Mitsubishi HC-SF702B (HCSF702B) — 7kW AC Serwo Silnik z Hamulcem Elektromagnetycznym, Seria MELSERVO J2

Identyfikacja Produktu

Numer części: HC-SF702B

Szukane również jako: HCSF702B, HC-SF-702B

Seria: Mitsubishi MELSERVO HC-SF (Generacja J2)

 Typ silnika: Bezszczotkowy silnik serwo AC — Prosty wał, hamulec elektromagnetyczny

Stan: Nowy w pudełku, fabrycznie zapieczętowany

O tym silniku

Siedem kilowatów. Prosty wał. Hamulec elektromagnetyczny. Fabrycznie zapieczętowany.

The Mitsubishi HC-SF702B to model o najwyższej mocy w standardowej rodzinie HC-SF o prędkości 2000 obr./min — średnioinercyjny bezszczotkowy silnik serwo AC z platformy MELSERVO J2 firmy Mitsubishi, szeroko stosowany w osiach ciężkich obrabiarek, wielkoformatowych systemach transportowych i przemysłowych zastosowaniach sterowania ruchem o dużej pojemności. Przy ciągłym momencie obrotowym 33,4 Nm i szczytowym 100 Nm, jest zbudowany do pracy na osiach, gdzie liczy się rzeczywista zdolność przenoszenia obciążeń, a nie tylko precyzja pozycjonowania.

Sufiks "B" oznacza, że ten wariant posiada sprężynowy hamulec elektromagnetyczny — urządzenie zabezpieczające przed awarią, wymagane zawsze, gdy oś wyłączona z zasilania nie może pozostać bez nadzoru. Odcięcie zasilania 24V DC do cewki hamulca powoduje natychmiastowe zadziałanie sprężyny. Brak opóźnienia przekaźnika, brak blokady programowej, brak zależności od wyjścia wzmacniacza. Oś jest mechanicznie blokowana niezależnie od tego, co dzieje się wyżej w łańcuchu sterowania.

Jest to produkt wycofany z produkcji, dostępny jako nowy, fabrycznie zapieczętowany towar w pudełku. W przypadku maszyn zbudowanych na platformie MELSERVO J2, które są nadal w eksploatacji, jest to jedyny warunek zapewniający autentyczną, identyczną wymianę oryginalną — ten sam typ enkodera, ten sam schemat połączeń, ta sama kompatybilność ze wzmacniaczem, wszystko tak, jak zostało dostarczone z fabryki Mitsubishi.

Specyfikacje techniczne

Seria HC-SF przy 7kW — Zbudowana do najtrudniejszych osi

W zakresie 2000 obr./min rodziny HC-SF, model 702B znajduje się na szczycie linii produkcyjnej. Osiągnięcie 7kW z modelu HC-SF502B o mocy 5kW oznacza więcej miedzi, większy obwód magnetyczny i fizycznie cięższy korpus silnika — nie jest to silnik, który można podnieść jedną ręką. Wymagana moc przyłączeniowa 10 kVA odzwierciedla projekt elektryczny maszyny, który musi odpowiednio to uwzględnić: wymiary szafy sterowniczej, przekrój kabli, znamionowe wartości wyłączników i zdolność regeneracyjna skalują się w porównaniu do modeli średniej klasy.

Ta moc zapewnia zapas momentu obrotowego. Stosunek szczytowego do znamionowego 3:1 — 100 Nm chwilowego w porównaniu do 33,4 Nm ciągłego — daje osi rzeczywistą siłę przyspieszenia podczas przenoszenia ciężkich ładunków. W obróbce oznacza to szybkie ruchy posuwowe na kolumnie Z przenoszącej duży zespół wrzeciona, szybkie cykle obrotu rewolweru w ciężkiej tokarki, lub szybki posuw na osi palety, gdzie uchwyt i obrabiany przedmiot dodają znaczną bezwładność. Silnik mocno przyspiesza obciążenie, gdy jest to potrzebne, a następnie utrzymuje stały moment obrotowy przez cykl pracy.

Kołnierz 176 × 176 mm jest standardem w górnym zakresie HC-SF. Maszyny zaprojektowane wokół silników HC-SF o mocy 3,5kW lub 5kW w tym rozmiarze ramy mogą przyjąć model 702B bez żadnych modyfikacji montażowych — istotny fakt, gdy oś była chronicznie niedowymiarowana i wymaga modernizacji bez przeprojektowania maszyny.

