Mitsubishi HC-MF73B (HCMF73B) — 750W AC Serwo z Hamulcem Elektromagnetycznym, Prosty Wał, 3000 obr./min, Seria MELSERVO J2

Przegląd produktu

Numer części: HC-MF73B

Szukano również jako: HCMF73B, HC MF 73B, HC-MF-73B

Seria: Mitsubishi MELSERVO HC-MF (Generacja J2)

Klasyfikacja: Serwo AC bezszczotkowe o ultra-niskiej bezwładności — 750 W, klasa 200V, 3000 obr./min, Prosty Wał, Hamulec Elektromagnetyczny Sprężynowy

Zrozumienie HC-MF73B w swojej generacji

Mitsubishi HC-MF73B należy do platformy MELSERVO-J2 pierwszej generacji — serii HC-MF —, która została zaprojektowana w oparciu o specyficzną filozofię wydajności, odróżniającą ją od rodzin o średniej bezwładności HC-SF i HC-SFS. Nazwa HC-MF deklaruje jej przeznaczenie konstrukcyjne: ultra-niska bezwładność, mała pojemność. Wszystko w geometrii wirnika, konfiguracji uzwojeń i rozkładzie masy jest zoptymalizowane, aby moment bezwładności wirnika był jak najmniejszy w stosunku do dostępnego momentu obrotowego.

Przy mocy 750W jest to największy silnik w gamie HC-MF. Generuje on 2,4 Nm w sposób ciągły przy 3000 obr./min i 7,2 Nm na żądanie podczas faz przyspieszania i hamowania każdego ruchu. Hamulec elektromagnetyczny — dodany przez sufiks "B" — jest urządzeniem blokującym sprężynowym, zwalnianym elektrycznie, które mechanicznie załącza się, gdy tylko napięcie 24V DC zostanie odłączone od cewki.

Dwie rzeczy są ważne do jasnego ustalenia podczas pozyskiwania lub specyfikowania HC-MF73B. Po pierwsze, jest to silnik J2 (pierwszej generacji), a nie J2-Super. Jego protokół enkodera nie jest kompatybilny ze wzmacniaczami MR-J2S bez adaptera i nie jest to ten sam silnik co HC-MFS73B (odpowiednik J2-Super z enkoderem 17-bitowym i stopniem ochrony IP55). Po drugie, stopień ochrony IP44 w tej serii jest niższy niż IP55/IP65 późniejszych silników HC-KFS i HC-SFS — szczegół, który ma znaczenie przy ocenie środowiska instalacji.

Specyfikacje techniczne

Ultra-niska bezwładność: Co to oznacza i kto tego potrzebuje

Cecha konstrukcyjna definiująca całą serię HC-MF — a w szczególności HC-MF73B — to bezwładność wirnika. Silniki o ultra-niskiej bezwładności osiągają swoją charakterystyczną cechę poprzez minimalizację masy wirnika i jej koncentrację blisko osi wału. Rezultatem jest silnik, który może bardzo szybko zmieniać prędkość przy niewielkim impulsie momentu obrotowego, a obciążenie napędzane dominuje w bilansie bezwładności osi.

Dlaczego to jest ważne? Każda oś serwo musi przyspieszać i hamować połączoną bezwładność wirnika silnika, sprzęgła i obciążenia. Gdy własna bezwładność wirnika silnika jest duża w stosunku do obciążenia, znacząca część zdolności momentu obrotowego silnika jest zużywana po prostu na przyspieszanie samego silnika. W przypadku osi o wysokiej częstotliwości cykli — mechanizmów typu pick-and-place wykonujących setki krótkich ruchów na minutę, osi indeksujących z krótkimi okresami postoju między ruchami, osi skanujących i śledzących, które stale zmieniają kierunek — to wewnętrzne zużycie momentu obrotowego bezpośrednio ogranicza szybkość cyklu osi.

