Serwomotor Mitsubishi HC-SFS52BG1H — 500W | Hamulec + Precyzyjna przekładnia | 17-bitowy enkoder absolutny | MELSERVO J2S

Nie każda oś serwo wykonuje proste ruchy punkt-punkt po płaskiej powierzchni. Znaczna część rzeczywistych zastosowań przemysłowych — stoły obrotowe, osie pionowego mocowania, pozycjonery kątowe, pochyłe suwaki — stawia przed napędem trzy twarde wymagania:odpowiedni moment obrotowy przy zredukowanej prędkości wału, mechaniczne blokowanie między ruchami, oraz dokładność pozycjonowania kątowego, która nie dryfuje w czasie. HC-SFS52BG1H spełnia wszystkie trzy wymagania w jednej fabrycznie zmontowanej jednostce: silnik HC-SFS o średniej bezwładności 500W, elektromagnetyczny hamulec sprężynowy i precyzyjna przekładnia G1H, dostarczane i montowane jako jeden zintegrowany zespół.

Specyfikacje w skrócie

Dlaczego ta konfiguracja istnieje — i co rozwiązuje

Silnik serwo 500W pracujący z prędkością 2000 obr./min generuje 2,39 Nm momentu obrotowego na wale. Ta wartość jest odpowiednia dla wielu zastosowań, a dla innych całkowicie niewystarczająca. Stół obrotowy przenoszący uchwyt o masie 30 kg, cylinder dociskowy wywierający znaczną siłę przeciwdziałającą sprężystości, oś pionowa z kulowym śrubą utrzymująca własny ciężar — wszystkie te elementy wymagają momentu obrotowego, którego sam silnik nie jest w stanie dostarczyć.

Przekładnia G1H zmienia tę równowagę. Redukcja przekładni mnoży moment obrotowy na wyjściu proporcjonalnie do przełożenia, jednocześnie dzieląc prędkość wyjściową przez ten sam współczynnik. Przełożenie 1/20, na przykład, dostarcza do 47,8 Nm momentu obrotowego na wale wyjściowym przekładni — z tego samego korpusu silnika 500W. Maszyna otrzymuje potrzebną siłę bez konieczności stosowania większej, cięższej i droższej klasy napędu.

Co sprawia, że G1H jest właściwą przekładnią, a nie standardową G1, to kontrola luzu kątowego. Standardowe przekładnie przemysłowe G1 są przeznaczone do szerokiego zastosowania przemysłowego, gdzie pewien luz kątowy na wale wyjściowym jest akceptowalny. Jednostki G1H o wysokiej precyzji są produkowane zgodnie z bardziej rygorystycznymi specyfikacjami, ze zredukowanym luzem kątowym, który skutecznie przenosi rozdzielczość enkodera 131 072 ppr na wał wyjściowy przekładni. W przypadku stołów obrotowych i uchwytów pozycjonujących kątowo, gdzie stopnie lub ich ułamki decydują o jakości części, ta różnica ma bezpośrednie znaczenie.

hamulec elektromagnetyczny dopełnia obrazu. Przekładnia mnoży moment hamujący tak samo, jak mnoży moment napędowy — ale tylko wtedy, gdy wał silnika jest fizycznie zablokowany. Pomiędzy ruchami, podczas wyłączenia zasilania, przy zatrzymaniu awaryjnym: hamulec utrzymuje cały zespół w dowolnej pozycji, którą ostatnio ustawiło serwo, bez prądu serwo, bez aktywnego wzmacniacza.

Hamulec: Bezpieczny w przypadku awarii z założenia

Hamulec HC-SFS52BG1H jest załączany sprężyną i zwalniany elektrycznie. Po podaniu 24V DC na cewkę, sprężyna jest ściskana, wał obraca się swobodnie. Usunięcie napięcia z jakiegokolwiek powodu — celowe wyłączenie, awaria zasilania, zadziałanie obwodu bezpieczeństwa, aktywacja zatrzymania awaryjnego — sprężyna natychmiast ponownie się załącza, a wał blokuje.

Jest to konfiguracja bezpieczeństwa awaryjnego, której wymaga większość norm bezpieczeństwa maszyn dla osi pionowych i mechanizmów obciążonych grawitacyjnie. Hamulec nie polega na logice sterownika ani dostępności wzmacniacza, aby utrzymać pozycję; blokuje domyślnie i wymaga aktywnej energii do zwolnienia.

Uwaga dotycząca instalacji: cewka hamulca wymaga dedykowanego zasilania 24V DC podłączonego do złącza hamulca silnika. Obwód ten jest niezależny od wzmacniacza serwo — wzmacniacze MR-J2S-60A i MR-J2S-60B nie dostarczają bezpośrednio zasilania hamulca. Źródło 24V i jego okablowanie blokujące muszą być uwzględnione w projekcie elektrycznym maszyny.

