Silnik serwo AC Mitsubishi HC-MFS13B — 100W MELSERVO J2S o ultra-niskiej bezwładności, z hamulcem elektromagnetycznym, nowy w pudełku, fabrycznie zapieczętowany

Miejsce jest ograniczone. Czasy cykli są krótkie. Dokładność pozycjonowania nie dopuszcza błędów. Takie są warunki, dla których zaprojektowano Mitsubishi HC-MFS13B. Przy mocy 100 W, ultra-niskiej bezwładności wirnika, wymiarach ramy 40 × 40 mm, wbudowanym hamulcu elektromagnetycznym i 17-bitowym enkoderze absolutnym generującym 131 072 pozycje na obrót, ten silnik jest precyzyjnym instrumentem do automatyzacji o wysokiej częstotliwości i kompaktowych osiach, gdzie większe silniki po prostu nie pasują do zastosowania. Ta oferta dotyczy fabrycznie nowego, zapieczętowanego egzemplarza w oryginalnym opakowaniu Mitsubishi Electric.

Specyfikacje techniczne

Ultra-niska bezwładność — Co to zmienia w praktyce

Charakterystyczną cechą serii HC-MFS nie jest jej moc znamionowa — lecz moment bezwładności wirnika. Ultra-niska bezwładność oznacza, że silnik może bardzo szybko przyspieszać i zwalniać w odpowiedzi na polecenia wzmacniacza serwo, z minimalną energią tracona na pokonanie własnej masy obrotowej silnika.

W praktyce przekłada się to bezpośrednio na krótsze czasy stabilizacji pozycjonowania, dokładniejszą kontrolę szybkich ruchów indeksowania i możliwość wykonywania gęstych profili ruchu — dziesiątki lub setki precyzyjnych ruchów na minutę — bez kar termicznych i dynamicznych, jakie ponoszą silniki o większej bezwładności przy tym samym cyklu pracy. W nocie aplikacyjnej tego silnika jest to jasno powiedziane: nadaje się do pracy o wysokiej częstotliwości, a jako główne przykłady podano urządzenia wkładające i maszyny montażowe.

Dla konstruktorów maszyn projektujących moduły typu pick-and-place, głowice do montażu komponentów elektronicznych, aplikatory etykiet lub dowolną oś wykonującą dużą liczbę precyzyjnych ruchów o krótkim skoku na godzinę, charakterystyka bezwładności silnika jest równie ważna jak jego moc znamionowa — a HC-MFS13B jest specjalnie zaprojektowany, aby doskonale sprawdzać się w tym reżimie.

Hamulec elektromagnetyczny — "B" w HC-MFS13B

Każdy HC-MFS13B zawiera sprężynowy hamulec elektromagnetyczny zintegrowany z korpusem silnika. Zasada działania jest bezpieczna: hamulec zaciska się (blokuje wał) po odłączeniu zasilania cewki, a zwalnia po podaniu napięcia. Jest to prawidłowa konfiguracja dla:

Osi pionowych — gdzie obciążenie musi bezpiecznie utrzymać pozycję po odłączeniu zasilania serwo, zarówno podczas normalnych zatrzymań, jak i w przypadku utraty zasilania awaryjnego. Bez hamulca, odłączona oś pionowa spada swobodnie.

Wymagania dotyczące blokady pozycji — zastosowania, w których silnik musi blokować pozycję między cyklami ruchu bez ciągłego zasilania napędu, takie jak mechanizmy zaciskowe, zatrzymania przesuwne lub zapadki indeksujące.

Zgodność z przepisami bezpieczeństwa — projekty maszyn, w których nieruchomość osi podczas dostępu serwisowego lub otwartych osłon jest wymogiem bezpieczeństwa maszyny.

Hamulec elektromagnetyczny nie zastępuje funkcji hamowania regeneracyjnego podczas zwalniania — jest to mechaniczne urządzenie blokujące, a nie urządzenie hamujące dynamicznie. Włącza się po zatrzymaniu osi, blokując mechanicznie wał.