Silnik o ultra-niskiej bezwładności, taki jak HC-MF73B, minimalizuje wkład wirnika w bilans bezwładności. Dostępny moment obrotowy — 7,2 Nm szczytowy — jest przeznaczany głównie na przyspieszanie obciążenia, a nie samego silnika. W zastosowaniach, do których zaprojektowano serię HC-MF, ta cecha przekłada się bezpośrednio na krótsze czasy cykli, dokładniejszą kontrolę pozycji podczas szybkich ruchów i lepsze dynamiczne śledzenie profili prędkości.

Znamionowy moment obrotowy 2,4 Nm definiuje ciągłą zdolność momentu obrotowego. Silniki o ultra-niskiej bezwładności osiągają niską bezwładność wirnika częściowo dzięki zwartej geometrii wirnika, która ma tendencję do zmniejszania ciągłego momentu obrotowego w porównaniu do silnika o podobnych rozmiarach fizycznych i wadze o innej filozofii projektowania. HC-MF73B nie jest silnikiem do osi pod stałym, dużym obciążeniem — jest to silnik do osi, które szybko cyklują z lekkimi do umiarkowanych wymaganiami momentu obrotowego obciążenia.

Hamulec przy 750W: Zastosowanie i bezpieczeństwo

Hamulec sprężynowy w HC-MF73B działa na tej samej zasadzie konstrukcyjnej co każdy prawidłowo dobrany hamulec blokujący silnika serwo: cewka musi być aktywnie zasilana napięciem 24V DC, aby wał mógł swobodnie się obracać. Odłączenie tego napięcia — z jakiegokolwiek powodu — powoduje natychmiastowe zamknięcie hamulca przez sprężynę na powierzchni ciernej.

Przy mocy 750W i momencie znamionowym 2,4 Nm, HC-MF73B służy osiom w określonej klasie pojemności. Silniki w tej klasie, które wymagają hamulców, to zazwyczaj osie pionowe w kompaktowych zautomatyzowanych urządzeniach montażowych, napędy przegubów robotów z komponentem obciążenia grawitacyjnego, pionowe suwaki transferowe w małych stacjach obróbczych i kontrolnych oraz lekkie mechanizmy podnoszące w urządzeniach do produkcji opakowań i elektroniki. Te zastosowania mają wspólną cechę: masa obciążenia jest umiarkowana, ale siła grawitacji na osi jest realna i spowodowałaby ruch, gdyby prąd serwo został przerwany.

Hamulec sprężynowy zapewnia takie samo gwarancję bezpieczeństwa w przypadku awarii przy 750W, jak w przypadku znacznie większych silników: E-stop odłącza zasilanie panelu, hamulec się zamyka. Awaria wzmacniacza wyzwala główny stycznik, hamulec się zamyka. Planowe wyłączenie serwo na końcu cyklu, hamulec się zamyka. Nieplanowe przerwanie zasilania sieciowego w dowolnym momencie, hamulec się zamyka. Sprężyna wykonuje swoją pracę bez polegania na działaniu jakiegokolwiek aktywnego systemu.

Okablowanie hamulca 24V DC. Cewka hamulca wymaga dedykowanego zasilania 24V DC w panelu maszyny — oddzielnego od zasilania sterowania wzmacniacza. Należy uwzględnić przekaźnik z odpowiednim tłumieniem przepięć (dioda zwrotna na cewce DC). Wyjście MBR w MR-J2-70 zarządza sekwencjonowaniem hamulca w stosunku do włączenia serwo, gdy jest prawidłowo okablowane. Zawsze potwierdź, że blokada serwo została ustanowiona przed zwolnieniem hamulca podczas uruchamiania i zawsze doprowadź oś do zatrzymania przed załączeniem hamulca na końcu ruchu.

HC-MF73B i HC-MFS73B: Wyjaśnienie różnicy generacyjnej

Najczęstszym błędem przy pozyskiwaniu tego silnika jest mylenie go z jego następcą J2-Super. HC-MF73B i HC-MFS73B wyglądają podobnie na papierze — oba są silnikami o mocy 750W, 3000 obr./min, z hamulcem sprężynowym i kołnierzem 80 × 80 mm. W każdej znaczącej specyfikacji fizycznej i funkcjonalnej różnią się w sposób, który wpływa na kompatybilność ze wzmacniaczem.

