Silnik serwo AC Mitsubishi HC-KFE23

Seria MELSERVO HC-KFE | 200W | 3000 obr./min | Niska bezwładność | Kompatybilny ze wzmacniaczem MR-E

Kompaktowa moc, bez marnowania miejsca

Istnieje klasa zadań automatyki przemysłowej, w których silnik serwo o mocy 200W jest dokładnie odpowiednim narzędziem – ani za słaby, ani za duży. Rejestracja linii pakujących. Pozycjonowanie małych osi w maszynach wieloosiowych. Podnoszenie i odkładanie przy lekkim obciążeniu. Indeksowanie obrotowe na kompaktowych mocowaniach. Mitsubishi HC-KFE23 został stworzony właśnie do takich zastosowań: bezszczotkowy silnik serwo AC o niskiej bezwładności i małej mocy, który zapewnia precyzyjną kontrolę prędkości i pozycji bez objętości i kosztów większej jednostki.

Część rodziny Mitsubishi MELSERVO HC-KFE, ten silnik jest natywnie parowany ze wzmacniaczami serwo ogólnego przeznaczenia serii MR-E – linią wzmacniaczy klasy ekonomicznej, która zaspokaja potrzeby większości aplikacji pozycjonowania i kontroli prędkości na jednej osi, bez konieczności posiadania zaawansowanego zestawu funkcji (i dodatkowych kosztów) pełnych platform J2S lub J3.

Specyfikacje techniczne

Niska bezwładność – wybór projektowy o realnych konsekwencjach

Oznaczenie „KF” w hierarchii serii HC firmy Mitsubishi identyfikuje klasę silników o niskiej bezwładności i małej mocy. Ta klasyfikacja to nie tylko etykieta – opisuje ona zachowanie silnika, gdy jest polecony do szybkiego uruchamiania, zatrzymywania i zmiany kierunku.

Niska bezwładność wirnika oznacza, że silnik szybciej reaguje na polecenia prędkości i pozycji. W zastosowaniach z krótkimi cyklami pracy, częstymi zmianami kierunku lub wymaganiami dotyczącymi krótkiego czasu stabilizacji, ta charakterystyka bezpośrednio przekłada się na przepustowość. Silnik, który dłużej się rozkręca i zatrzymuje, ogranicza szybkość cykli w sposób trudny do skompensowania na poziomie sterowania. HC-KFE23 usuwa to ograniczenie w klasie mocy 200W.

Kompromisem – jak w przypadku każdego silnika o niskiej bezwładności – jest wrażliwość na niedopasowanie bezwładności obciążenia. Gdy bezwładność obciążenia odbita znacznie przekracza bezwładność wirnika, reakcja może stać się niestabilna bez starannego dostrojenia wzmocnienia. Wzmacniacz Mitsubishi MR-E łagodzi to dzięki automatycznemu strojeniu w czasie rzeczywistym, które szacuje bezwładność obciążenia i automatycznie dostosowuje wzmocnienia podczas początkowych uruchomień maszyny.

Parowanie ze wzmacniaczem MR-E – praktyczne i celowe

Seria HC-KFE została zaprojektowana specjalnie do użytku z rodziną wzmacniaczy serwo MR-E. Ta relacja ma znaczenie z kilku praktycznych powodów.

MR-E obsługuje tryby kontroli pozycji, kontroli prędkości i kontroli momentu obrotowego – a także kombinacje przełączania trybów podczas pracy. Ta elastyczność oznacza, że ten sam HC-KFE23 może służyć jako oś pozycjonująca w jednej maszynie i element kontroli napięcia w innej, z trybem pracy konfigurowanym za pomocą parametrów wzmacniacza, a nie zmian sprzętowych.

MR-E zawiera również wbudowaną funkcję automatycznego strojenia w czasie rzeczywistym. Zamiast wymagać ręcznego dostosowania wzmocnienia podczas uruchamiania, wzmacniacz obserwuje zachowanie obciążenia podczas początkowych ruchów i odpowiednio ustawia parametry wzmocnienia pozycji, wzmocnienia prędkości i kompensacji całkującej. Dla producentów maszyn instalujących ten sam silnik w wielu identycznych maszynach, skraca to znacznie czas uruchamiania na jednostkę.

Rama 60 mm, wał z prostym wpustem – szczegóły integracji

Płyta montażowa z kołnierzem 60 × 60 mm jest dominującym standardem dla silników serwo w tej klasie mocy, co czyni HC-KFE23 wymiarowo wymiennym z innymi silnikami z ramą 60 mm podczas projektowania maszyny. Prosty wał z wpustem umożliwia bezpieczne przenoszenie mocy na koła pasowe rozrządu, przekładnie i piasty sprzęgające, bez polegania wyłącznie na dopasowaniu wciskowym lub połączeniach śrubowych – praktyczna zaleta w zastosowaniach, gdzie wał jest narażony na obciążenia odwracalne lub startuje pod obciążeniem.