17-bitowy enkoder absolutny — 131 072 ppr, operacja zerowego pozycjonowania

Wbudowany enkoder dostarcza 131 072 dyskretnych pozycji na obrót wału za pośrednictwem szybkiego łącza szeregowego do wzmacniacza serwo. Będąc absolutnym, zachowuje wiedzę o pozycji podczas cykli zasilania — przy zainstalowanej baterii we wzmacniaczu serwo, silnik dokładnie wie, gdzie się znajduje po uruchomieniu maszyny, bez wykonywania powrotu do pozycji referencyjnej.

Na maszynie z wieloma osiami, wyeliminowanie rutyny pozycjonowania z sekwencji uruchamiania pozwala na stałe oszczędności czasu przy każdym cyklu zasilania. Na maszynie montażowej z sześcioma lub ośmioma małymi osiami serwo, daje to znaczące oszczędności w ciągu roku produkcyjnego.

Rama 40 × 40 mm — Kompaktowa konstrukcja

HC-MFS13B jest montowany na kołnierzu 40 × 40 mm — jednym z najmniejszych standardowych kołnierzy silników serwo w rodzinie MELSERVO. Ten rozmiar fizyczny dobrze pasuje do mechanizmów wymagających napędu 100 W: lekkich głowic narzędziowych, etapów liniowych o krótkim skoku napędzanych kompaktowymi śrubami kulowymi, wieloosiowych uchwytów montażowych, gdzie przestrzeń między osiami jest ograniczona, oraz konstrukcji maszyn, w których sama masa silnika jest czynnikiem decydującym.

Kompaktowa rama utrzymuje również niski moment bezwładności silnika z perspektywy systemu — lżejszy silnik oznacza, że konstrukcja maszyny go podtrzymująca nie musi być tak sztywna, co korzystnie wpływa na koszt maszyny i elastyczność projektowania.

Kompatybilne wzmacniacze serwo

HC-MFS13B jest parowany ze wzmacniaczami serwo MR-J2S-10A (sterowanie analogowe/impulsowe, jednoosiowe) lub MR-J2S-10B (sterowanie siecią SSCNET), oba o mocy 100 W w rodzinie MELSERVO J2S.

W przypadku wieloosiowych konstrukcji maszyn, w których wszystkie osie są koordynowane przez SSCNET z kontrolera ruchu Mitsubishi (seria Q lub A), MR-J2S-10B pozwala HC-MFS13B uczestniczyć w zsynchronizowanej sieci wieloosiowej bez indywidualnego okablowania sterującego dla każdej osi. W przypadku prostszych instalacji jednoosiowych lub integracji z sterownikami PLC innych producentów za pomocą sygnału impulsowego lub analogowego, MR-J2S-10A jest odpowiednim wyborem.

Obszary zastosowań

HC-MFS13B pojawia się na listach materiałowych (BOM) dla określonej kategorii sprzętu automatyki precyzyjnej o wysokiej częstotliwości:

Montaż i umieszczanie komponentów elektronicznych — ultra-niska bezwładność i kompaktowy rozmiar silnika pasują do osi o wysokim cyklu i krótkim skoku w sprzęcie do montażu płytek drukowanych i obsługi komponentów

Maszyny montażowe — osie obrotowe i liniowe indeksujące na stacjach montażu małych części, gdzie wiele osi serwo musi wykonywać precyzyjne, szybkie ruchy w ciasnej bliskości mechanicznej

Urządzenia pakujące i etykietujące — osie rejestracji i pozycjonowania na aplikatorach etykiet, liniach do pakowania blistrowego i maszynach do pakowania w folię, gdzie dokładne pozycjonowanie przy wysokiej przepustowości jest kluczowe

Obsługa półprzewodników — osie transportu płytek i podłoży, gdzie niska bezwładność i wysoka powtarzalność pozycjonowania są ważniejsze niż surowa moc wyjściowa

