishi HC-SFS502B (HCSFS502B) — Động cơ Servo AC 5kW có phanh điện từ, dòng MELSERVO-J2S

Nhận dạng sản phẩm

Mã sản phẩm: HC-SFS502B

Tìm kiếm với tên gọi khác: HCSFS502B, HC-SFS-502B

Dòng sản phẩm: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS Series (Thế hệ J2S / J2-Super)

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

Tình trạng: Mới nguyên hộp

Tổng quan

Động cơ Mitsubishi HC-SFS502B là động cơ servo AC quán tính trung bình 5kW thuộc nền tảng MELSERVO-J2S (J2-Super) — thế hệ kế nhiệm dòng HC-SF ban đầu và đã định nghĩa lại khả năng của phân khúc 5kW về độ phân giải vị trí và độ ổn định ở tốc độ thấp.

Được định mức 2.000 vòng/phút với mô-men xoắn liên tục 23,9 Nm, động cơ này nằm ở đỉnh của dòng sản phẩm HC-SFS tiêu chuẩn 2.000 vòng/phút và kết hợp với bộ khuếch đại dòng MR-J2S-500. Nhãn ghi thông số đầu vào AC 3 pha ở 133V / 26A; đầu ra là 5kW. Hậu tố "B" có nghĩa là phiên bản này có phanh giữ điện từ dạng lò xo, an toàn khi mất điện — phiên bản được chọn khi trục không thể tin cậy giữ nguyên vị trí khi không có điện.

Điểm khác biệt giữa HC-SFS502B và phiên bản tiền nhiệm HC-SF502B rất đơn giản: bộ mã hóa tuyệt đối nối tiếp 17-bit cung cấp 131.072 xung mỗi vòng quay, so với thiết bị 14-bit (16.384 xung/vòng) trên dòng HC-SF cũ hơn. Sự gia tăng độ phân giải gấp tám lần này không chỉ cải thiện độ chính xác định vị tinh vi — mà còn cho phép vòng lặp tốc độ của bộ khuếch đại J2S hoạt động ở băng thông cao hơn đáng kể, điều này mang lại khả năng kiểm soát vận tốc chặt chẽ hơn đáng kể ở tốc độ thấp và khả năng chống nhiễu tốt hơn trong quá trình cắt.

Thông số kỹ thuật

Dòng HC-SFS — Nâng cấp từ dòng HC-SF ban đầu

Quy ước đặt tên của Mitsubishi đủ chính xác để sự khác biệt giữa HC-SF và HC-SFS dễ dàng nhận biết khi bạn đã biết: ký hiệu SFS đánh dấu bản nâng cấp thế hệ J2-Super. Về mặt cơ khí, hai dòng sản phẩm chia sẻ kích thước mặt bích, kích thước trục và xếp hạng IP — một động cơ HC-SFS502B có thể lắp vào cùng vị trí lắp đặt với một động cơ HC-SF502B mà không cần sửa đổi cơ khí. Cái thay đổi là phần điện tử.

Nền tảng J2S được xây dựng dựa trên CPU hiệu suất cao và bộ mã hóa độ phân giải cao mới làm tiêu chuẩn. Tần số đáp ứng tốc độ trên bộ khuếch đại MR-J2S đạt 550 Hz trở lên, gấp đôi so với dòng J2 ban đầu. Bộ mã hóa tuyệt đối 17-bit trong động cơ HC-SFS là phần cứng cho phép cải thiện đó. Với 131.072 vị trí riêng biệt mỗi vòng quay, bộ ước tính tốc độ của bộ khuếch đại có nhiều dữ liệu hơn trên mỗi đơn vị thời gian, giúp làm mịn gợn sóng mô-men xoắn ở tốc độ thấp và làm cho hệ thống thực sự cứng vững hơn chống lại các nhiễu loạn quy trình.

