Silnik serwo AC Mitsubishi HC-SFS702 — 7kW | 33,4 Nm | 2000 obr./min | enkoder absolutny 17-bitowy | uszczelniacz olejowy | IP65 | MELSERVO J2S

Specyfikacje

Największy silnik z rodziny HC-SFS 200V

Siedem kilowatów. Trzydzieści trzy i cztery dziesiąte niutonometra momentu obrotowego ciągłego. Maksymalna moc szczytowa wynosząca100 Nm — trzykrotność wartości znamionowej — dostępna przez czas trwania przyspieszenia. HC-SFS702 to członek serii Mitsubishi HC-SFS 200V o najwyższej mocy wyjściowej, silnik znajdujący się na szczycie linii średniej bezwładności J2S, zanim zastosowanie przejdzie do klasy ciężkiej HA-LFS lub napięcia zasilania 400V.

Dla producentów maszyn, ta pozycja w hierarchii produktów ma konkretne znaczenie: HC-SFS702 jest odpowiedzią, gdy obciążenie osi jest zbyt duże dla silnika 5kW, a system musi pozostać na napięciu 200V AC. Główne osie posuwowe dużych centrów obróbczych CNC, przeguby robotów o dużym obciążeniu, napędy dużych stołów obrotowych i znaczące osie transportu materiałów mieszczą się w tym przedziale mocy. Silnik obsługuje je na tej samej platformie MELSERVO J2S — ta sama rodzina wzmacniaczy MR-J2S, ten sam interfejs enkodera, to samo oprogramowanie konfiguracyjne MR Configurator — co każdy inny silnik HC-SFS w systemie.

33,4 Nm ciągłego, 100 Nm szczytowego: Co to oznacza dla obciążenia

Wartości momentu obrotowego znamionowego opisują zdolność do pracy w stanie ustalonym — co silnik może utrzymać w sposób ciągły bez przekraczania swoich limitów termicznych. 33,4 Nm silnika HC-SFS702 przy 2000 obr./min to moment obrotowy dostępny podczas przejścia skrawania na osi frezarskiej, podczas suwu posuwowego na prasie, podczas cyklu napinania nawijania na dużym napędzie wstęgi.

100 Nm szczytowe — dostępne przez krótki czas ruchu przyspieszającego — pozwala ciężkim obciążeniom szybko osiągnąć docelową prędkość pomimo ich bezwładności. Duży stół obrotowy lub ciężka prowadnica śrubowa stwarzają znaczną bezwładność, którą należy pokonać na początku każdego ruchu. Trzykrotny zapas momentu obrotowego powyżej znamionowego daje wzmacniaczowi MR-J2S możliwość agresywnego przyspieszania tych obciążeń bez pracy silnika w stanie nadprądu.

Konstrukcja HC-SFS o średniej bezwładności celowo obsługuje szerszy zakres stosunków bezwładności obciążenia niż silniki o niskiej bezwładności o porównywalnej mocy wyjściowej. Przy mocy 7kW, gdzie podłączone obciążenia są zazwyczaj ciężkie i mają własną znaczną bezwładność, ta cecha nie jest przypadkowa — jest to powód, dla którego ta klasa silników jest określana dla dużych osi maszyn, a nie alternatywa o niskiej bezwładności przy tej samej mocy.

Uszczelniacz olejowy i IP65: Zaprojektowany do pracy w obróbce skrawaniem

HC-SFS702 jest dostarczany z fabrycznie zamontowanym uszczelniaczem olejowym na wale napędowym i korpusem silnika o wymiarach 176x176 mm o stopniu ochrony IP65. Przy mocy 7kW, ten silnik jest montowany na dużych obrabiarkach — centrach obróbczych poziomych, tokarkach CNC o dużym formacie, ciężkich szlifierkach. Te środowiska charakteryzują się stałą obecnością chłodziwa pod ciśnieniem, rozpryskami metalowych wiórów i mgłą smarującą przez cały dzień pracy.

Uszczelniacz olejowy blokuje główny punkt wejścia zanieczyszczeń: szczelinę pierścieniową między obracającym się wałem a nieruchomą obudową silnika. Bez niego drobna mgła chłodziwa i cząsteczki stopniowo przedostają się do wnęki łożyska i obudowy enkodera w ciągu żywotności silnika, pogarszając oba. Z uszczelką ta ścieżka jest zamknięta.

Obudowa IP65 oznacza, że korpus silnika jest całkowicie pyłoszczelny i wytrzymuje bezpośrednie strumienie wody z dowolnego kierunku — nie jest to ochrona przed zachlapaniem, ale odporność na strumienie. Oba te elementy pozwalają na bezpośredni montaż HC-SFS702 na konstrukcji maszyny w strefie roboczej bez dodatkowych obudów ochronnych. Jest to standardowa specyfikacja Mitsubishi dla tego silnika w zastosowaniach obrabiarkowych.