Prosty wał, hamulec elektromagnetyczny — Szczegóły

Dlaczego prosty wał? HC-SF702B wykorzystuje prosty wał, odpowiedni do sprzęgieł zaciskowych — dzielonych piast zaciskowych, tulei kompresyjnych i podobnych konstrukcji, które przenoszą moment obrotowy wyłącznie poprzez siłę zacisku na średnicy zewnętrznej wału. Przy mocy 7kW działa to dobrze w systemach napędu śrubą kulową, gdzie piasta sprzęgła jest odpowiednio dobrana, a siła zacisku jest prawidłowo określona. Do zastosowań wymagających wpustu — napędów zębatkowych, kół łańcuchowych lub kół pasowych pod wysokim napięciem wstępnym — właściwą alternatywą jest HC-SF702BK (wariant z wałem wpustowym). Oba modele są poza tym identyczne.

Co robi hamulec, a czego nie robi. Sprężynowy hamulec w HC-SF702B jest urządzeniem blokującym pozycję, a nie hamulcem zatrzymującym. Mitsubishi jasno określa to w swojej dokumentacji: hamulec jest zaprojektowany do utrzymywania nieruchomej osi, a nie do zatrzymywania ruchomej. W normalnej pracy 24V DC przepływa przez cewkę hamulca i utrzymuje tarczę z dala od powierzchni ciernej; wał obraca się swobodnie pod kontrolą wzmacniacza. Hamowanie jest obsługiwane w całości przez system serwo. Dopiero po zatrzymaniu silnika — przez wzmacniacz, pod kontrolą pętli sprzężenia zwrotnego — należy włączyć hamulec.

Zastosowanie hamulca do silnika, który nadal przenosi znaczący moment obrotowy, drastycznie skraca żywotność hamulca i powoduje wstrząsy mechaniczne w układzie napędowym. Przy mocy 7kW wstrząs ten nie jest trywialny. Wyjście MBR (blokada hamulca elektromagnetycznego) wzmacniacza MR-J2S zapewnia prawidłowy sygnał czasowy: użyj go do sterowania przekaźnikiem hamulca, zapewniając, że włączenie nastąpi dopiero po zakończeniu sekwencji hamowania.

Ochrona przeciwprzepięciowa nie jest opcjonalna. Cewka hamulca jest obciążeniem indukcyjnym. W momencie włączenia lub wyłączenia hamulca, zapadające się pole magnetyczne generuje impuls napięcia, który z czasem może uszkodzić styki przekaźnika i sąsiednie obwody we/wy wzmacniacza. Tłumik przepięć podłączony bezpośrednio do zacisków cewki hamulca absorbuje ten impuls. Jest to standardowa praktyka okablowania i nie należy jej pomijać podczas instalacji.

Enkoder absolutny — Co zapewnia urządzenie 14-bitowe

HC-SF702B jest wyposażony w 14-bitowy enkoder absolutny, zapewniający 16384 pozycje na obrót. Określenie "absolutny" oznacza, że pozycja jest znana w momencie włączenia zasilania sterowania — oś nie wymaga powrotu do pozycji referencyjnej ani cyklu zerowania, o ile podtrzymanie bateryjne enkodera zostało utrzymane.

Ta bateria znajduje się we wzmacniaczu serwo, a nie w silniku. W przypadku wzmacniaczy MR-J2 i MR-J2S, baterią podtrzymującą enkoder jest ogniwo litowe A6BAT. Rozładowanie tej baterii — przez pozostawienie wzmacniacza bez zasilania przez dłuższy czas ze starym lub brakującym ogniwem — powoduje utratę pamięci pozycji absolutnej. Pierwsze włączenie zasilania po tym zdarzeniu będzie wymagało ręcznego powrotu do pozycji referencyjnej, zanim maszyna będzie mogła wznowić normalne działanie. Regularne sprawdzanie baterii podczas zaplanowanych przeglądów zapobiega takiemu wynikowi.

Rozdzielczość 14-bitowa (16384 ppr) jest niższa niż w przypadku enkodera 17-bitowego (131072 ppr) stosowanego w późniejszej generacji HC-SFS, ale nie stanowi to znaczącego ograniczenia dla cykli pracy, którym służy ten silnik. Przy mocy 7kW osie są zazwyczaj napędzane śrubą kulową lub zębatką z przekładniami, które mnożą rozdzielczość enkodera przy obciążeniu — wystarczająco drobne dla dokładności posuwu i pozycjonowania wymaganej w ogólnego przeznaczenia obróbce skrawaniem.

Kompatybilne wzmacniacze i kontekst platformy J2

HC-SF702B został zaprojektowany dla platformy MELSERVO J2 i jej rodziny wzmacniaczy. Wzmacniacze serii MR-J2 w klasie pojemności 700 są oryginalnym połączeniem. Późniejsze wzmacniacze MR-J2S-700A i MR-J2S-700B — generacja J2-Super — zachowały wsteczną kompatybilność z silnikami serii HC-SF, co oznacza, że maszyna, która została zmodernizowana do wzmacniaczy J2S, może nadal pracować z silnikami HC-SF702B bez wymiany silnika. To sprawiło, że modernizacja do J2S była komercyjnie opłacalna: nowe wzmacniacze, istniejące silniki, brak zakłóceń mechanicznych w maszynie.

