Mitsubishi HC-KFS23BG1-S45 (HCKFS23BG1S45) — 200W AC Serwo Silnik z Hamulcem i Przekładnią Redukcyjną G1, Specjalna Specyfikacja, 3000 obr./min, Seria MELSERVO J2-Super

Przegląd Produktu

Numer części: HC-KFS23BG1-S45

Szukane również jako: HCKFS23BG1S45, HC KFS 23BG1 S45, HC-KFS23-BG1-S45

Seria: Mitsubishi MELSERVO HC-KFS (Generacja J2-Super)

Klasyfikacja: Niska Inercja AC Bezszczotkowy Serwo Silnik — 200 W, klasa 200V, 3000 obr./min, z Elektromagnetycznym Hamulcem, Przekładnia Redukcyjna Typu Kołnierzowego G1, Specjalna Specyfikacja Fabryczna S45

Cztery oznaczenia, jeden kompletny system

Mitsubishi HC-KFS23BG1-S45 to nie tylko silnik. To w pełni zintegrowany zespół serwosilnika z przekładnią — silnik, hamulec i przekładnia redukcyjna połączone w jedną fabrycznie zbudowaną jednostkę, ze specjalną specyfikacją fabryczną, która definiuje konkretną konfigurację OEM. Każdy element numeru części wnosi odrębny element fizyczny i specyficzną funkcjonalność, a zrozumienie wszystkich czterech razem jest niezbędne do prawidłowego określenia, pozyskania lub wymiany tej jednostki.

HC-KFS23 to podstawowy silnik: serwo silnik o niskiej inercji 200W z platformy J2-Super, o mocy znamionowej 3000 obr./min i momencie obrotowym 0,64 Nm, wyposażony w 17-bitowy absolutny enkoder szeregowy o rozdzielczości 131 072 ppr i stopniu ochrony IP55 na korpusie silnika. Jest to jeden z najmniejszych silników w gamie J2-Super HC-KFS, zaprojektowany do kompaktowych osi o wysokiej częstotliwości cykli, gdzie inercja wirnika musi być zminimalizowana.

B dodaje elektromagnetyczny hamulec sprężynowy: napięcie 24V DC utrzymuje wał swobodny; po usunięciu tego napięcia sprężyna natychmiast zamyka hamulec. W przypadku osi o zredukowanym momencie obrotowym, napędzającej mechanizm pionowy lub obciążony grawitacyjnie, ta charakterystyka bezpieczeństwa jest wymogiem projektowym, który spełnia przyrostek B.

G1 dodaje przekładnię redukcyjną kołnierzową do zastosowań przemysłowych: fabrycznie zintegrowany zespół przekładni zamontowany na końcu wyjściowym silnika, dostępny w standardowych przełożeniach 1/5, 1/12 i 1/20. Przekładnia mnoży moment obrotowy silnika przez współczynnik redukcji (minus straty sprawności) i dzieli prędkość wału wyjściowego proporcjonalnie. Sekcja przekładni ma stopień ochrony IP44.

-S45 oznacza specjalną specyfikację fabryczną — zdefiniowaną modyfikację standardowej konfiguracji, stworzoną dla konkretnego zastosowania OEM. Parametry elektryczne i dynamiczne silnika pozostają takie same jak w podstawowym HC-KFS23B. Specyfikacja S45 definiuje szczegół fizyczny lub konfiguracyjny — wymiary wału, układ wyjścia kabla, cechę montażową lub modyfikację enkodera — udokumentowany w wewnętrznych zapisach specyfikacji Mitsubishi.

Specyfikacje Techniczne

Obowiązujące przełożenie przekładni dla tej konkretnej jednostki S45 należy potwierdzić na podstawie dokumentacji oryginalnej maszyny lub tabliczki znamionowej silnika. Standardowe przełożenia G1 dla serii HC-KFS23BG1 to 1/5, 1/12 i 1/20.

Przekładnia redukcyjna G1: co dodaje i dlaczego jest ważna

Oznaczenie G1 w nomenklaturze serwo silników Mitsubishi odnosi się do przekładnia redukcyjna kołnierzowa do zastosowań przemysłowych — fabrycznie zintegrowanego zespołu przekładni zamontowanego na wyjściu silnika, z kołnierzem na wyjściu przekładni, który umożliwia bezpośredni montaż do napędzanego mechanizmu.