Enkoder absolutny: 131 072 ppr, pozycja zachowana po wyłączeniu zasilania

Wbudowany enkoder 17-bitowy odczytuje pozycję wału silnika z rozdzielczością 131 072 zliczeń na obrót i przesyła te dane do wzmacniacza MR-J2S za pośrednictwem szybkiego szeregowego połączenia enkodera Mitsubishi. Jako urządzenie absolutne, utrzymuje kompletny rejestr pozycji — zarówno w obrębie obrotu, jak i wieloobrotowy — który przetrwa przerwy w zasilaniu, gdy w wzmacniaczu zainstalowana jest bateria zapasowa A6BAT.

Konsekwencją operacyjną jest to, że maszyna wie, gdzie znajduje się każda oś w momencie włączenia zasilania. Brak cykli powrotu do punktu zerowego. Brak starannego ręcznego zarządzania osią 7kW przez sekwencję powrotu do punktu odniesienia z ciężkimi obciążeniami i znaczną bezwładnością. Uruchomienie jest natychmiastowe: sterownik odczytuje bieżącą pozycję, porównuje ją z ostatnią zadaną pozycją i rozpoczyna normalną pracę.

W przypadku dużych osi maszyn, eliminacja czasu powrotu do punktu zerowego ma znaczenie. Oś posuwowa 7kW w centrum obróbczym nie wraca do punktu zerowego tak samo jak mała oś pomocnicza — ruch obejmuje ciężką masę mechaniczną, potencjalnie duże odległości podróży i staranne zarządzanie prędkością. Eliminacja sekwencji powrotu do punktu zerowego dzięki absolutnej pozycji zasilanej bateryjnie oznacza realny czas uruchomienia odzyskany w ciągu żywotności maszyny.

Kompatybilne wzmacniacze: MR-J2S-700A i MR-J2S-700B

HC-SFS702 współpracuje z MR-J2S-700A i MR-J2S-700B — członkami rodziny wzmacniaczy MELSERVO J2S o mocy znamionowej 7kW. Oba wzmacniacze posiadają wymuszone chłodzenie wentylacyjne (wbudowany wentylator), hamowanie dynamiczne i pełny pakiet ochrony J2S: wyłączenie nadprądowe, ochrona przed przepięciami regeneracyjnymi, elektroniczne przeciążenie termiczne, ochrona przed błędami enkodera, nadmierna prędkość i ochrona przed nadmiernym błędem.

MR-J2S-700A to wariant z interfejsem ogólnego przeznaczenia. Akceptuje polecenia impulsowe (do 500 kpps różnicowe, 200 kpps otwarty kolektor) do sterowania pozycją oraz analogowe wejście napięciowe do trybów sterowania prędkością i momentem obrotowym. Przełączanie trybu sterowania — między pozycją/prędkością, prędkością/momentem obrotowym i momentem obrotowym/pozycją — jest dostępne podczas pracy za pomocą sygnału I/O. Porty komunikacji szeregowej RS-232C i RS-422 obsługują oprogramowanie MR Configurator do konfiguracji parametrów, automatycznego strojenia i monitorowania oscyloskopowego z komputera z systemem Windows.

MR-J2S-700B łączy się z siecią szeregową SSCNET, łącząc wzmacniacz z kontrolerami ruchu serii A i Q firmy Mitsubishi (Q172D, Q173D, A172SHCPUN) za pośrednictwem szybkiej magistrali synchronicznej. W systemach SSCNET wszystkie podłączone osie otrzymują polecenia pozycji jednocześnie w każdym cyklu komunikacyjnym, umożliwiając prawdziwą synchronizację wieloosiową — interpolację, przekładnię elektroniczną i skoordynowane sterowanie posuwem — na wszystkich osiach maszyny bez zmienności czasowej między osiami.

Dla dużych centrów obróbczych i wieloosiowych maszyn przemysłowych, wzmacniacz typu B SSCNET jest typowym wyborem. Dla zastosowań jednoosiowych, podajników pras i systemów pozycjonowania sterowanych przez PLC, typ A z interfejsem impulsowym lub analogowym jest standardową ścieżką.

Gdzie stosowany jest HC-SFS702

Główne osie posuwowe centrów obróbczych CNC — osie posuwowe X, Y i Z dużych centrów obróbczych poziomych i pionowych, gdzie siły skrawania i masa stołu wymagają mocy napędu 5-7kW do pełnego usuwania materiału na pełną szerokość przy zaprogramowanych prędkościach posuwu.

Napędy stołów obrotowych i przenośników palet o dużym obciążeniu — zmieniacze palet i stoły obrotowe do mocowania detali na dużych centrach obróbczych, gdzie połączenie dużej masy mocowania i szybkiego czasu cyklu definiuje wymagania napędu. Maksymalny moment obrotowy 100 Nm silnika HC-SFS702 radzi sobie z bezwładnością załadowanego systemu palet.

Oś posuwowe tokarek CNC o dużym formacie — napędy suportu i poprzecznego na tokarkach o dużej średnicy, gdzie siły skrawania na ciężkich przedmiotach obrabianych przy agresywnych posuwach obciążają oś w sposób ciągły przy znamionowym momencie obrotowym lub blisko niego.

