Серводвигатель переменного тока Mitsubishi HC-KFS73K — 750 Вт, шлицевой вал, 17-разрядный абсолютный энкодер, MELSERVO MR-J2S

Бренд: Mitsubishi Electric 

Серия: MELSERVO HC-KFS

Платформа: MR-J2S

Номера деталей: HC-KFS73K / HCKFS73K

Новый в оригинальной упаковке | Бесплатная ускоренная доставка | В наличии

Низкая инерция, высокий крутящий момент, одна деталь меняет все

Большинство характеристик HC-KFS73 и HC-KFS73K идентичны — та же выходная мощность 750 Вт, тот же номинальный крутящий момент 2,4 Н·м, тот же 17-разрядный абсолютный энкодер, тот же усилитель, тот же фланец. Отличает их одна механическая деталь на выходном валу: шпоночный паз со шпонкой.

Это отличие не является косметическим. Шлицевой вал передает крутящий момент посредством надежного механического соединения между валом двигателя и приводимым компонентом — шкивом, звездочкой, ступицей муфты или шестерней — а не только за счет силы трения при зажиме. В приложениях, где муфта подвергается высоким пиковым нагрузкам, частым реверсам направления или вибрации, которые со временем могут привести к смещению зажимной ступицы, шлицевое соединение является инженерным решением, которое обеспечивает положение механической сборки на протяжении тысяч часов работы. Если машина была спроектирована для установки двигателя со шлицевым валом, альтернативы, которая правильно подойдет без модификации крепежных элементов муфты, не существует.

Это серводвигатель с низкой инерцией мощностью 750 Вт от платформы MELSERVO J2S компании Mitsubishi Electric. Он разработан для отзывчивого, повторяемого движения в компактных машинных оболочках — и поставляется с точной геометрией вала, которая требуется машинам, построенным вокруг него.

Технические характеристики

Характеристики взяты с официальной страницы продукта Mitsubishi Electric Factory Automation Americas (HC-KFS73K) и из каталога сервоусилителей и двигателей MELSERVO-J2-Super (L03007D).

Низкая инерция против сверхнизкой инерции — понимание положения HC-KFS73K

Mitsubishi Electric классифицирует свои серводвигатели серии HC по различным классам инерции, и это различие стоит понимать перед выбором двигателя для новой конструкции или оценкой замены.

Серия HC-MFS (сверхнизкая инерция) имеет наименьшие значения инерции ротора в линейке HC и была специально разработана для максимально быстрой ускорения и замедления в приложениях с очень высоким циклом и легкими нагрузками. Ее значения момента инерции минимизированы за счет массы ротора.

Серия HC-KFS (низкая инерция) — к которой относится этот двигатель — занимает следующий уровень. Она предлагает более низкую инерцию, чем двигатели со средней инерцией, при этом поддерживая несколько большие массы нагрузки и более широкий спектр вариантов механического соединения. При номинальной мощности HC-KFS73K 750 Вт ротор с низкой инерцией по-прежнему быстро реагирует на изменения скорости, но двигатель также физически подходит для применений, связанных с более существенными подключенными нагрузками — конвейерами, столами X-Y, портальными осями и многоосевым обрабатывающим оборудованием, где перемещаемая масса не является незначительной.

Практическое следствие для пользователей по техническому обслуживанию заключается в том, что машина, разработанная для HC-KFS73K, не может просто заменить ее на HC-MFS73K без механических и, возможно, параметрических соображений — класс инерции влияет на габаритные характеристики двигателя и геометрию соединения, а не только на его динамические характеристики. Замена на идентичный означает ту же серию, тот же суффикс, тот же номер детали.

Шлицевой вал — механическая функция и причина его существования

Шпоночный паз — это прямоугольный паз, проточенный вдоль выходного вала двигателя. Соответствующий паз проточен в отверстии ступицы муфты или шкива. Прецизионно шлифованная прямоугольная стальная шпонка входит в оба паза одновременно, заполняя зазор между валом и ступицей и создавая надежное вращательное соединение, которое не зависит от силы зажима.