Celem przekładni redukcyjnej w serwo silniku jest to samo, co w każdym napędzie z przekładnią: zamiana prędkości obrotowej na moment obrotowy. Przy danym poziomie mocy, redukcja przekładni mnoży dostępny moment obrotowy na wyjściu przez współczynnik redukcji, jednocześnie dzieląc prędkość wału wyjściowego przez ten sam współczynnik. Dla podstawowego silnika HC-KFS23 o momencie znamionowym 0,64 Nm i prędkości znamionowej 3000 obr./min:

Przy redukcji 1/5: prędkość wyjściowa ~600 obr./min, moment wyjściowy ~3,0 Nm (uwzględniając sprawność przekładni) Przy redukcji 1/12: prędkość wyjściowa ~250 obr./min, moment wyjściowy ~7,2 Nm Przy redukcji 1/20: prędkość wyjściowa ~150 obr./min, moment wyjściowy ~12 Nm

Te wartości momentu obrotowego na wyjściu przekształcają silnik 200W w naprawdę wydajny siłownik o niskiej prędkości. Dwanaście niutonometrów z silnika 200W przy prędkości wyjściowej 150 obr./min to praktyczny punkt pracy dla małych stołów obrotowych, kompaktowych sekcji przenośników, lekkich napędów przegubów robotów i mechanizmów transferu z podziałem — zastosowań, gdzie wymagana prędkość wyjściowa jest niska, a wymagany moment obrotowy przekracza to, co sam wał silnika może dostarczyć bezpośrednio.

Wyjście kołnierzowe przekładni G1 jest dopasowane do ramy silnika 60 × 60 mm. Obudowa przekładni stanowi powierzchnię montażową i wał wyjściowy dla elementu maszyny napędzanej, a zespół jest samowystarczalny wymiarowo — przekładnia nie jest oddzielnym elementem przykręcanym, ale integralną częścią zespołu silnika wysyłanego z fabryki. Ta integracja ma znaczenie dla konserwacji: cały HC-KFS23BG1-S45 jest wymieniany jako jeden zespół.

IP44 na sekcji przekładni. Korpus silnika HC-KFS23 ma stopień ochrony IP55 — ochrona przed pyłem szkodliwym dla pracy i przed strumieniami wody z dowolnego kierunku. Sekcja przekładni obniża ten stopień do IP44, który chroni przed ciałami stałymi większymi niż 1 mm i przed wodą rozpryskiwaną z dowolnego kierunku. Jest to standardowe ograniczenie dla serwo silników z przekładnią w całej serii Mitsubishi HC. W środowiskach, gdzie rozpryski chłodziwa, mgła olejowa lub operacje mycia mogą dotrzeć do sekcji przekładni, tę różnicę w poziomie ochrony należy ocenić w stosunku do rzeczywistych warunków środowiskowych.

Hamulec w kontekście: 200W, zredukowana prędkość, oś pionowa

Hamulec elektromagnetyczny w HC-KFS23BG1-S45 jest sprężynowy — ta sama zasada projektowania, która obowiązuje w każdym hamowanym silniku z gamy J2-Super, niezależnie od mocy. Domyślnie cewka jest odłączona od zasilania, co oznacza, że wał jest domyślnie zablokowany; zastosowanie napięcia 24V DC zwalnia wał do ruchu.

W przypadku silnika z przekładnią 200W, funkcja hamulca i kontekst zastosowania są specyficzne. Redukcja przekładni mnoży moment obrotowy, który silnik musi zapewnić, aby utrzymać obciążenie przeciwko grawitacji. Przy przełożeniu 1/20, stopień przekładni zmniejsza odbite obciążenie grawitacyjne na wale silnika o czynnik 20 (minus straty sprawności). Oznacza to, że silnik i hamulec muszą utrzymać tylko niewielką część rzeczywistego obciążenia grawitacyjnego wału wyjściowego — co jest jedną z praktycznych zalet stosowania serwo silnika z przekładnią na osi pionowej lub nachylonej: wymaganie hamulca na wale silnika jest znacznie mniejsze niż sugerowałby moment obrotowy na wale wyjściowym.

To, co nie zmienia się wraz z przełożeniem przekładni, to zachowanie bezpieczeństwa. Sprężyna zamyka hamulec w momencie usunięcia napięcia 24V z cewki. Wyłączenie awaryjne, utrata zasilania, planowe wyłączenie serwo — we wszystkich przypadkach hamulec zamyka się i blokuje. W przypadku małej osi pionowej w urządzeniach montażowych, kompaktowego przegubu robota lub mechanizmu transferu z podziałem pionowym, jest to charakterystyka bezpieczeństwa, której wymaga zastosowanie, niezależnie od tego, jak mała wydaje się moc 200W.