Napędy głównych przegubów robotów przemysłowych — przeguby ramienia i łokcia robotów przemysłowych o średniej i dużej ładowności, gdzie połączenie mocy wyjściowej 7kW, konstrukcji o średniej bezwładności i integracji z platformą J2S definiuje specyfikację.

Systemy transportu materiałów o dużym obciążeniu i podajniki pras — transport zwojów, napędy prostownic i osie podajników pras na urządzeniach do formowania metali, gdzie główną funkcją jest podawanie z dużą siłą i kontrolowaną prędkością.

Przegląd wariantów HC-SFS702

Wszystkie warianty HC-SFS702 mają tę samą moc wyjściową 7kW, znamionowy moment obrotowy 33,4 Nm, maksymalny moment obrotowy 100 Nm, enkoder 17-bitowy, uszczelniacz olejowy, IP65 i kołnierz 176x176mm:

HC-SFS702 (ta oferta) to standardowa konfiguracja z prostym wałem i bez hamulca — odpowiednia dla osi poziomych, obciążeń zrównoważonych i zastosowań, gdzie hamowanie dynamiczne serwa zapewnia decelerację bez potrzeby mechanicznego blokowania wału. Dla osi pionowych lub mechanizmów obciążonych grawitacyjnie stosuje się wariant z hamulcem B.

FAQ

P1: Jaki wzmacniacz serwo jest kompatybilny z HC-SFS702?

HC-SFS702 wymaga MR-J2S-700A (interfejs sterowania analogowego/impulsowego) lub MR-J2S-700B (interfejs sieci szeregowej SSCNET). Oba są wzmacniaczami MELSERVO J2S o mocy znamionowej 7kW z wymuszonym chłodzeniem wentylacyjnym i wbudowanym hamowaniem dynamicznym. Wariant A jest odpowiedni dla systemów CNC sterowanych przez PLC lub samodzielnych; wariant B integruje się z systemami sterowania ruchem wieloosiowym Mitsubishi SSCNET. Wymagane zasilanie wynosi około 10 kVA — należy to uwzględnić w projekcie panelu elektrycznego maszyny.

P2: Czy HC-SFS702 zachowuje dane pozycji absolutnej po wyłączeniu zasilania?

Tak, gdy bateria litowa Mitsubishi A6BAT jest prawidłowo zainstalowana w uchwycie baterii wzmacniacza serwo. Absolutna pozycja wieloobrotowa jest zachowywana podczas każdej przerwy w zasilaniu, umożliwiając natychmiastowe ponowne uruchomienie maszyny ze znanymi pozycjami wszystkich osi. Bez baterii dane pozycji są tracone po wyłączeniu zasilania i wymagany jest powrót do punktu odniesienia przy następnym uruchomieniu. Wzmacniacz emituje alarm niskiego poziomu baterii, zanim napięcie spadnie poniżej progu roboczego.

P3: Seria HC-SFS jest oznaczona jako wycofana — czy HC-SFS702 jest nadal dostępny jako część zamienna?

Nowe jednostki HC-SFS702 w pudełkach są nadal dostępne u dystrybutorów części automatyki przemysłowej do konserwacji istniejących instalacji MELSERVO J2S. Jako bezpośredni zamiennik uszkodzonej jednostki, nie są wymagane żadne zmiany wzmacniacza ani modyfikacje parametrów — jest on kompatybilny z istniejącym wzmacniaczem MR-J2S-700A lub 700B i okablowaniem. W przypadku nowych projektów maszyn, obecnym odpowiednikiem Mitsubishi w klasie 7kW / 2000 obr./min jest HG-SR702 (seria MELSERVO J4), który wymaga wzmacniaczy J4 i innych kabli enkodera.

P4: Jaki jest maksymalny dopuszczalny stosunek bezwładności obciążenia dla HC-SFS702?

Dokumentacja MELSERVO J2S firmy Mitsubishi określa zalecany stosunek bezwładności obciążenia do silnika wynoszący 15 razy lub mniej dla serii HC-SFS o średniej bezwładności przy tej mocy. Wzmacniacz MR-J2S-700A/B zawiera automatyczne strojenie w czasie rzeczywistym, które dostosowuje ustawienia wzmocnienia do podłączonego obciążenia w tym zakresie. Możliwe są obciążenia przekraczające zalecany stosunek, ale wymagają one ręcznej regulacji wzmocnienia i konsultacji z inżynierią aplikacyjną Mitsubishi, ponieważ stabilność pętli serwo nie może być gwarantowana wyłącznie przez funkcję automatycznego strojenia.

P5: Czy HC-SFS702 może być używany z zasilaniem 400V?

Nie. HC-SFS702 to silnik klasy 200V AC, przeznaczony do zasilania trójfazowego 200-230V. Mitsubishi oferuje oddzielne warianty silnika HC-SFS 7kW klasy 400V do zastosowań z zasilaniem 380-480V — są to odrębne numery katalogowe i nie są elektrycznie wymienne z HC-SFS702 200V. Zawsze należy sprawdzić klasę napięcia zasilania przed złożeniem zamówienia.