Đối với các ứng dụng máy công cụ mà dòng HC-SF hoạt động đủ tốt nhưng không xuất sắc — đặc biệt ở tốc độ tiến dao rất thấp, hoặc trong các chu kỳ tiện ren nơi trục phải đảo chiều sạch sẽ mà không bị trễ — HC-SFS502B tạo ra sự khác biệt thiết thực và có thể đo lường được.

Phanh điện từ: Dạng lò xo, An toàn khi mất điện

Phanh giữ tích hợp trong HC-SFS502B là một thiết bị an toàn thụ động, không phải là điện trở hãm động. Nó hoạt động theo nguyên tắc nhả để đóng: DC 24V giữ cho phanh mở và cho phép trục quay; cắt điện áp và lò xo sẽ ngay lập tức kẹp đĩa phanh.

Điều này quan trọng nhất trên các trục thẳng đứng. Trục Z hoặc đầu trục chính trên trung tâm gia công chịu toàn bộ trọng lượng của cụm trục chính — thường là một phần đáng kể của một tấn trên VMC cỡ trung. Khi bộ khuếch đại servo bị ngắt điện, mô-men xoắn động cơ sẽ giảm về 0 ngay lập tức. Nếu không có phanh giữ, tải đó sẽ rơi xuống. Phanh của HC-SFS502B ngăn chặn điều này xảy ra bằng cách khóa trục ngay khi DC 24V bị ngắt, bất kể việc ngắt điện là có kế hoạch (tắt máy bình thường) hay không (mất điện, lỗi bộ khuếch đại).

Nguyên tắc tương tự áp dụng cho bất kỳ trục nào có tải không cân bằng đáng kể — trục pallet trên HMC, bộ đo lường phía sau máy ép, trục Z của cổng trên máy khung cổng và các cơ cấu kẹp cần giữ vị trí trong quá trình xử lý.

Lưu ý đấu dây: Cuộn dây phanh là tải cảm. Phải lắp bộ hấp thụ xung áp qua các đầu cuối của cuộn dây phanh để triệt tiêu đỉnh điện áp khi nhả và đóng phanh. Bỏ qua bước này có nguy cơ làm hỏng các tiếp điểm rơ-le và mạch I/O của bộ khuếch đại theo thời gian. Đầu ra MBR (khóa liên động phanh điện từ) của bộ khuếch đại MR-J2S cung cấp thời gian đóng phanh chính xác — luôn định tuyến điều khiển phanh qua tín hiệu này thay vì đấu dây trực tiếp từ tiếp điểm dừng khẩn cấp.

Bộ mã hóa tuyệt đối: Ý nghĩa trong thực tế

Bộ mã hóa tuyệt đối ghi nhớ vị trí. Khi một máy có động cơ HC-SFS502B bị mất điện rồi cấp lại, bộ khuếch đại sẽ đọc vị trí tuyệt đối hiện tại từ bộ mã hóa ngay khi hệ thống điều khiển khởi động. Không cần chu trình định vị gốc. Không cần tìm kiếm dấu tham chiếu. Trục đơn giản là biết nó đang ở đâu.

Bộ mã hóa nối tiếp 17-bit trong HC-SFS502B đạt được điều này với pin dự phòng trong bộ khuếch đại (pin lithium A6BAT được sử dụng cho dòng J2S). Pin giữ cho bộ nhớ vị trí của bộ mã hóa hoạt động trong khi tắt nguồn. Miễn là pin còn tốt, máy có thể tiếp tục hoạt động từ một vị trí đã biết chính xác sau khi bị gián đoạn nguồn điện.

Tình trạng pin nên được kiểm tra định kỳ. Bộ khuếch đại J2S hiển thị cảnh báo pin yếu trước khi hết hoàn toàn; cảnh báo đó là lời nhắc thay pin trước lần tắt máy theo kế hoạch tiếp theo, không phải sau đó.

Nơi động cơ này thường được sử dụng

Trục Z và đầu trục chính của VMC. Trục Z dung lượng lớn trên trung tâm gia công đứng cần mô-men xoắn liên tục cho việc phay mặt tải nặng, phanh để tắt servo an toàn và bộ mã hóa tuyệt đối để tiếp tục hoạt động sau bất kỳ sự gián đoạn nguồn điện nào mà không làm xáo trộn thiết lập phôi.