Инженерные причины для выбора шлицевого вала вместо гладкого вала сводятся к характеру нагрузки:

Когда крутящий момент передается за счет чистого трения — зажимная ступица на гладком валу — максимальный передаваемый крутящий момент является функцией силы зажима и коэффициента трения между поверхностями. При постоянном высоком крутящем моменте, пиковых нагрузках во время ускорения, ударных нагрузках от приводимого механизма или вибрации в течение длительных периодов эксплуатации ступица может постепенно вращаться на валу. Каждое микроскопическое проскальзывание немного смещает ступицу, и со временем муфта проскальзывает достаточно, чтобы вызвать ошибку положения, механический отказ или и то, и другое.

Шлицевой вал полностью исключает проскальзывание. Механическое соединение передает крутящий момент за счет сдвига шпонки, а не за счет трения в посадке. Люфт в правильно подогнанной шлицевой муфте практически равен нулю, а несущая способность соединения определяется прочностью шпонки на сдвиг, а не силой зажима. Для двигателя мощностью 750 Вт, работающего на скорости до 5175 об/мин при мгновенной максимальной скорости и пиковом крутящем моменте 7,2 Н·м, это подходящая конструкция муфты во многих реальных приложениях.

Сама шпонка входит в комплект поставки двигателя — установка требует только правильной посадки шпонки в оба паза перед сборкой ступицы муфты на вал.

17-разрядный абсолютный энкодер — не требуется поиск нулевой точки при запуске

Встроенный 17-разрядный энкодер в HC-KFS73K генерирует 131 072 дискретных значения положения на оборот и сохраняет полные абсолютные данные о положении при отключении питания. Практическое рабочее следствие этого немедленное: при включении машины сервоконтроллер уже точно знает, в каком положении находится каждая ось, оснащенная этим двигателем, без какого-либо движения оси, необходимого для установления эталона.

Для машин с несколькими осями, сложными приспособлениями или вертикальными осями, где движение поиска нулевой точки может вызвать проблемы при неправильном запуске, устранение цикла поиска нулевой точки является реальным операционным преимуществом и преимуществом в безопасности. Это также сокращает время цикла в начале каждой производственной смены — оси готовы к работе, как только сервосистема включена и инициализирована, а не после завершения последовательного возврата в нулевую точку.

Само по себе разрешение — 131 072 положения на оборот — соответствует угловому разрешению менее одной угловой минуты на валу двигателя. Через любое механическое понижение к нагрузке это разрешение умножается. Для приложений, требующих точного контроля положения по всему диапазону выходного хода, энкодер не становится ограничивающим фактором в точности системы движения.

Совместимые сервоусилители

HC-KFS73K сочетается с семейством усилителей MR-J2S-70. Все четыре варианта интерфейса поддерживают один и тот же двигатель; выбор делается в зависимости от архитектуры управляющей шины машины:

На машинах, построенных с многоосевым управлением SSCNET и усилителем MR-J2S-70B, управляющим HC-KFS73K, замена двигателя включает только сам двигатель — усилитель, кабели и параметры системы остаются неизменными. То же самое относится к любому другому варианту интерфейса. Конфигурация усилителя хранится в усилителе и контроллере, а не в двигателе.

Если существующий усилитель машины исправен, не заменяйте его при замене двигателя, если только он не был независимо идентифицирован как причина неисправности.

Семейство HC-KFS73 — варианты в обзоре

HC-KFS73 выпускался в различных комбинациях валов и тормозов, все с одинаковыми основными характеристиками 750 Вт, 2,4 Н·м, 3000 об/мин:

Данное объявление относится к HC-KFS73K: шлицевой вал, без электромагнитного тормоза. Правильный вариант для конкретной машины определяется по оригинальной маркировке на шильдике двигателя — точное соответствие ей является единственным надежным подходом к замене на идентичный.