Okablowanie hamulca 24V DC. Cewka hamulca wymaga dedykowanego obwodu 24V DC w szafie sterowniczej maszyny — oddzielnego od zasilania sterującego wzmacniacza. Należy uwzględnić przekaźnik z odpowiednim tłumieniem przepięć (dioda zwrotna dla obwodów DC) na zaciskach cewki. Wyjście MBR (Magnetic Brake Release) ze wzmacniacza MR-J2S-20 prawidłowo sekwencjonuje przekaźnik hamulca w stosunku do włączenia serwo. Zawsze potwierdź blokadę serwo przed zwolnieniem hamulca; zawsze doprowadź oś do zatrzymania przed włączeniem hamulca.

Specjalna Specyfikacja -S45

Przyrostek -S45 identyfikuje tę jednostkę jako specjalna specyfikacja fabryczna — zdefiniowaną wariację od standardowej konfiguracji HC-KFS23BG1, ustaloną przez Mitsubishi dla konkretnego klienta OEM lub wymogu zastosowania. Przyrostki specjalnych specyfikacji występują w seriach HC-KFS, HC-MFS, HC-SFS i innych, i zazwyczaj modyfikują jeden lub więcej z poniższych: wymiary wału lub konfigurację końcówki, trasę lub długość wyjścia kabla, typ złącza, przełożenie przekładni lub orientację montażu, lub typ enkodera.

To, co jest spójne we wszystkich specjalnych specyfikacjach Mitsubishi, to fakt, że podstawowe parametry elektryczne i dynamiczne silnika pozostają niezmienione. HC-KFS23BG1-S45 działa z tym samym momentem znamionowym 0,64 Nm, tym samym momentem szczytowym 1,9 Nm, tym samym 17-bitowym enkoderem, tą samą kompatybilnością ze wzmacniaczem MR-J2S-20 i tymi samymi charakterystykami przekładni G1 co standardowy HC-KFS23BG1. Oznaczenie S45 rejestruje cechę fizyczną tego konkretnego wariantu.

Praktyczna konsekwencja dla zakupu: tylko dokładny pełny numer części — HC-KFS23BG1-S45 — jest potwierdzonym bezpośrednim zamiennikiem istniejącej jednostki z tym oznaczeniem. Standardowy HC-KFS23BG1 bez przyrostka S45 może fizycznie różnić się od wariantu S45 w sposób wpływający na instalację. Potwierdzenie szczegółów konkretnej modyfikacji S45 w stosunku do oryginalnej dokumentacji maszyny lub zapisów specyfikacji Mitsubishi — lub fizyczne porównanie wymiarów posiadanej jednostki z oryginałem przed podjęciem decyzji o wymianie — jest niezawodnym podejściem przy pozyskiwaniu zamiennika.

Kompatybilny wzmacniacz: MR-J2S-20

HC-KFS23BG1-S45 współpracuje z rodziną wzmacniaczy MR-J2S-20 — platforma J2-Super o mocy 200W. Jest to ta sama klasa wzmacniacza, która jest używana dla wszystkich wariantów HC-KFS23 (standardowych, z hamulcem, z przekładnią i specjalnych specyfikacji) o mocy 200W.

MR-J2S-20A to uniwersalny wzmacniacz z interfejsem impulsowym i analogowym. Akceptuje polecenia pozycji jako impulsy z kontrolerów CNC i PLC, oraz referencje prędkości lub momentu obrotowego jako analogowe sygnały napięciowe. Obsługiwane są wszystkie tryby sterowania pozycją, prędkością i momentem obrotowym. RS-232C łączy się z MR Configurator do uruchomienia i konfiguracji.

MR-J2S-20B łączy się z kontrolerami ruchu serii A i Q firmy Mitsubishi za pomocą magistrali szeregowej światłowodowej SSCNET. W systemach, gdzie oś o zredukowanej prędkości musi być skoordynowana z innymi osiami pod kontrolerem ruchu — mały przegub z podziałem w robocie wieloosiowym, oś pomocnicza w skoordynowanej maszynie transferowej — połączenie SSCNET zapewnia ścisłe sprzężenie w czasie rzeczywistym.

MR-J2S-20CP zapewnia wbudowane pozycjonowanie jednoosiowe z maksymalnie 31 zapisanymi pozycjami w tabeli punktów, aktywowanymi przez cyfrowe wejścia/wyjścia lub polecenie CC-Link. W przypadku samodzielnych zastosowań pozycjonowania z podziałem, gdzie nie jest wymagany zewnętrzny kontroler ruchu, CP zapewnia logikę pozycjonowania lokalnie.