Trục W và ổ đĩa pallet của HMC. Trung tâm gia công ngang sử dụng trục W để định vị chiều sâu đầu phay mặt và bộ chuyển đổi pallet để chuyển phôi. Cả hai đều yêu cầu sự kết hợp giữa mô-men xoắn cao, giữ phanh và vị trí tuyệt đối đáng tin cậy qua các ca làm việc.

Đánh lửa trục quay của máy tiện CNC. Các trung tâm tiện lớn với trục quay điều khiển bằng servo được hưởng lợi từ công suất 5kW cho các chu kỳ đánh lửa nhanh, và phanh giữ trục quay chắc chắn ở mỗi vị trí đánh lửa trong khi cơ cấu kẹp hoạt động.

Hệ thống chuyển đổi và thay đổi pallet. Các dây chuyền chuyển đổi đa trạm di chuyển các bộ gá nặng sử dụng ổ đĩa servo ở phạm vi công suất này cho sự kết hợp giữa tốc độ và khả năng tải. Giữa các trạm, phanh giữ vị trí đánh lửa của pallet trong khi quá trình gá lắp hoặc xử lý diễn ra.

Hệ thống xử lý và cổng khung khổ lớn. Hệ thống tải kiểu cổng với chiều cao Z đáng kể và bộ phận cuối nặng sử dụng động cơ có phanh trên các trục thẳng đứng vì lý do giữ an toàn khi mất điện tương tự như trục Z của máy công cụ.

Dòng HC-SFS — Tham khảo dòng 2000 vòng/phút

Tất cả các mẫu trong bảng này đều có đầu vào lớp AC 200V, tốc độ định mức 2.000 vòng/phút, bộ mã hóa tuyệt đối nối tiếp 17-bit (131.072 xung/vòng), bảo vệ IP65, trục có phớt dầu và cấu hình trục thẳng. Các mẫu 352 và 502 sử dụng khung mặt bích lớn hơn 176 × 176 mm.

Mới nguyên hộp: Tình trạng này thực sự đảm bảo điều gì

Một động cơ servo Mitsubishi được niêm phong tại nhà máy chưa bao giờ được đấu dây, lắp đặt hoặc cấp điện. Nó được giao trong bao bì Mitsubishi gốc — đế xốp bên trong, thùng carton, nắp bảo vệ trục và đầu nối còn nguyên vẹn. Mọi thông số kỹ thuật được liệt kê ở trên đều áp dụng chính xác như khi sản xuất. Không có thời gian chạy tích lũy, không có lịch sử nhiệt và không có ứng suất lắp đặt nào lên ổ trục, giao diện khớp nối hoặc đầu nối.

Đối với các nhà sản xuất máy tìm nguồn cung ứng linh kiện cho các bản dựng mới, hoặc các bộ phận bảo trì xây dựng kho dự phòng chiến lược, tình trạng mới nguyên hộp là tình trạng duy nhất cung cấp sự thay thế tương đương thực sự cho động cơ nhà máy mà không có các yếu tố không xác định. Động cơ đã được tân trang hoặc sửa chữa có thể có ổ trục đã được thay thế, cụm bộ mã hóa đã được đổ keo lại, hoặc stato đã được quấn lại — không có yếu tố nào trong số này có thể nhìn thấy nếu không tháo rời. Tình trạng mới nguyên hộp không có các biến số đó.

Để lưu trữ: động cơ được lưu trữ trong điều kiện mát mẻ, khô ráo, không rung động sẽ giữ nguyên thông số kỹ thuật trong nhiều năm. Nếu thời gian lưu trữ vượt quá năm năm, nên quay trục chậm định kỳ để phân phối lại mỡ ổ trục trước khi lắp đặt.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Bộ khuếch đại servo nào tương thích với HC-SFS502B?