Где используется HC-KFS73K

Сочетание низкой инерции, выходной мощности 750 Вт, фланца 80 мм и шлицевого вала четко соответствует набору типов машин и осей, где все эти атрибуты одновременно актуальны.

Приводы конвейеров и транспортных линий — приводные ременные оси, где вал двигателя напрямую соединяется со приводным шкивом через шлицевое отверстие шкива. Эти приложения включают постоянный крутящий момент против движущейся нагрузки ремня, реверсы направления в позициях индексации и циклы, которые повторяются тысячи раз за смену. Шлицевое соединение справляется с постоянным и реверсивным крутящим моментом; ротор с низкой инерцией обеспечивает быстрое оседание позиции при каждом индексе.

Столы X-Y и системы портального позиционирования — где шарико-винтовые или ременные приводы требуют точного соединения между двигателем и приводным элементом, и где ось должна быстро перемещаться и точно оседать в каждой целевой точке на протяжении тысяч циклов.

Печать, маркировка и контроль натяжения полотна — приложения, критичные к регистру, где положение вала двигателя должно быть тесно связано с приводным роликом или зажимным устройством без угловой ошибки, которую введение проскальзывания ступицы может вызвать в течение производственного цикла.

Роботизированная и автоматизированная сборка — исполнительные механизмы суставов и позиционирующие оси автоматизированного оборудования предыдущих поколений, построенного на платформе MR-J2S, где HC-KFS73K был указанным двигателем для данной конфигурации оси.

Упаковочное оборудование — приводные механизмы поперечных уплотнений, оси формовочно-наполнительно-уплотнительных машин и вращающиеся входные устройства, где постоянное фазовое соотношение между двигателем и приводным кулачком или механизмом поддерживается через шлицевое соединение.

Состояние, источник и доставка

Mitsubishi Electric сняла с производства полную серию HC-KFS вместе с более широким выводом из эксплуатации платформы MR-J2S. Деталь больше не производится и недоступна через авторизованную дистрибьюторскую сеть Mitsubishi. Новые единицы в коробках, доступные сегодня, являются оригинальными заводскими запасами, которые хранились на складе до закрытия линии — никогда не устанавливались, никогда не включались, в запечатанной заводской упаковке Mitsubishi Electric.

Для технического обслуживания оборудования, где машина изначально была построена на базе HC-KFS73K, это прямой путь замены. Устройство поставляется новым, в оригинальной упаковке Mitsubishi, со шпонкой в комплекте. Бесплатная ускоренная доставка включена в данное объявление. Международные заказы отправляются через DHL Express, FedEx International Priority или UPS Express с полным отслеживанием от отправки до доставки. Товары в наличии отправляются в тот же рабочий день для заказов, полученных до ежедневного времени отправки перевозчика.

Часто задаваемые вопросы

В1: Вал моего существующего двигателя гладкий (без шпоночного паза), но машина использует зажимную ступицу муфты. Могу ли я заменить шлицевую версию HC-KFS73K без модификации машины?

Не без замены или модификации ступицы муфты. Шлицевой вал HC-KFS73K требует ступицу муфты с соответствующим шпоночным пазом, проточенным в ее отверстии — ступица с гладким отверстием, предназначенная для гладкого вала, не сможет правильно принять шпонку, а принудительная установка повредит посадочное место шпонки или оставит шпонку выступающей над поверхностью вала, где она не сможет пройти через отверстие ступицы. Если существующая муфта машины является зажимным типом с гладким отверстием, предназначенным для HC-KFS73 (прямой вал), правильной заменой является версия HC-KFS73 с прямым валом. Если машина использует шлицевую ступицу муфты — именно поэтому изначально был выбран HC-KFS73K — тогда HC-KFS73K является правильной заменой, и существующая ступица примет ее напрямую.

В2: Чем HC-KFS73K отличается от HC-MFS73K? Оба являются 750-ваттными серводвигателями Mitsubishi со шлицевыми валами.

