Mitsubishi HC-KFS23K-S55 — Serwo silnik AC MELSERVO J2S Series 200 W, wał z wpustem, specyfikacja specjalna

Przegląd

HC-KFS23K-S55 to specjalna wersja silnika serwo Mitsubishi Electric z serii HC-KFS, zamówiona fabrycznie — jednostka o mocy 200 W i prędkości 3000 obr./min z serii MELSERVO J2S. W rodzinie HC-KFS, obejmującej moce od 50 W (HC-KFS053K) do 750 W (HC-KFS73K), model 200 W zajmuje drugą pozycję w gamie, dzieląc tę samą filozofię konstrukcji o niskiej bezwładności co jego rodzeństwo, oferując jednocześnie wystarczający zapas momentu obrotowego dla szerszej klasy mechanizmów niż modele 50 W lub 100 W poniżej.HC-KFS23BTa oferta dotyczy produktu

Nowy, oryginalny produkt Mitsubishi Electricalarm bateriiZweryfikowane specyfikacje

ParametrWartośćMoc znamionowa

200 W

Podczas gdy serie SFS (średnia bezwładność) i RFS (średnia bezwładność, okrągły kołnierz) obsługują cięższe obciążenia i większe stosunki bezwładności, seria KFS została zaprojektowana dla mechanizmów o wąskim stosunku bezwładności obciążenia do silnika — napędy pasowe, lekkie ramiona robotów, stoły XY, jednostki etykietujące, napędy maszyn do szycia, systemy pick-and-place do montażu i podobne zadania. Kołnierz 60 × 60 mm HC-KFS23K naturalnie pasuje do kompaktowych ram maszyn, a współczynnik mocy silnika wynoszący 15,8 kW/s — wartość reprezentująca stosunek kwadratu momentu znamionowego do bezwładności wirnika — odzwierciedla rzeczywistą dynamikę reakcji, a nie tylko moc znamionową.

17-bitowy enkoder absolutny: Pozycja bez powrotu do punktu odniesieniaKażdy HC-KFS23K jest dostarczany z zintegrowanym 17-bitowym enkoderem absolutnym zapewniającym 131 072 zliczeń na obrót silnika. W przeciwieństwie do starszych enkoderów inkrementalnych, to urządzenie stale przechowuje dane o pozycji wału — podczas cykli zasilania, zatrzymań awaryjnych i planowanych wyłączeń. Po włączeniu zasilania maszyny, wzmacniacz MELSERVO J2S natychmiast odczytuje aktualną pozycję wału, bez konieczności powrotu do punktu odniesienia (G28/powrót do zera) w celu ustalenia współrzędnych osi.W praktyce eliminuje to opóźnienie produkcyjne, które maszyny z enkoderami inkrementalnymi narzucają przy każdym uruchomieniu i po każdej awarii zasilania. W przypadku pracy wielozmianowej, zaoszczędzony czas w ciągu roku produkcji może być znaczący. W przypadku osi pionowych lub każdej konfiguracji, w której ruch do pozycji domowej przed rozpoczęciem pracy jest mechanicznie niepożądany, enkoder absolutny całkowicie eliminuje to ograniczenie.

Bateria podtrzymująca dane o pozycji absolutnej podczas okresów wyłączenia zasilania znajduje się we wzmacniaczu serwo (seria MR-J2S), a nie w korpusie silnika. Oznacza to, że wymiana silnika nie wpływa na baterię ani na zapisane dane pozycji absolutnej we wzmacniaczu — praktyczna zaleta podczas konserwacji silnika w maszynach z ustalonymi układami współrzędnych.