To, co wzmacniacz J2S wnosi do HC-SF702B, to poprawa wydajności na poziomie wzmacniacza — szybszy procesor, wyższa przepustowość pętli prędkości, lepsze strojenie adaptacyjne — bez zmiany samego silnika. 14-bitowy enkoder nadal przesyła 16384 ppr; wzmacniacz J2S przetwarza te dane szybciej i z bardziej precyzyjnymi algorytmami niż oryginalna jednostka J2. To, czy ta poprawa jest zauważalna w danym zastosowaniu, zależy od wymagań osi, ale sama kompatybilność jest dobrze ugruntowana.

HC-SF702B jest niekompatybilny ze wzmacniaczami MR-J3 lub MR-J4 bez dedykowanego sprzętu konwersyjnego. Serie J3 i J4 używają innych protokołów enkoderów i fizycznych schematów połączeń. Zmiana platformy maszyny z J2/J2S na J4 wymaga wymiany silnika, a nie tylko wzmacniaczy.

Gdzie ten silnik jest zazwyczaj instalowany

Ciężka oś Z w pionowych centrach obróbczych. Kolumna Z w dużym pionowym centrum obróbczym przenosi pełny ciężar głowicy wrzeciona — w solidnej maszynie może to być 300–600 kg stali i silnika. HC-SF702B zapewnia moment obrotowy do szybkiego posuwu i kontrolowanego posuwu przy tej masie, a hamulec utrzymuje kolumnę w miejscu, gdy serwo jest odłączone od zasilania.

Napęd palety poziomego centrum obróbczego i oś W. Systemy transportu palet w HMC przenoszą ciężkie uchwyty na długich trasach. Oś W do pozycjonowania głębokości głowicy czołowej i napęd przesuwu palety korzystają z serwo o dużej pojemności z niezawodnym blokowaniem hamulca na każdej stacji transferowej.

Duży rewolwer tokarki CNC. Tokarki o dużej pojemności z rewolwerami o dużej średnicy wymagają zdecydowanych cykli obrotu pod obciążeniem. Szczytowy moment obrotowy 100 Nm zapewnia szybki, dokładny obrót, nawet gdy rewolwer przenosi wiele ciężkich narzędzi.

Pozycjonowanie tylnego zderzaka i belki w prasach. Duże systemy tylnego zderzaka w prasach krawędziowych wykorzystują napędy serwo do pozycjonowania ciężkiej belki zderzakowej na precyzyjnych głębokościach. Pomiędzy cyklami prasowania pozycja belki musi być dokładnie utrzymana — hamulec elektromagnetyczny zapewnia to blokowanie jako zabezpieczenie przed awarią serwo lub przerwaniem zasilania podczas cyklu prasowania.

Maszyny z transferem obrotowym i indeksatory palet. Ciężkie stoły obrotowe i systemy transferu liniowego stosowane w komórkach obróbczych o dużej objętości wymagają napędów serwo, które mogą szybko przenosić duże ładunki i niezawodnie utrzymywać pozycję między stacjami.

Rodzina HC-SF 2000 obr./min — Odniesienie do pojemności

Wszystkie modele w tej tabeli posiadają 14-bitowy enkoder absolutny generacji J2, wejście klasy 200V AC, prędkość znamionową 2000 obr./min, stopień ochrony IP65 i uszczelniony wał olejowy. Modele 352, 502 i 702 wykorzystują duży kołnierz ramy 176 × 176 mm.

Nowy w pudełku, fabrycznie zapieczętowany

Fabrycznie zapieczętowany oznacza dokładnie to: oryginalny karton Mitsubishi i opakowanie wewnętrzne nienaruszone, nasadka ochronna wału na miejscu, porty złączy zakryte, wewnętrzna piankowa podkładka nienaruszona. Silnik nigdy nie był podłączony do zasilania, nigdy nie miał zamontowanego sprzęgła na wale i nie posiada żadnej historii termicznej ani mechanicznej z poprzedniej instalacji.

Dla maszyny, która jest obecnie unieruchomiona w oczekiwaniu na wymianę, stan nowy w pudełku eliminuje zmienne związane z jednostkami naprawionymi lub odnowionymi — wymienione łożyska o nieznanej specyfikacji, ponownie zalane zespoły enkodera, przewinięte statory. To, co jest wysyłane, to to, co wyprodukowało Mitsubishi.