Оба двигателя имеют одинаковую номинальную выходную мощность (750 Вт), одинаковый 17-разрядный абсолютный энкодер и конфигурацию шлицевого вала, но они относятся к разным классам инерции и используют разные усилители. HC-KFS73K — это двигатель с низкой инерцией из серии HC-KFS, совместимый с семейством усилителей MR-J2S-70. HC-MFS73K — это двигатель с сверхнизкой инерцией из серии HC-MFS, также совместимый с семейством усилителей MR-J2S-70, но со значительно более низким моментом инерции ротора. Два двигателя также различаются по номинальному току (HC-KFS73K: 5,8 А; HC-MFS73K: 5,1 А) и по своим физическим размерам, что делает их не взаимозаменяемыми на уровне фланца и соединения без модификации машины. В контексте технического обслуживания заменяйте вышедший из строя двигатель на точно такой же номер детали с шильдика двигателя — не заменяйте на двигатель из другой серии инерции, даже при той же мощности.

В3: Требует ли HC-KFS73K внешнего охлаждения или он самодостаточен?

HC-KFS73K использует вентиляторное охлаждение — внутренний вентилятор, встроенный в узел двигателя, циркулирует воздух по тепловым элементам двигателя во время работы. Это отличается от самоохлаждающейся (полностью закрытой, без принудительной вентиляции) конструкции, используемой в некоторых других вариантах серии HC. Двигатели с вентиляторным охлаждением полностью самодостаточны в плане требований к охлаждению — не требуется внешний источник воздуха, контур водяного охлаждения или принудительный поток воздуха из корпуса машины. Двигатель сам создает внутренний поток воздуха. Установка должна обеспечивать среду в пределах номинальной температуры окружающей среды двигателя (от 0°C до +40°C) с достаточным зазором вокруг корпуса двигателя для эффективного рассеивания тепла вентилятором. Не устанавливайте двигатель в герметичном корпусе, который задерживает тепло, рассеиваемое вентилятором.

В4: У двигателя нет электромагнитного тормоза. Что удерживает ось в положении при остановке или отключении питания машины?

Без встроенного тормоза HC-KFS73K удерживает положение исключительно за счет активного сервоуправления — усилитель подает питание на обмотки двигателя для поддержания заданного положения, пока сервопривод включен. При отключении сервопривода или снятии питания на валу двигателя нет механического ограничения. Приемлемость этого зависит исключительно от приложения: горизонтальные оси со сбалансированными нагрузками не представляют проблемы при отключенном сервоприводе, поскольку нет силы, движущей ось. Вертикальные оси или оси с несбалансированной нагрузкой являются распространенным случаем, когда конфигурация без тормоза требует дополнительного рассмотрения — либо противовес в конструкции машины, отдельный внешний тормоз, либо использование варианта HC-KFS73BK (шлицевой вал, с электромагнитным тормозом), который обеспечивает механическую блокировку вала при снятии питания.

В5: Можно ли заменить усилитель MR-J2S-70A, управляющий HC-KFS73K, на усилитель MR-J4 текущего поколения?

Прямая замена кабелей и питания между усилителем MR-J4 и двигателем HC-KFS73K невозможна без адаптационного оборудования, поскольку MR-J4 использует другой протокол связи энкодера, чем встроенный энкодер HC-KFS73K. Mitsubishi Electric разработала документированный путь миграции с использованием сервоусилителей MR-J4-DU_B-RJ020 в сочетании с комплектами кабелей для обновления MR-J2S, которые позволяют приводам MR-J4 управлять некоторыми старыми двигателями серии HC. Если рассматривается обновление платформы усилителя для существующей машины с двигателями HC-KFS73K, подтвердите совместимость конкретного инструмента обновления в технической поддержке Mitsubishi Electric перед приобретением оборудования — версия программного обеспечения усилителя и номер детали инструмента обновления должны быть правильно подобраны для корректной работы комбинации. Для простой замены двигателя, когда существующий усилитель MR-J2S-70 исправен, замена только двигателя на другой HC-KFS73K является более быстрым и менее рискованным путем.