Silnik serwo AC Mitsubishi HC-SFS301B — 3 kW / 1000 obr./min | 28,6 Nm | Hamulec elektromagnetyczny | MELSERVO J2S | Nowy w pudełku

Nie każde zastosowanie serwo wymaga dużej prędkości. Istnieje cała kategoria osi obrabiarek, stołów obrotowych i przegubów robotów przemysłowych, w których najważniejsza jest siła obrotowa przy niskiej prędkości — zdolność do precyzyjnego utrzymywania i napędzania znaczących obciążeń oraz bezpiecznego blokowania wału po wyłączeniu zasilania maszyny. Mitsubishi HC-SFS301B jest zbudowany właśnie do tego celu: silnik o średniej bezwładności o mocy 3 kW, dostarczający 28,6 Nm momentu obrotowego przy 1000 obr./min, wyposażony w fabrycznie zamontowany hamulec elektromagnetyczny i 17-bitowy enkoder absolutny Mitsubishi. Nowy w oryginalnym, zapieczętowanym opakowaniu, dostępny do szybkiej wysyłki.

Specyfikacje techniczne

1000 obr./min, 28,6 Nm — zoptymalizowana pod kątem momentu obrotowego wydajność

HC-SFS301B zajmuje specyficzną i dobrze zdefiniowaną niszę wydajnościową. Seria HC-SFS oferuje tę samą wielkość ramy 3,5 kW w wariancie 2000 obr./min (HC-SFS352) i wariancie 3000 obr./min (HC-SFS353) — oba priorytetowo traktują wyższą prędkość przy niższym momencie obrotowym. HC-SFS301 działa na przeciwnym końcu tego kompromisu: z mocą znamionową 1000 obr./min i 28,6 Nm ciągłego momentu obrotowego, dostarcza ponad dwukrotnie większy moment obrotowy znamionowy niż warianty 2000 obr./min przy porównywalnej mocy.

Co to oznacza w praktyce? Przy 1000 obr./min i 28,6 Nm silnik ten pracuje w swoim najsilniejszym punkcie ciągłym, generując 3 kW użytecznej mocy mechanicznej poprzez stały, o dużej sile, ruch przy niskiej prędkości. Maksymalny moment obrotowy wynoszący 85,8 Nm (trzykrotność znamionowego) zapewnia władzę przyspieszenia przejściowego do napędzania ciężkich obciążeń podczas ostrych przejść ruchu bez przekraczania limitów termicznych w pracy ciągłej.

Ten profil prędkości obrotowej i momentu obrotowego odpowiada wymaganiom dużych napędów stołów obrotowych, ruchu 4. i 5. osi z ciężkimi mocowaniami, przegubów ramion robotów i każdej osi, w której masa obciążenia lub tarcie stanowią dominujące ograniczenie projektowe.

Hamulec elektromagnetyczny — litera B, która wszystko zmienia

Obudowa silnika B oznacza sprężynowy hamulec elektromagnetyczny zintegrowany z tym silnikiem. Zrozumienie jego działania wyjaśnia, dlaczego jest ważny:

Hamulec jest typu wyłączanego zasilaniem — sprężyna blokuje wał, gdy napięcie cewki hamulca jest nieobecne, i zwalnia, gdy zostanie przyłożone napięcie 24 V DC. Jest to konfiguracja zabezpieczająca przed awarią. Utrata zasilania, zatrzymanie awaryjne, otwarcie drzwi ochronnych lub celowe wyłączenie maszyny: we wszystkich przypadkach wał blokuje się natychmiast bez żadnego polecenia z systemu sterowania. Przywrócenie zasilania zwalnia hamulec i pozwala na wznowienie normalnej pracy serwo.

Dla silnika o ciągłym momencie obrotowym 28,6 Nm i maksymalnym momencie obrotowym 85,8 Nm — napędzającego stół obrotowy, uchylną głowicę lub ramię robota pod znacznym obciążeniem grawitacyjnym — mechaniczna funkcja blokowania hamulca nie jest opcjonalna. Bez niej pionowa lub nachylona oś po wyłączeniu zasilania opadłaby pod obciążeniem. Z HC-SFS301B wał pozostaje dokładnie tam, gdzie był po wyłączeniu zasilania.

Hamulec elektromagnetyczny jest mechanicznym urządzeniem blokującym, a nie elementem hamowania dynamicznego. Włącza się po osiągnięciu przez oś spoczynku, zapewniając statyczną siłę blokującą niezależną od prądu serwo. Zalecenia Mitsubishi polegają na utrzymaniu momentu obrotowego niezrównoważonego obciążenia osi pionowej w granicach 70% momentu obrotowego znamionowego silnika w celu niezawodnego blokowania hamulca w zależności od temperatury i zużycia.