Moment obrotowy i wymiary mechaniczne są takie same. Generacja enkodera i kompatybilność ze wzmacniaczem są całkowicie różne. Wzmacniacz MR-J2S-70 nie może odczytać enkodera HC-MF73B — spowoduje błąd komunikacji enkodera. Odwrotnie, wzmacniacz MR-J2-70 nie może odczytać enkodera 17-bitowego HC-MFS73B. Dopasowanie generacji silnika do generacji wzmacniacza jest zasadą niepodlegającą negocjacjom przy pozyskiwaniu zamienników dla któregokolwiek z silników.

Dla maszyny, która na pewno działa z wzmacniaczem MR-J2-70 pierwszej generacji, HC-MF73B jest prawidłowym silnikiem z hamulcem. Dla maszyny działającej z MR-J2S-70, prawidłowym silnikiem z hamulcem jest HC-MFS73B.

IP44: Co obejmuje i gdzie zawodzi

Stopień ochrony IP44 w HC-MF73B jest wart dokładnego zrozumienia, ponieważ różni się od stopni ochrony w późniejszych silnikach serwo Mitsubishi.

IP44 oznacza: ochronę przed ciałami stałymi większymi niż 1 mm (narzędzia, druty, małe owady — ale nie drobny pył w dużych ilościach) i ochronę przed wodą rozpryskiwaną z dowolnego kierunku. Jest to podstawowy przemysłowy stopień ochrony do użytku w pomieszczeniach. Jest odpowiedni do czystych środowisk maszyn montażowych, podłóg produkcyjnych elektroniki i ogólnej automatyki wewnętrznej bez znaczącego narażenia na chłodziwo, mgłę olejową lub mycie.

Nie jest odpowiedni do stref cięcia obrabiarek, gdzie chłodziwo rozpryskuje się na korpus silnika, do środowisk przetwórstwa żywności z okresowymi operacjami mycia, ani do instalacji zewnętrznych. W tych środowiskach wymagany jest silnik ze stopniem ochrony IP55 (HC-MFS73B) lub IP65 (seria HC-SFS).Praktycznie rzecz biorąc, stopień ochrony IP44 oznacza, że HC-MF73B został zaprojektowany i należy do tych samych środowisk maszynowych co silniki serii HA-FF, z którymi został zaprojektowany: automatyka montażowa, produkcja elektroniki, obsługa półprzewodników i podobne czyste środowiska wewnętrzne. Jeśli istniejąca maszyna działa z silnikami HC-MF73B bez problemów związanych z wilgocią, środowisko zastępcze mieści się w zakresie IP44.

Kompatybilne wzmacniacze

HC-MF73B współpracuje z rodziną wzmacniaczy

MR-J2-70 (wariant A, B lub CT w zależności od interfejsu sterowania).MR-J2-70A

to wzmacniacz ogólnego przeznaczenia z interfejsem impulsowym i analogowym. Akceptuje polecenia pozycji impulsowej z kontrolerów CNC i PLC oraz analogowe odniesienia prędkości i momentu obrotowego. Dostępne są wszystkie tryby sterowania pozycją, prędkością i momentem obrotowym. Standardowy wybór dla osi pomocniczych obrabiarek i ogólnych zastosowań automatyki, gdzie źródłem poleceń jest zewnętrzny kontroler.MR-J2-70B

łączy się z kontrolerami ruchu serii A i Q firmy Mitsubishi poprzez magistralę szeregową SSCNET. W przypadku maszyn wieloosiowych, gdzie oś HC-MF73B musi być skoordynowana z innymi osiami pod kontrolerem ruchu, interfejs SSCNET zapewnia sprzężenie osi w czasie rzeczywistym niezbędne do ruchu skoordynowanego.MR-J2-70CT

to wariant pozycjonowania kompatybilny z CC-Link, zawierający wbudowane funkcje pozycjonowania dostępne za pośrednictwem poleceń sieciowych CC-Link. Do samodzielnych osi pozycjonujących w systemach sieciowych CC-Link.Krytyczna uwaga dotycząca kompatybilności.