Uwagi dotyczące kompatybilności. HC-KFS23BG1-S45 wymaga wzmacniacza MR-J2S-20. Nie jest kompatybilny z wzmacniaczem pierwszej generacji MR-J2-20, który nie potrafi odczytać protokołu enkodera J2-Super 17-bitowego. Nie jest kompatybilny ze wzmacniaczami MR-J3 lub MR-J4 bez zestawu adaptera odnowienia. Hamulec, przekładnia i przyrostek specjalnej specyfikacji nie wpływają na kompatybilność wzmacniacza — wybór wzmacniacza jest określany przez moc podstawowego silnika i generację enkodera.

Rodzina HC-KFS 200W: Zrozumienie opcji

HC-KFS23BG1 łączy hamulec i przekładnię kołnierzową G1 w jeden fabryczny zespół. Warianty G2 wykorzystują wyjście przekładni wałowej zamiast kołnierza — inne interfejsy mechaniczne dla różnych konfiguracji montażu maszyny. Wszystkie warianty 200W wykorzystują wzmacniacz MR-J2S-20.

Przyrostek -S45 może w zasadzie być zastosowany do każdego z tych wariantów, chociaż w praktyce specjalne specyfikacje są tworzone dla konkretnych wymagań OEM i zazwyczaj są powiązane z konkretną kombinacją.

Typowe zastosowania

Kompaktowe stoły obrotowe z podziałem i napędy obrotnic. Małe stoły obrotowe z podziałem na maszynach montażowych, przyrządach testowych i urządzeniach inspekcyjnych, gdzie prędkość wału wyjściowego jest niska (zakres 150–600 obr./min w zależności od przełożenia przekładni), wymagany moment obrotowy na wyjściu przekracza to, co sam silnik dostarcza bezpośrednio, a oś pionowa lub nachylona wymaga blokowania hamulcem w każdej pozycji. Wyjście kołnierzowe G1 montuje się bezpośrednio do mechanizmu stołu; hamulec sprężynowy blokuje stół w każdej pozycji postoju przy wyłączonym serwo.

Napędy przegubów małych ramion robotów. Siłowniki przegubów łokciowych i nadgarstkowych w kompaktowych robotach montażowych, drugorzędne osie robotów SCARA i napędy przegubów ramion przegubowych, gdzie enkoder serwo J2-Super zapewnia precyzję pozycjonowania wymaganą do powtarzalnego umieszczania części. Redukcja przekładni dostosowuje wysoką prędkość silnika do niskiej prędkości kątowej potrzebnej w przegubie robota; hamulec sprężynowy blokuje pozycję przegubu, gdy robot jest wyłączony lub w stanie zatrzymania awaryjnego.

Osiowe osie pionowe w małych urządzeniach automatyki. Pionowe suwaki transferowe, siłowniki podnoszące i napędy osi Z w kompaktowych urządzeniach montażowych i testowych, gdzie moc 200W jest odpowiednia dla lekkiego ładunku, a redukcja przekładni zapewnia moment obrotowy potrzebny do podnoszenia, utrzymywania i opuszczania tego ładunku z kontrolowaną prędkością. Hamulec sprężynowy zapewnia blokowanie bezpieczeństwa wymagane na każdej osi z komponentem obciążenia grawitacyjnego.

Napędy przenośników i transferów z podziałem. Napędzane serwo sekcje przenośników z podziałem i małe mechanizmy transferowe na liniach montażowych, gdzie silnik napędza mechanizm taśmowy, rolkowy lub łańcuchowy poprzez redukcję przekładni G1. Wyjście przekładni łączy się bezpośrednio z kołnierzem wejściowym mechanizmu napędowego; hamulec blokuje mechanizm między krokami podziału.

Napędy osi maszyn specyficzne dla OEM. Specjalna specyfikacja -S45 wskazuje, że ta jednostka została stworzona dla konkretnego zastosowania OEM. Najbardziej prawdopodobnym kontekstem użycia jest maszyna, w której standardowa konfiguracja HC-KFS23BG1 wymagała modyfikacji wymiarowej lub konfiguracyjnej, aby dopasować się do istniejącej struktury maszyny, wymogu prowadzenia kabli lub interfejsu montażowego, którego standardowy produkt nie mógł bezpośrednio obsłużyć.

Często zadawane pytania

P1: Co to jest przekładnia redukcyjna G1 i jaki moment obrotowy na wyjściu generuje HC-KFS23BG1-S45?