17-bitowy enkoder absolutny — brak powrotu do punktu bazowego przy uruchomieniu

Wbudowany enkoder zlicza 131 072 pozycji na obrót wału silnika w całym zakresie wieloobrotowym, a licznik jest zachowywany podczas cykli wyłączenia zasilania przez baterię podtrzymującą Mitsubishi A6BAT zainstalowaną we wzmacniaczu serwo. Przy każdym uruchomieniu — zmianie zmiany, wyłączeniu serwisowym, zatrzymaniu awaryjnym i przywróceniu — maszyna wie, gdzie się znajduje, bez sekwencji powrotu do punktu bazowego.

W systemie z przekładnią G1H ta możliwość ma dodatkową wartość: pozycja wału wyjściowego jest w pełni określona na podstawie odczytu enkodera silnika we wszystkich konfiguracjach przełożenia. Nie jest potrzebne żadne dodatkowe urządzenie sprzężenia zwrotnego po stronie wyjściowej, aby wiedzieć, w jakiej pozycji znajduje się wał wyjściowy przekładni.

Kompatybilne wzmacniacze: MR-J2S-60A i MR-J2S-60B

Wzmacniacze serii 60 J2S są odpowiednio dopasowane do rodziny silników HC-SFS52.

MR-J2S-60A — akceptuje wejście sterujące impulsowe (różnicowe lub z otwartym kolektorem) lub analogowe. Obsługiwane są wszystkie tryby sterowania pozycją, prędkością i momentem obrotowym. Konfiguracja za pomocą oprogramowania MR Configurator przez RS-232C lub RS-422. Standardowy wybór dla systemów ruchu opartych na PLC, samodzielnych aplikacji CNC i dowolnego hosta, który generuje polecenia impulsowe/kierunkowe.

MR-J2S-60B — interfejs SSCNET dla systemów sterowników ruchu wieloosiowego Mitsubishi (serie Q172D, Q173D, A172SHCPUN). Wszystkie osie współdzielą synchroniczną magistralę SSCNET, umożliwiając elektroniczne zazębienie i skoordynowane ruchy wieloosiowe z precyzyjnym synchronizacją między osiami. Właściwy wybór dla systemów z wieloma osiami serwo na jednym sterowniku ruchu Mitsubishi.

Opcje przełożenia i wybór właściwej konfiguracji

Przekładnia G1H w HC-SFS52B jest oferowana w wielu opcjach przełożenia — zazwyczaj 1/5, 1/9, 1/12, 1/15, 1/20 i 1/25. Każde przełożenie generuje inny numer części w rodzinie HC-SFS52BG1H. Przy wymianie istniejącej jednostki, przełożenie musi być potwierdzone z oryginalnej dokumentacji maszyny lub z tabliczki znamionowej przekładni przed złożeniem zamówienia. Instalacja innego przełożenia powoduje nieprawidłową prędkość wyjściową i moment obrotowy, a także może prowadzić do błędów profilu ruchu lub kolizji mechanicznych.

Moment obrotowy na wyjściu rośnie wraz z przełożeniem; prędkość wyjściowa maleje proporcjonalnie. Prędkość silnika przy znamionowym momencie obrotowym na wyjściu wynosi zawsze 2000 obr./min, niezależnie od przełożenia — przekładnia dzieli tę prędkość, aby uzyskać wymaganą prędkość obrotową na wyjściu.

Gdzie stosowany jest HC-SFS52BG1H

Precyzyjne stoły obrotowe indeksujące na centrach obróbczych — przekładnia G1H kontroluje dokładność kąta indeksowania; hamulec blokuje stół podczas obróbki; enkoder absolutny eliminuje potrzebę powrotu do punktu bazowego przy każdym uruchomieniu po zmianie.

Osie pionowe z kulowym śrubą i obciążeniem grawitacyjnym — hamulec zapobiega opadaniu osi po wyłączeniu zasilania; moment obrotowy wzmocniony przez przekładnię spełnia wymagania dotyczące blokowania bez ciągłego prądu serwo; ochrona silnika IP65 chroni przed środowiskiem chłodziwa.

Osie pochylania i pozycjonowania kątowego detali obrabianych — pochylone uchwyty utrzymują pozycję pod dowolnymi kątami, wymagając zarówno siły hamulca, jak i momentu obrotowego wzmocnionego przez przekładnię, aby przeciwdziałać momentowi grawitacyjnemu pod każdym kątem.