Kompatybilne wzmacniacze serwo

HC-KFS23K-S55 współpracuje ze wzmacniaczami klasy

MELSERVO MR-J2S-20

we wszystkich wariantach interfejsu:

Wzmacniacz

Typ interfejsuMR-J2S-20AOgólnego przeznaczenia interfejs impulsowy/analogowy

Kabel zasilający: MR-PWCNS□-L (2 m / 5 m / 10 m / 20 m / 30 m)

Zestaw złącza enkodera (montaż w terenie): MR-J2CNMStopień ochrony IP55 i kwestie środowiskowe

• HC-KFS23K-S55 posiada stopień ochrony
• IP55
• na całym korpusie silnika — całkowita ochrona przed pyłem i ochrona przed strumieniami wody pod niskim ciśnieniem z dowolnego kierunku. Dwa obszary wyraźnie wyłączone z tej oceny to otwór przechodzący przez wał i złącza kablowe; w standardowej instalacji z prawidłowo połączonymi złączami kablowymi, złącza są odporne na kapanie. W środowiskach z mgłą olejową, płynem chłodzącym lub rozpryskami, dokumentacja Mitsubishi określa to jako warunek, w którym silnik może nie być odpowiedni w standardowej specyfikacji — specjalne warianty specyfikacji z sufiksem S mogą temu zaradzić, co jest jednym z powodów istnienia sufiksu -S55 w tej rodzinie.

Silnik można montować w dowolnej orientacji. Przy montażu poziomym Mitsubishi zaleca prowadzenie kabli zasilających i enkodera w dół od wyjścia kablowego, aby zapobiec migracji płynów wzdłuż kabla do złącza. W przypadku montażu pionowego lub instalacji pod kątem, pętla kablowa w prowadzeniu zapewnia taką samą ochronę.

Macierz wariantów HC-KFS23KHC-KFS23K jest dostępny w czterech standardowych konfiguracjach. S55 to wariant specjalny fabryczny zbudowany na bazie HC-KFS23K:Model

Wał

Hamulec

Uwagi

W dokumentacji katalogowej silników MELSERVO firmy Mitsubishi Electric, kody sufiksów "-S" następujące po podstawowym numerze modelu oznaczają specjalne specyfikacje

wariantów produkowanych według specyficznych opcji fabrycznych. Modyfikacje te są udokumentowane w wewnętrznej liście symboli specyfikacji firmy Mitsubishi (sekcja 8 instrukcji obsługi serii HC-KFS, seria SH030054) i mogą obejmować takie cechy, jak uszczelnienia olejowe dla wejścia wału, alternatywne konfiguracje złączy, zmodyfikowane kierunki wyjścia kabli lub inne zmiany na poziomie budowy, o które proszą producenci maszyn zamawiający w dużych ilościach. Podstawowa wydajność elektryczna — moc 200 W, moment znamionowy 0,64 Nm, 3000 obr./min, 17-bitowy enkoder absolutny, prąd znamionowy 1,1 A — jest identyczna jak w standardowym HC-KFS23K. Przy zamawianiu S55 w celu wymiany uszkodzonej jednostki, należy sprawdzić tabliczkę znamionową oryginalnego silnika, aby upewnić się, że fizyczna konstrukcja odpowiada przed instalacją.

P2: Czy enkoder absolutny w tym silniku eliminuje potrzebę sekwencji homingu przy uruchamianiu maszyny?

Tak, w normalnych warunkach pracy. 17-bitowy enkoder absolutny stale przechowuje dokładną pozycję wału, nawet po odłączeniu zasilania maszyny. Po włączeniu zasilania wzmacniacza MR-J2S, odczytuje on zapisana pozycję natychmiast i oś jest gotowa do ruchów sterowanych bez cyklu powrotu do punktu odniesienia. Jedynym wyjątkiem jest alarm baterii we wzmacniaczu MR-J2S (kod alarmu A.E3 na wyświetlaczu diagnostycznym MR-J2S) — jeśli bateria we wzmacniaczu całkowicie się rozładuje przed wymianą, dane pozycji absolutnej zostaną utracone i potrzebny będzie pojedynczy powrót do punktu odniesienia, aby ponownie ustalić odniesienie współrzędnych. W normalnych interwałach konserwacji (wymiana baterii co 3-5 lat) można uniknąć tej sytuacji.