HC-MF73B wykorzystuje protokół enkodera szeregowego generacji J2. Ten silnik nie jest kompatybilny ze wzmacniaczami MR-J2S-70 (generacja J2-Super), które oczekują protokołu enkodera J2-Super 17-bitowego i natychmiast zgłoszą błąd podczas uruchamiania, jeśli zostaną podłączone do silnika generacji J2. Nie jest również kompatybilny ze wzmacniaczami MR-J3 ani MR-J4. Silnik wymaga wzmacniacza MR-J2-70 pierwszej generacji odpowiedniego typu interfejsu.Rodzina HC-MF 3000 obr./min: 73B na szczycie

Model

największym silnikiem z hamulcem w gamie HC-MF o ultra-niskiej bezwładności i szczytem rodziny małych silników generacji J2. Stały stosunek momentu szczytowego do ciągłego wynoszący 3:1 we wszystkich modelach HC-MF jest widoczny w tabeli. Wszystkie modele mają tę samą filozofię projektowania o ultra-niskiej bezwładności i ten sam protokół enkodera J2.Typowe zastosowania

Napędy osi Z pionowych w kompaktowych maszynach montażowych i kontrolnych.

Małe głowice wiertarskie CNC, napędy osi Z w kompaktowych stacjach kontroli wizyjnej i pionowe suwaki pozycjonujące w urządzeniach do montażu elektroniki, gdzie masa obciążenia jest umiarkowana, ale komponent grawitacyjny wymaga pozytywnego mechanicznego trzymania po wyłączeniu serwo. Ultra-niska bezwładność HC-MF73B umożliwia szybkie przyspieszanie i hamowanie wymagane w tych zastosowaniach o wysokiej częstotliwości cykli; hamulec sprężynowy bezpiecznie trzyma oś pionową przy każdym zatrzymaniu.Napędy przegubów ramion robotów z obciążeniem grawitacyjnym.

Drugorzędne przeguby w małych robotach SCARA, napędy łokciowe i nadgarstkowe w lekkich ramionach przegubowych oraz komponenty ruchu pionowego w systemach robotów kartezjańskich. Połączenie ultra-niskiej bezwładności dla responsywnego sterowania przegubami i hamulca sprężynowego dla bezpiecznego trzymania jest odpowiednie dla tych zastosowań przegubów, gdzie pozycja ramienia robota po wyłączeniu serwo musi być mechanicznie utrzymana.Pionowe suwaki transferowe i podnoszące w urządzeniach do produkcji półprzewodników i elektroniki.

Podnośniki do obsługi płytek, głowice podnoszące komponenty z ruchem pionowym i osie Z do obsługi podłoży w urządzeniach do produkcji półprzewodników i wyświetlaczy płaskich. Te mechanizmy cyklicznie powtarzają ruchy między zdefiniowanymi pozycjami pionowymi, przenoszą lekkie obciążenia i muszą utrzymywać pozycję mechanicznie po wyłączeniu zasilania serwo lub w stanie zatrzymania awaryjnego.Osiowe indeksowanie o wysokiej częstotliwości cykli z orientacją pionową.

Obrotowe stoły indeksowane w płaszczyznach pionowych, pochylone mechanizmy transferowe i napędy indeksowania kątowego, gdzie orientacja osi tworzy komponent momentu grawitacyjnego w pozycjach postoju. Ultra-niska bezwładność umożliwia szybkie ruchy indeksowania; hamulec blokuje mechanicznie na każdej stacji podczas fazy postoju bez zasilania serwo.Pomocnicze osie pionowe w maszynach pakujących i etykietujących.

Napędy pozycjonowania produktu w pionie, osie Z głowic aplikujących i mechanizmy regulacji wysokości głowic napełniających w urządzeniach pakujących, gdzie oś pionowa musi być utrzymywana na zdefiniowanej wysokości podczas cyklu produkcyjnego i musi niezawodnie powracać do bezpiecznej pozycji po zatrzymaniu maszyny.Często zadawane pytania

P1: Jaka jest różnica między HC-MF73B a HC-MFS73B?

Oba są silnikami o mocy 750W, 3000 obr./min, z kołnierzem 80 × 80 mm, z hamulcami sprężynowymi i identycznymi specyfikacjami momentu obrotowego (2,4 Nm znamionowy, 7,2 Nm szczytowy). Kluczowa różnica polega na generacji enkodera i kompatybilnym wzmacniaczu.