Do długoterminowego przechowywania: chłodne, suche i wolne od wibracji warunki zachowują pełną specyfikację silnika przez kilka lat. Po pięciu latach przechowywania, powolne ręczne obracanie wału od czasu do czasu pomaga rozprowadzić smar łożyskowy przed instalacją, zgodnie z własnymi wytycznymi Mitsubishi dotyczącymi przechowywania.

Często zadawane pytania

P1: Które wzmacniacze serwo są kompatybilne z HC-SF702B?

HC-SF702B współpracuje ze wzmacniaczami serii MR-J2 w klasie pojemności 700, a także z późniejszymi MR-J2S-700A (analogowy/impulsowy interfejs ogólnego przeznaczenia) i MR-J2S-700B (magistrala światłowodowa SSCNET). Wzmacniacze J2S zachowały wsteczną kompatybilność z enkoderem silnika HC-SF generacji J2, dzięki czemu maszyny zmodernizowane z napędów MR-J2 do MR-J2S mogą nadal używać silników HC-SF702B bez wymiany silnika. HC-SF702B nie jest kompatybilny ze wzmacniaczami MR-J3 ani MR-J4.

P2: Jaka jest różnica między HC-SF702B a HC-SFS702B?

Oba są silnikami 7kW, 2000 obr./min, 33,4 Nm z hamulcami elektromagnetycznymi i prostymi wałami — i mają ten sam kołnierz 176 × 176 mm, co czyni je mechanicznie zamiennymi w punkcie montażu. Kluczowa różnica to generacja enkodera: HC-SF702B używa 14-bitowego enkodera absolutnego (16384 ppr) i jest silnikiem generacji J2, podczas gdy HC-SFS702B używa enkodera 17-bitowego (131072 ppr) z generacji J2S. HC-SF702B może współpracować ze wzmacniaczami MR-J2 lub MR-J2S; HC-SFS702B wymaga wzmacniaczy MR-J2S. Jeśli Twoja maszyna pracuje z oryginalnymi wzmacniaczami MR-J2, HC-SF702B jest właściwym silnikiem.

P3: Jak włącza się hamulec elektromagnetyczny i jak powinien być podłączony?

Hamulec jest sprężynowy i zabezpieczający przed awarią: 24V DC utrzymuje go otwartym; usunięcie napięcia powoduje zadziałanie sprężyny hamulca, blokując wał. Jest to hamulec blokujący — nie przeznaczony do zatrzymywania ruchomego silnika. Zawsze używaj wyjścia MBR (blokada hamulca) wzmacniacza serwo do sterowania przekaźnikiem hamulca, co zapewnia, że hamulec włącza się dopiero po zwolnieniu osi do zatrzymania. Zamontuj tłumik przepięć bezpośrednio na zaciskach cewki hamulca, aby stłumić impulsy napięcia indukcyjnego przy wyłączaniu. Pominięcie tłumika przepięć grozi stopniowym uszkodzeniem styków przekaźnika i we/wy wzmacniacza w czasie.

P4: Czy 14-bitowy enkoder absolutny wymaga baterii?

Tak. 14-bitowy szeregowy enkoder absolutny wymaga podtrzymania bateryjnego, aby zachować pamięć pozycji podczas wyłączenia zasilania. Bateria — ogniwo litowe A6BAT — znajduje się we wzmacniaczu serwo MR-J2 lub MR-J2S, a nie w korpusie silnika. Gdy bateria jest sprawna, oś zachowuje swoją pozycję absolutną podczas każdej przerwy w zasilaniu i nie wymaga cyklu zerowania po ponownym uruchomieniu. Sprawdzaj stan baterii podczas regularnych przeglądów; wzmacniacz wyświetli alarm niskiego poziomu baterii, zanim ogniwo zostanie całkowicie rozładowane, co pozwoli na zaplanowaną wymianę, zamiast wymuszać reakcję awaryjną.

P5: Czy HC-SF702B może być używany na osi pionowej i jakie ograniczenie obciążenia obowiązuje?

Tak — hamulec sprawia, że nadaje się do osi pionowych. Zalecenia Mitsubishi sugerują takie dobranie osi, aby statyczny moment niezrównoważony nie przekraczał 70% momentu znamionowego silnika (około 23,4 Nm na wale silnika dla tego modelu). W przypadku osi pionowej z dużym niezrównoważonym obciążeniem zbliżającym się lub przekraczającym ten próg, należy zastosować dodatkowe mechaniczne przeciwwagi — siłownik hydrauliczny lub pneumatyczny — obok napędu serwo, zamiast polegać wyłącznie na momencie silnika i hamulcu.