P3: Jaki jest maksymalny dopuszczalny stosunek bezwładności obciążenia do tego silnika i dlaczego ma to znaczenie?

Dokumentacja MELSERVO J2S firmy Mitsubishi określa, że jeśli moment bezwładności obciążenia przekracza moment bezwładności silnika o więcej niż zdefiniowany stosunek, kombinacja powinna zostać przeanalizowana z Mitsubishi przed uruchomieniem. Dla HC-KFS23K z bezwładnością wirnika 2,60 × 10⁻⁵ kg·m², praktyczne znaczenie jest następujące: wraz ze wzrostem stosunku bezwładności obciążenia, system serwo wymaga niższych ustawień wzmocnienia, aby pozostać stabilnym, co bezpośrednio zmniejsza pasmo przenoszenia i prędkość stabilizacji. Konstrukcja HC-KFS o niskiej bezwładności jest celowo zoptymalizowana dla stosunków bezwładności obciążenia do silnika na niskim końcu — zazwyczaj poniżej 10:1 do 30:1, w zależności od wymagań aplikacji. W przypadku aplikacji z dużymi, ciężkimi rolkami, dużymi kołami pasowymi lub innymi obciążeniami o dużej bezwładności, serie HC-SFS lub HC-RFS o średniej bezwładności byłyby zazwyczaj bardziej odpowiednim wyborem.

P4: Czy HC-KFS23K-S55 może być używany na osi pionowej bez hamulca?

HC-KFS23K-S55 nie posiada hamulca elektromagnetycznego. Na osi pionowej, gdy wzmacniacz serwo jest w stanie gotowości i serwo jest wzbudzone, silnik aktywnie utrzymuje pozycję poprzez moment obrotowy serwo. Ryzyko pojawia się, gdy serwo jest rozbudzone — podczas zatrzymania awaryjnego, utraty zasilania lub alarmu — w tym momencie nie ma mechanicznej siły trzymającej, a grawitacja będzie poruszać obciążeniem. W przypadku osi pionowych, gdzie upadek spowodowałby uszkodzenie maszyny lub zagrożenie bezpieczeństwa, własne wytyczne Mitsubishi są jasne: użyj albo wariantu z hamulcem HC-KFS23BK-S55, albo zastosuj zewnętrzny hamulec mechaniczny lub system przeciwwagi wystarczający do utrzymania obciążenia. Hamulec sprężynowy, zwalniany elektrycznie 24 VDC w wariantach BK, utrzymuje pozycję bez zasilania, co jest prawidłową konfiguracją dla pionowych osi serwo.

P5: Jakie są kompatybilne silniki zamienne, gdy zapasy HC-KFS23K-S55 się wyczerpią?

Bezpośrednim funkcjonalnym zamiennikiem w obecnej linii produktów Mitsubishi jest HG-KR23K (seria MELSERVO J4), który ma tę samą specyfikację 200 W / 3000 obr./min i konfigurację wału z wpustem. Jednak przejście na HG-KR wymaga

pasującego wzmacniacza MR-J4-20A lub MR-J4-20B

, nowego kabla enkodera (typ MR-J3ENCBL□M-A1-L), nowego kabla zasilającego i przeglądu parametrów — wzmacniacz J4 nie obsługuje silników J2S, a wzmacniacz J2S nie obsługuje silników J4. W przypadku maszyn, w których inwestycja w pełną wymianę osi serwo nie jest uzasadniona, pozyskanie nowych-starych zapasów jednostek HC-KFS23K-S55 na rynku wtórnym części przemysłowych i specjalistycznych części automatyki pozostaje najszybszą i najtańszą drogą do przywrócenia oryginalnej specyfikacji maszyny bez żadnych prac inżynieryjnych.