G1 to przekładnia redukcyjna kołnierzowa do zastosowań przemysłowych fabrycznie zintegrowana z silnikiem. Dostępna w przełożeniach 1/5, 1/12 i 1/20, mnoży znamionowy moment obrotowy silnika 0,64 Nm na wyjściu przekładni przez współczynnik redukcji (minus straty sprawności przekładni). Przy przełożeniu 1/12, wał wyjściowy dostarcza około 7 Nm przy ~250 obr./min. Przy przełożeniu 1/20, około 12 Nm przy ~150 obr./min. Konkretne przełożenie zamontowane w jednostce -S45 należy potwierdzić na podstawie dokumentacji maszyny lub tabliczki znamionowej silnika, ponieważ przełożenie jest częścią specyficznej konfiguracji produktu i nie można go wywnioskować jedynie z oznaczenia S45.

P2: Co oznacza specjalna specyfikacja -S45 i czy standardowy HC-KFS23BG1 może być zamiennikiem?

S45 to specjalna specyfikacja fabryczna definiująca modyfikację standardowego HC-KFS23BG1. Mitsubishi tworzy te konfiguracje dla konkretnych wymagań OEM — zazwyczaj modyfikację wymiarów wału, prowadzenia kabli lub montażu. Podstawowe parametry silnika pozostają niezmienione. Czy standardowy HC-KFS23BG1 może być zamiennikiem, zależy całkowicie od tego, co określa modyfikacja S45. Bez potwierdzenia tych szczegółów w stosunku do zapisu specyfikacji Mitsubishi S45, zamiana niesie ryzyko niedopasowania fizycznego. Dopasuj pełny numer części, aby uzyskać potwierdzony bezpośredni zamiennik.

P3: Który wzmacniacz jest wymagany i czy hamulec lub przekładnia zmieniają wybór wzmacniacza?

Kompatybilnym wzmacniaczem jest klasa MR-J2S-20 — platforma J2-Super o mocy 200W — w wariantach A (uniwersalny), B (SSCNET) lub CP (wbudowane pozycjonowanie). Hamulec, redukcja przekładni i przyrostek specjalnej specyfikacji nie wpływają na wybór wzmacniacza. Wszystkie warianty HC-KFS23 o mocy 200W wykorzystują MR-J2S-20 niezależnie od konfiguracji. Silnik nie jest kompatybilny z wzmacniaczem pierwszej generacji MR-J2-20 ani ze wzmacniaczami MR-J3/MR-J4.

P4: Sekcja przekładni ma stopień ochrony IP44, podczas gdy korpus silnika ma IP55. Czy ma to znaczenie przy instalacji?

Tak, w niektórych środowiskach. Korpus silnika jest odporny na strumienie wody (IP55), ale sekcja przekładni jest odporna tylko na wodę rozpryskiwaną z dowolnego kierunku (IP44). W zastosowaniach, gdzie rozpryski chłodziwa, mgła olejowa lub okresowe operacje mycia mogą dotrzeć do obudowy przekładni, IP44 może być niewystarczające. Oceń rzeczywiste warunki środowiskowe w stosunku do tego stopnia ochrony przed instalacją. Jeśli wymagana jest wyższa ochrona, Mitsubishi może w niektórych przypadkach dostarczyć specjalne specyfikacje uszczelnionych olejowo przekładni — skonsultuj się z notą aplikacyjną Mitsubishi dotyczącą specyfikacji środowiskowych serwo silników z przekładnią.

P5: Czy HC-KFS23BG1-S45 jest nadal dostępny i jak wygląda wymiana?

HC-KFS23BG1-S45 został wycofany z produkcji przez Mitsubishi, ale pozostaje dostępny u specjalistów od nadwyżek automatyki przemysłowej i dystrybutorów komponentów serwo Mitsubishi jako nowy stary zapas i przetestowane jednostki po renowacji. W przypadku wymiany na identyczny produkt w istniejącej maszynie, pozyskanie dokładnego numeru części jest niezawodną ścieżką. W przypadku nowych projektów maszyn lub modernizacji platformy, funkcjonalny odpowiednik na obecnym sprzęcie pochodziłby z serii HG-MR lub HG-KR (generacja MR-J4) z odpowiednią przekładnią i hamulcem — ale zarówno silnik, jak i wzmacniacz muszą być wymienione razem, ponieważ protokoły enkoderów są niekompatybilne między generacjami, a fizyczny rozmiar silników 200W obecnej generacji różni się od ramy 60 × 60 mm HC-KFS23.