Uszczelka olejowa i IP65 — uszczelnione do hali produkcyjnej

Wał silnika od strony napędu HC-SFS301B przechodzi przez fabrycznie zamontowaną uszczelkę olejową, zamykając główną ścieżkę zanieczyszczeń do wnęki łożyska i enkodera. W obrabiarkach i urządzeniach produkcyjnych, gdzie w środowisku występują płyny obróbcze, mgła chłodząca i cząstki metalu, uszczelka olejowa zapobiega degradacji łożysk i enkodera przez te zanieczyszczenia przez tysiące godzin pracy.

Obudowa silnika IP65 zapewnia całkowite wykluczenie pyłu i odporność na strumienie wody z dowolnego kierunku. Połączenie uszczelki olejowej i obudowy IP65 sprawia, że silnik ten nadaje się do bezpośredniego montażu na obrabiarkach bez dodatkowej obudowy ochronnej — standardowy wymóg dla silnika serwo o mocy 3 kW w środowisku CNC.

17-bitowy enkoder absolutny — 131 072 ppr, brak powrotu do punktu zerowego przy uruchomieniu

Enkoder dostarcza 131 072 impulsów pozycji na obrót wału silnika poprzez szybkie łącze szeregowe Mitsubishi do wzmacniacza serwo. Będąc absolutnym, zachowuje pełną wiedzę o pozycji podczas cykli zasilania — z zainstalowaną baterią A6BAT we wzmacniaczu, licznik wieloobrotowy utrzymuje się po wyłączeniu maszyny.

W przypadku ciężkiego stołu obrotowego lub napędu 4. osi, gdzie sekwencja powrotu do punktu zerowego zajmuje znaczną ilość czasu przy każdym uruchomieniu, wyeliminowanie tej rutyny stanowi konkretną przewagę produkcyjną. Każdy cykl zasilania, każda zmiana zmiany, każde zaplanowane zatrzymanie konserwacyjne — maszyna jest gotowa natychmiast, bez czekania na powrót osi do punktu zerowego. W całym okresie eksploatacji maszyny ta wydajność operacyjna przekłada się na znaczące odzyskanie czasu produkcji.

Kompatybilne wzmacniacze serwo

HC-SFS301B współpracuje z MR-J2S-350A (polecenie analogowe/impulsowe) lub MR-J2S-350B (polecenie sieci cyfrowej SSCNET) wzmacniaczami serwo, oba o mocy 3,5 kW w platformie MELSERVO J2S i potwierdzone jako kompatybilne z rodziną silników HC-SFS301.

Hamulec elektromagnetyczny wymaga oddzielnego zasilania 24 V DC, podłączonego do złącza hamulca zgodnie ze specyfikacją instalacyjną Mitsubishi. Wzmacniacz serwo nie dostarcza zasilania hamulca bezpośrednio — dedykowane źródło 24 V musi być uwzględnione w projekcie elektrycznym maszyny.

Środowiska zastosowań

Profil HC-SFS301B zorientowany na moment obrotowy przy 1000 obr./min w połączeniu z hamulcem elektromagnetycznym sprawia, że jest to pierwszy wybór dla dobrze zdefiniowanego zestawu zastosowań:

Duże stoły obrotowe 4. i 5. osi na centrach obróbczych CNC — 28,6 Nm momentu obrotowego przy 1000 obr./min zapewnia siłę napędową dla ciężkich uchwytów obrabianych przedmiotów, hamulec bezpiecznie je utrzymuje podczas segmentów nieobróbczych, a enkoder absolutny eliminuje powrót do punktu zerowego przy każdym uruchomieniu

Suporty poprzeczne centrów tokarskich CNC i osie wiercenia głębokiego — zastosowania, w których prędkość posuwu jest umiarkowana, ale siły skrawania wymagają wysokiego, stałego momentu obrotowego przez cały czas skrawania

Przeguby ramion robotów przemysłowych — główna oś robotów przemysłowych o średnim udźwigu, gdzie połączenie mocy 3 kW, wysokiego momentu obrotowego i mechanicznego hamulca blokującego jest standardową specyfikacją przegubu

Napędy pozycjonerów spawalniczych i tnących zautomatyzowanych — osie obrotu głowicy i kła tokarskiego na pozycjonerach, które utrzymują duże spawane elementy, wymagają dokładnie takiej gęstości momentu obrotowego i funkcji blokowania hamulca, jaką zapewnia ten silnik

Ciężkie automatyczne systemy transportu materiałów — obracanie palet, pochylanie uchwytów i mechanizmy indeksowania beczek w zautomatyzowanych komórkach produkcyjnych, gdzie masa obciążenia sprawia, że sterowanie serwo o wysokim momencie obrotowym i niskiej prędkości jest jedynym wykonalnym podejściem