Roboty typu pick-and-place — przeguby nadgarstkowe i końcowe na małych robotach SCARA i kartezjańskich, gdzie niska bezwładność osi poprawia wydajność dynamiczną w punkcie środka narzędzia

HC-MFS13B w linii wariantów HC-MFS

W ramach rodziny HC-MFS13 sufiks informuje o dokładnej konfiguracji:

• HC-MFS13 — wał prosty, bez hamulca
• HC-MFS13B — wał prosty, z hamulcem elektromagnetycznym (ta oferta)
• HC-MFS13K — wał z wpustem, bez hamulca
• HC-MFS13BK — wał z wpustem, z hamulcem elektromagnetycznym

Wszystkie warianty mają tę samą moc 100 W, 17-bitowy enkoder absolutny, obudowę IP55 i kołnierz 40 × 40 mm.

Często zadawane pytania

P1: Z jakim wzmacniaczem serwo należy sparować HC-MFS13B?

HC-MFS13B wymaga wzmacniacza MR-J2S-10A (dla interfejsów sterowania analogowego/impulsowego) lub MR-J2S-10B (dla zastosowań sieciowych wieloosiowych SSCNET). Oba wzmacniacze mają moc 100 W i są odpowiednim dopasowaniem do tego silnika w ramach platformy MELSERVO J2S. Wybór między typem A i B zależy od tego, czy maszyna wykorzystuje niezależne sterowanie osiami, czy sieciowy kontroler ruchu wieloosiowego.

P2: Co robi hamulec elektromagnetyczny i kiedy się włącza?

Hamulec w HC-MFS13B jest typu sprężynowego, zasilanego wyłączeniem: blokuje wał mechanicznie po odłączeniu napięcia cewki hamulca i zwalnia po podaniu napięcia. Jest on używany głównie na osiach pionowych do bezpiecznego utrzymania pozycji po wyłączeniu zasilania serwo, a także w zastosowaniach wymagających mechanicznej blokady wału między cyklami ruchu. Nie jest przeznaczony do zwalniania dynamicznego — włącza się dopiero po zatrzymaniu osi.

P3: Czy HC-MFS13B obsługuje zachowanie pozycji absolutnej po cyklu wyłączenia zasilania?

Tak. 17-bitowy enkoder jest typu absolutnego. Przy zainstalowanej baterii (Mitsubishi A6BAT) we wzmacniaczu serwo, dane pozycji wieloobrotowej są zachowywane po wyłączeniu zasilania sieciowego. Przy następnym uruchomieniu pozycja osi jest natychmiast znana — nie jest wymagany cykl pozycjonowania ani powrotu do pozycji referencyjnej.

P4: Jaka jest różnica między HC-MFS13B a nowszymi silnikami Mitsubishi 100W, takimi jak HG-MR13B?

HC-MFS13B należy do generacji J2S MELSERVO, podczas gdy HG-MR13B należy do nowszej serii J4. HG-MR13B oferuje enkoder o wyższej rozdzielczości 22-bitowej (4 194 304 ppr w porównaniu do 131 072 ppr), stopień ochrony IP65 zamiast IP55 i zaktualizowaną kompatybilność ze wzmacniaczami (seria MR-J4). HC-MFS13B pozostaje prawidłowym zamiennikiem dla istniejących maszyn z platformy J2S i jako zapas części zamiennych dla zainstalowanego sprzętu.

P5: Co oznacza stopień ochrony IP55 i przed czym chroni?

IP55 zapewnia całkowitą ochronę przed pyłem (pierwsza cyfra 5 — pyłoszczelny) i ochronę przed strumieniami wody pod niskim ciśnieniem z dowolnego kierunku (druga cyfra 5). Stopień ochrony dotyczy korpusu silnika z wyłączeniem przejścia wału i interfejsu złącza. W środowiskach maszynowych z rozpryskami chłodziwa, lekkim myciem lub ogólnym narażeniem na cząstki przemysłowe, IP55 jest odpowiedni dla większości instalacji, gdy silnik jest zamontowany zgodnie z wytycznymi instalacyjnymi Mitsubishi.