Pozycjonery spawalnicze zautomatyzowane — napędy głowicy na pozycjonerach wymagają precyzyjnego indeksowania kątowego między przejściami spawalniczymi, z zablokowanym detalem podczas spawania bez prądu serwo.

Napędy 4. osi CNC (oś A, oś B) — zastosowania 4. osi o średniej mocy na pionowych centrach obróbczych, gdzie rozmiar korpusu silnika 130 mm, klasa mocy 500 W, blokowanie hamulcem i stopień ochrony IP65 są standardowymi punktami specyfikacji.

Podsumowanie wariantów HC-SFS52

Wszystkie warianty mają tę samą moc wyjściową 500W, 17-bitowy enkoder, uszczelkę olejową i obudowę silnika IP65. HC-SFS52BG1H jest właściwym wyborem, gdy wymagane są jednocześnie wszystkie trzy cechy — hamulec, precyzyjna przekładnia i prosty wał.

FAQ

P1: Jaka jest różnica między przekładnią G1H a G1 w silnikach Mitsubishi HC-SFS?

Obie są fabrycznie montowanymi przekładniami redukcyjnymi Mitsubishi dla serii HC-SFS, ale różnią się poziomem precyzji. G1 to przekładnia przemysłowa ogólnego przeznaczenia, odpowiednia tam, gdzie akceptowalny jest umiarkowany luz kątowy na wyjściu. G1H to wariant o wysokiej precyzji, wykonany z bardziej rygorystycznymi tolerancjami produkcyjnymi i niższym luzem kątowym — co oznacza, że zadana pozycja serwo jest dokładniej odwzorowana na wale wyjściowym przekładni. W przypadku indeksowania obrotowego, precyzyjnych napędów uchwytów i wszelkich zastosowań, gdzie dokładność kątowa wału wyjściowego jest bezpośrednim parametrem jakości, G1H jest właściwą specyfikacją.

P2: Jaki wzmacniacz serwo jest wymagany dla HC-SFS52BG1H?

HC-SFS52BG1H jest dopasowany do MR-J2S-60A (dla wejścia sterującego impulsowego lub analogowego) lub MR-J2S-60B (dla sieciowych aplikacji wieloosiowych SSCNET). Oba są wzmacniaczami klasy 500W z serii MELSERVO J2S firmy Mitsubishi. Hamulec elektromagnetyczny wymaga oddzielnego zasilania 24V DC podłączonego do złącza hamulca silnika — wzmacniacz serwo nie dostarcza bezpośrednio zasilania cewki hamulca.

P3: Jak potwierdzić przełożenie jednostki HC-SFS52BG1H?

Przełożenie jest częścią specyficznej konfiguracji zespołu i musi być zgodne z oryginalnym projektem maszyny. Sprawdź tabliczkę znamionową przekładni na fizycznej jednostce lub odwołaj się do oryginalnej listy materiałów i rysunków elektrycznych maszyny. Przełożenie nie jest identyfikowalne na podstawie samego numeru części HC-SFS52BG1H — sufiks przełożenia jest dodawany w pełnej notacji katalogowej (np. 1/20). Zamówienie zamiennika bez potwierdzenia przełożenia grozi nieprawidłową prędkością wyjściową i potencjalnymi uszkodzeniami mechanicznymi.

P4: Czy enkoder absolutny zachowuje dane pozycji, jeśli zasilanie maszyny zostanie nagle odcięte?

Tak, pod warunkiem, że bateria podtrzymująca litowa A6BAT jest zainstalowana w uchwycie baterii wzmacniacza serwo i jest w dobrym stanie. Przy obecności baterii, dane pozycji wieloobrotowej są zachowywane podczas wszelkich przerw w zasilaniu. Wzmacniacz wyświetli alarm napięcia baterii, gdy będzie wymagana jej wymiana. Bez baterii dane pozycji są tracone po wyłączeniu zasilania i wymagany jest cykl powrotu do punktu bazowego przed wznowieniem produkcji.

P5: Jaki stopień ochrony dotyczy sekcji przekładni HC-SFS52BG1H?

Korpus silnika posiada stopień ochrony IP65 — całkowicie szczelny przed pyłem i chroniony przed strumieniami wody z dowolnego kierunku. Sekcja przekładni ma stopień ochrony IP44, który obejmuje cząstki stałe większe niż 1 mm i rozpryski wody z dowolnego kierunku, ale nie bezpośrednie strumienie wody ani zanurzenie w chłodziwie. W środowiskach obrabiarek z aktywnym rozpryskiem chłodziwa w pobliżu przekładni, w projekcie instalacji należy uwzględnić osłonę mechaniczną lub deflektor chłodziwa.