Przegląd wariantów HC-SFS301

Podstawowy silnik HC-SFS301 jest dostępny w kilku konfiguracjach mechanicznych, wszystkie z tą samą mocą 3 kW, 17-bitowym enkoderem absolutnym, uszczelką olejową, obudową IP65 i kołnierzem 176 × 176 mm:

• HC-SFS301 — wał prosty, bez hamulca
• HC-SFS301B — wał prosty, z hamulcem elektromagnetycznym (ta oferta)
• HC-SFS301BK — wał z wpustem, z hamulcem elektromagnetycznym

HC-SFS301B jest odpowiedni do instalacji wykorzystujących sprzęgło zaciskowe na gładkim wale, gdzie wymagany jest hamulec. W przypadku elementów napędzanych z otworem na wpust, HC-SFS301BK zapewnia tę samą funkcję hamulca z interfejsem wału z wpustem.

FAQ

P1: Jaki wzmacniacz serwo jest kompatybilny z HC-SFS301B?

HC-SFS301B współpracuje z MR-J2S-350A (dla poleceń analogowych lub impulsowych z PLC lub zewnętrznego CNC) lub MR-J2S-350B (dla systemów sieciowych wieloosiowych SSCNET z kontrolerami ruchu Mitsubishi). Oba mają moc 3,5 kW w platformie MELSERVO J2S. Hamulec elektromagnetyczny wymaga oddzielnego zasilania 24 V DC — nie jest zasilany bezpośrednio przez wzmacniacz serwo.

P2: Jakie zasilanie jest wymagane dla hamulca elektromagnetycznego i jak jest on podłączony?

Cewka hamulca wymaga dedykowanego zasilania 24 V DC, podłączonego do złącza kabla hamulca silnika. Hamulec zwalnia (wał swobodny) po podłączeniu 24 V DC i blokuje (wał zablokowany) po odłączeniu napięcia. Zasilanie 24 V musi być uwzględnione w projekcie elektrycznym szafy sterowniczej maszyny niezależnie od zasilania wzmacniacza serwo. Wymiary przewodów, typ złącza i wymagania dotyczące logiki blokad są określone w instrukcji obsługi silnika serwo Mitsubishi dla serii HC-SFS.

P3: Jaka jest różnica między modelami HC-SFS301 a HC-SFS302 lub HC-SFS303?

Trzy modele reprezentują różne konfiguracje prędkości znamionowej rodziny HC-SFS 3 kW. HC-SFS301 to wariant o prędkości znamionowej 1000 obr./min z najwyższym momentem obrotowym (28,6 Nm). Warianty o wyższych numerach pracują przy 2000 obr./min lub 3000 obr./min z coraz niższym momentem obrotowym znamionowym. Wybierz 301, gdy głównym wymaganiem jest wysoki moment obrotowy ciągły przy niskiej lub umiarkowanej prędkości wyjściowej; wybierz warianty o wyższej prędkości, gdy zastosowanie wymaga szybszego ruchu osi przy niższym obciążeniu momentem obrotowym.

P4: Czy HC-SFS301B obsługuje zachowanie pozycji absolutnej podczas cykli wyłączenia zasilania?

Tak. 17-bitowy enkoder jest typu absolutnego. Z zainstalowaną baterią zapasową Mitsubishi A6BAT we wzmacniaczu serwo, dane pozycji wieloobrotowej są zachowywane po wyłączeniu maszyny. Przy następnym uruchomieniu wszystkie pozycje osi są natychmiast dostępne bez sekwencji powrotu do punktu zerowego. W przypadku maszyn z ciężkimi obciążeniami mocowania, gdzie powrót do punktu zerowego wymagałby starannego ręcznego zarządzania hamulcem i ruchem osi, to uruchomienie bez powrotu do punktu zerowego stanowi znaczącą korzyść operacyjną.

P5: Czy HC-SFS301B jest nadal w produkcji i jaki jest jego odpowiednik obecnej generacji?

Seria HC-SFS należy do generacji MELSERVO J2S firmy Mitsubishi, która została zastąpiona przez produkty serii J4 i J5. Nowe w pudełku jednostki HC-SFS301B są nadal dostępne do konserwacji maszyn i istniejących instalacji na platformie J2S. Odpowiednikiem obecnej generacji firmy Mitsubishi w klasie 3 kW / 1000 obr./min z hamulcem jest HG-SR301B (seria MELSERVO J4) — oferujący enkoder 22-bitowy i obudowę IP67, ale wymagający wzmacniaczy J4 i innych interfejsów kablowych. Dla istniejących maszyn J2S, HC-SFS301B jest bezpośrednio kompatybilnym zamiennikiem.