HC-SFS502B yêu cầu bộ khuếch đại dòng MR-J2S-500. Các mẫu tương thích bao gồm MR-J2S-500A (giao diện xung/tương tự đa năng), MR-J2S-500B (giao diện bus SSCNET), MR-J2S-500CP (chức năng định vị tích hợp) và MR-J2S-500CL (giao diện CC-Link). Nó không tương thích với bộ khuếch đại MR-J2 (thế hệ đầu tiên), sử dụng giao thức bộ mã hóa khác, cũng như với bộ khuếch đại dòng MR-J3 hoặc MR-J4 mà không có bộ chuyển đổi.

Q2: Sự khác biệt chính giữa HC-SFS502B và HC-SF502B là gì?

Cả hai động cơ đều có thể thay thế cơ khí tại mặt bích lắp đặt và trục. Sự khác biệt quan trọng là bộ mã hóa: HC-SFS502B sử dụng bộ mã hóa tuyệt đối 17-bit (131.072 xung/vòng), trong khi HC-SF502B cũ hơn sử dụng bộ mã hóa 14-bit (16.384 xung/vòng). Độ phân giải cao hơn cho phép vòng lặp tốc độ nhanh hơn của bộ khuếch đại MR-J2S và cải thiện độ mượt ở tốc độ thấp và độ chính xác định vị. HC-SFS502B cũng yêu cầu bộ khuếch đại dòng J2S; HC-SF502B kết hợp với bộ khuếch đại J2 hoặc J2S.

Q3: Phanh điện từ nên được điều khiển như thế nào trong mạch máy?

Sử dụng tín hiệu đầu ra MBR (khóa liên động phanh) của bộ khuếch đại servo để điều khiển rơ-le phanh — điều này đảm bảo phanh chỉ đóng sau khi động cơ đã giảm tốc độ về 0, ngăn ngừa tải trọng đột ngột lên đĩa phanh. Cuộn dây phanh hoạt động bằng DC 24V; lắp bộ hấp thụ xung áp trực tiếp qua các đầu cuối của cuộn dây để triệt tiêu các đỉnh điện áp cảm ứng. Không bao giờ đấu dây phanh trực tiếp từ tiếp điểm dừng khẩn cấp mà không có khóa liên động MBR trong đường tín hiệu.

Q4: Bộ mã hóa 17-bit có yêu cầu pin không và loại pin nào được sử dụng?

Có. Bộ mã hóa tuyệt đối nối tiếp yêu cầu pin dự phòng để lưu giữ dữ liệu vị trí khi tắt nguồn. Pin tiêu chuẩn là pin lithium Mitsubishi A6BAT, được lắp trong bộ khuếch đại servo MR-J2S (không phải trong thân động cơ). Tuổi thọ pin thường là vài năm khi sử dụng bình thường; bộ khuếch đại sẽ hiển thị cảnh báo pin yếu trước khi hết. Thay pin trong cửa sổ bảo trì theo kế hoạch khi cảnh báo xuất hiện — không đợi cho đến khi báo động buộc phải ngừng hoạt động đột xuất.

Q5: Có thể sử dụng HC-SFS502B để thay thế HC-SF502B trong máy hiện có mà không cần thay đổi gì khác không?

Kích thước lắp đặt tương thích, nhưng giao diện bộ mã hóa khác nhau. HC-SFS502B không thể được sử dụng như một bộ phận thay thế trực tiếp cho HC-SF502B trên máy chạy bộ khuếch đại MR-J2 ban đầu — bộ khuếch đại J2 không thể đọc bộ mã hóa nối tiếp 17-bit của động cơ J2S. Việc thay thế sẽ yêu cầu thay đổi bộ khuếch đại sang dòng MR-J2S-500 cùng lúc. Nếu máy đã chạy bộ khuếch đại MR-J2S, việc thay thế sẽ đơn giản; xác nhận cài đặt tham số thông qua MR Configurator trước khi đưa trục trở lại sản xuất.