Ochrona IP55 chroni korpus silnika przed wnikaniem pyłu i strumieniami wody pod niskim ciśnieniem z dowolnego kierunku. W typowych środowiskach automatyki wewnętrznej – w tym w obudowach obrabiarek z mgłą chłodziwa i urządzeniach do przetwórstwa żywności z okresowymi cyklami mycia – IP55 zapewnia odpowiednie pokrycie. Zastosowania wymagające głębszej ochrony przed wodą powinny rozważyć warianty z klasą IP65 z oferty Mitsubishi.

Obszary zastosowań

HC-KFE23 znajduje zastosowanie w szerokim zakresie ogólnych zadań automatyki przemysłowej. Na podstawie kategorii zastosowań udokumentowanych w instrukcjach serii MR-E firmy Mitsubishi, typowe wdrożenia obejmują:

• Systemy przenośników i transportu – osie transportowe z regulacją prędkości, gdzie precyzja prędkości jest ważniejsza niż ekstremalna dynamika reakcji
• Maszyny pakujące – napędy rejestracji i indeksowania w urządzeniach do formowania, napełniania i zgrzewania oraz etykietowania
• Maszyny specjalistyczne – systemy jedno- lub dwuosiowe wykonane na zamówienie, gdzie prostota MR-E jest zaletą
• Urządzenia testujące – sterowane aktywatory uchwytów testowych wymagające powtarzalnego pozycjonowania
• Nawijarki i urządzenia napinające – praca w trybie momentu obrotowego do regulacji napięcia wstęgi
• Stoły X-Y i lekkie bramownice – pozycjonowanie lekkich obciążeń w obu osiach jednocześnie

Często zadawane pytania

P1: Które wzmacniacze serwo MR-E są kompatybilne z HC-KFE23?

HC-KFE23 jest przeznaczony do współpracy ze wzmacniaczami serii MR-E w klasie 200W – w szczególności MR-E-20A i MR-E-20AG. „20” w oznaczeniu wzmacniacza odpowiada mocy znamionowej 200W. Nie zaleca się podłączania do zbyt dużego lub zbyt małego modelu MR-E, ponieważ ustawienia parametrów silnika i progi ochrony przed przeciążeniem są skalibrowane dla danej klasy mocy.

P2: Jak HC-KFE23 wypada w porównaniu z HC-KFS23?

Oba są silnikami o mocy 200W, prędkości 3000 obr./min, niskiej bezwładności, z tym samym kołnierzem 60 mm i momentem znamionowym. Kluczowa różnica polega na ekosystemie wzmacniaczy, do którego są przeznaczone: HC-KFS23 jest przeznaczony do wzmacniaczy serii MR-J2S z enkoderem o wysokiej rozdzielczości 17-bitowej (131 072 ppr), podczas gdy HC-KFE23 współpracuje z serią MR-E. Platforma MR-E jest bardziej ekonomiczna i lepiej nadaje się do prostszych aplikacji jednoosiowych; platforma J2S oferuje wyższą wydajność i możliwości wieloosiowe.

P3: Czy ten silnik jest standardowo wyposażony we wpust?

Tak. Mitsubishi standardowo dostarcza wpusty z klinami w silnikach serii HC o mocy 200W. Wpust jest już wyfrezowany w prostym wale w momencie produkcji – nie jest wymagany żaden specjalny sufiks zamówieniowy dla wariantu z wałem z wpustem w tej klasie mocy.

P4: Czy dostępna jest wersja HC-KFE23 z hamulcem postojowym?

Tak, Mitsubishi oferuje warianty z hamulcem elektromagnetycznym w serii HC-KFE. Model z hamulcem będzie miał literę „B” w swoim oznaczeniu części (np. HC-KFE23B). Silniki z hamulcem wymagają oddzielnego zasilania 24 VDC dla obwodu zwalniania hamulca i mają nieco wyższą moment bezwładności z powodu dodatkowego zespołu hamulca. Są one zazwyczaj stosowane na osiach pionowych, gdzie obciążenie musi być utrzymywane w pozycji, gdy napęd jest odłączony od zasilania.

P5: HC-KFE23 jest wymieniony jako wycofany – jakie są opcje zamienne?

Rodziny produktów HC-KFE i MR-E zostały wycofane przez Mitsubishi, zastąpione nowszymi platformami. Zalecaną ścieżką migracji są wzmacniacze serii MR-JE w połączeniu z silnikami serwo serii HG-KN lub HG-SN. MR-JE-20A z HG-KN23 zapewnia równoważną moc 200W/3000 obr./min z enkoderem 17-bitowym i ulepszonymi funkcjami automatycznego strojenia. Dla zakładów utrzymujących istniejące instalacje MR-E, jednostki HC-KFE23 pozostają dostępne za pośrednictwem certyfikowanych dostawców nadwyżek i odnowionych produktów.