HC-MF73B to silnik J2 (pierwszej generacji) ze starszym enkoderem szeregowym, kompatybilny tylko ze wzmacniaczami MR-J2-70 (wariant A, B lub CT w zależności od interfejsu sterowania).HC-MFS73B to silnik J2-Super z enkoderem 17-bitowym (131072 ppr) i stopniem ochrony IP55, kompatybilny tylko ze wzmacniaczami MR-J2S-70. Nie można ich zamieniać bez jednoczesnej wymiany wzmacniacza. Dopasuj generację silnika do generacji wzmacniacza w maszynie.P2: Czy HC-MF73B może być używany ze wzmacniaczem MR-J2S-70?

Nie. Enkoder szeregowy generacji J2 w HC-MF73B jest niekompatybilny ze wzmacniaczem MR-J2S-70, który oczekuje protokołu J2-Super 17-bitowego. Podłączenie HC-MF73B do MR-J2S-70 spowoduje błąd komunikacji enkodera podczas uruchamiania. Prawidłowym silnikiem dla wzmacniacza MR-J2S-70 jest

HC-MFS73B. Prawidłowym wzmacniaczem dla HC-MF73B jest MR-J2-70 (wariant A, B lub CT w zależności od interfejsu sterowania).P3: Co oznacza stopień ochrony IP44 i czy jest on wystarczający do mojej instalacji?

IP44 zapewnia ochronę przed cząstkami stałymi większymi niż 1 mm i przed wodą rozpryskiwaną z dowolnego kierunku. Jest odpowiedni do czystych środowisk wewnętrznych — maszyn montażowych, produkcji elektroniki, ogólnej automatyki — bez znaczącego rozpryskiwania chłodziwa, mgły olejowej lub mycia. Nie jest odpowiedni do stref cięcia obrabiarek z chłodziwem, środowisk przetwórstwa żywności z myciem ani do żadnych instalacji zewnętrznych. Jeśli istniejąca maszyna działa z silnikami HC-MF73B bez problemów z wilgocią, środowisko mieści się w zakresie IP44.

P4: Czy enkoder w HC-MF73B jest enkoderem absolutnym i jak obsługuje zdarzenia wyłączenia zasilania?

Seria HC-MF wykorzystuje

szeregowy enkoder absolutny — silnik zachowuje pozycję absolutną po wyłączeniu zasilania. Jest to jednak enkoder absolutny J2 pierwszej generacji, który działa inaczej niż 17-bitowy system J2-Super. Bateria zapasowa dla licznika pozycji absolutnej znajduje się we wzmacniaczu serwo MR-J2-70, a nie w silniku. Wymień baterię, gdy wzmacniacz wyświetli alarm niskiego poziomu baterii. W przeciwieństwie do systemów J2-Super, gdzie bateria jest znanym modelem A6BAT, sprawdź konkretny typ baterii dla swojego modelu wzmacniacza MR-J2-70 w instrukcji obsługi MR-J2.P5: HC-MF73B został wycofany z produkcji. Jakie są opcje pozyskiwania i migracji?

HC-MF73B jest nadal dostępny u dystrybutorów nadwyżek automatyki przemysłowej oraz u specjalistycznych serwisów napraw i regeneracji serwo Mitsubishi jako jednostki przetestowane. W przypadku maszyn wykorzystujących sprzęt MR-J2-70 pierwszej generacji, pozyskiwanie nadwyżek jest praktyczną ścieżką konserwacji. W przypadku maszyn modernizowanych do obecnych platform, funkcjonalnym odpowiednikiem obecnej generacji jest

HG-MR73B (seria MR-J4, 750W, 3000 obr./min, hamulec sprężynowy, enkoder 22-bitowy, kołnierz 80 × 80 mm, IP65) w połączeniu ze wzmacniaczem MR-J4-70. Zarówno silnik, jak i wzmacniacz muszą być wymienione razem, a stopień ochrony IP65 HG-MR73B stanowi ulepszenie w stosunku do IP44 HC-MF73B.