Mitsubishi HC-SFS352 (HCSFS352) — 3,5 кВт, асинхронный серводвигатель переменного тока, прямой вал, без тормоза, 2000 об/мин, серия MELSERVO J2-Super

Обзор продукта

Номер детали: HC-SFS352

Также ищут как: HCSFS352, HC SFS 352, HC-SFS-352

Серия: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (поколение J2-Super)

Классификация: Асинхронный бесколлекторный серводвигатель переменного тока со средним моментом инерции — 3,5 кВт, класс 200 В, 2000 об/мин, прямой вал, без тормоза

Двигатель в своем классе

— 131 072 позиции на оборот, в восемь раз большее разрешение. Это двигатель поколения J2-Super, совместимый исключительно с семейством усилителей MR-J2S-350. Усилитель первого поколения MR-J2-350 не может считывать 17-разрядный последовательный протокол и немедленно выдаст ошибку при запуске.Mitsubishi HC-SFS352 занимает определенное и четко определенное место в платформе сервоприводов J2-Super. Это не базовый двигатель мощностью 2 кВт, предназначенный для легких осей общего назначения, и не верхние модели мощностью 5 кВт или 7 кВт, которые используются в самых тяжелых станках и промышленном оборудовании. Это средний шаг мощностью 3,5 кВт — двигатель, который подходит для осей, где 2 кВт уже недостаточно, а 5 кВт превышает требования применения.

Практически это означает: 16,7 Нм непрерывного крутящего момента при 2000 об/мин. Пятьдесят один ньютон-метр доступен по требованию для ускорения. Фланец размером 176 × 176 мм, который имеет тот же круг болтов, что и все другие варианты HC-SFS большого размера. Прямой вал для чистого соединения с прецизионными устройствами сервосоединения. Без тормоза — блокировка сервопривода удерживает ось в покое без сложности проводки, обслуживания реле и дополнительных ресурсов панели, которые требуются электромагнитному тормозу.

За всем этим стоит 17-разрядный последовательный абсолютный энкодер платформы J2-Super: 131 072 позиции на оборот, многооборотный абсолютный счетчик, поддерживаемый при отключении питания батареей в усилителе MR-J2S-350, немедленная передача абсолютной позиции при каждом перезапуске. Энкодер — это то, что отличает HC-SFS352 от серводвигателя первого поколения HC-SF352 как механически, так и функционально — более высокое разрешение, абсолютная позиция без возврата в исходное положение и лучшая плавность хода на низких скоростях благодаря более тонкой гранулярности обратной связи.

Технические характеристики

16,7 Нм непрерывного крутящего момента: что это означает на практике

Крутящий момент — это валюта сервопривода, и 16,7 Нм непрерывного крутящего момента заслуживают понимания в конкретных механических терминах, а не как абстрактное число спецификации.

На шарико-винтовой передаче с шагом 10 мм и КПД 90% непрерывный крутящий момент двигателя 16,7 Нм преобразуется примерно в 9,4 кН осевой силы подачи. Этого достаточно для привода осей стола обрабатывающих центров среднего и тяжелого класса на полных производственных скоростях подачи без приближения к тепловому пределу. На винте с шагом 16 мм — более распространенном на больших станках, где важна скорость быстрой подачи — 16,7 Нм создают примерно 5,9 кН непрерывной осевой силы. Оба сценария охватывают значительный диапазон реальных производственных нагрузок резания без перегрузки двигателя.

Для намоточных и тянущих приводов, работающих в режиме управления крутящим моментом, 16,7 Нм при 2000 об/мин устанавливают рабочий диапазон крутящего момента, доступный в зависимости от диаметра рулона. По мере увеличения диаметра рулона и снижения требуемой скорости двигателя для поддержания линейной скорости, доступный крутящий момент остается на уровне 16,7 Нм — или, при работе ниже номинальной скорости, доступен еще больший крутящий момент из характеристики крутящего момента и скорости без превышения тепловых пределов. Именно поэтому серводвигатели среднего класса мощностью 3,5 кВт широко представлены на намоточных станциях среднего размера.

Пиковый крутящий момент 50,1 Нм — ровно в три раза больше непрерывного — обеспечивает быструю позицию без избыточного размера двигателя. Ось мощностью 3,5 кВт, совершающая быстрые перемещения из точки в точку, тратит небольшую часть каждого цикла на пиковом крутящем моменте во время разгона, большую часть цикла — на уровне непрерывного крутящего момента или ниже во время движения с постоянной скоростью, и еще небольшую часть — при замедлении. Электронная тепловая модель MR-J2S-350 непрерывно отслеживает этот рабочий цикл, интегрируя тепловую нагрузку во времени и выдавая предупреждение до того, как температура обмотки достигнет опасного уровня. На практике хорошо подобранная ось, работающая в типичном режиме позиционирования, никогда не увидит срабатывания этого предупреждения в нормальных производственных условиях.

HC-SFS352 против HC-SF352: Различие поколений энкодеров

HC-SFS352 и HC-SF352 механически идентичны. Тот же фланец 176 × 176 мм. Тот же диаметр вала. Тот же класс защиты IP65. Тот же интерфейс соединения. Они взаимозаменяемы по размерам во всех физических аспектах, и монтаж станка, разработанный для одного, подходит для другого без модификаций.

Разница полностью заключается в энкодере и совместимости усилителя, которую он обеспечивает.

— 131 072 позиции на оборот, в восемь раз большее разрешение. Это двигатель поколения J2-Super, совместимый исключительно с семейством усилителей MR-J2S-350. Усилитель первого поколения MR-J2-350 не может считывать 17-разрядный последовательный протокол и немедленно выдаст ошибку при запуске. — 16 384 позиции на оборот. Это двигатель поколения J2, совместимый как с усилителем первого поколения MR-J2-350, так и с усилителем J2-Super MR-J2S-350.HC-SFS352 оснащен 17-разрядным энкодером

— 131 072 позиции на оборот, в восемь раз большее разрешение. Это двигатель поколения J2-Super, совместимый исключительно с семейством усилителей MR-J2S-350. Усилитель первого поколения MR-J2-350 не может считывать 17-разрядный последовательный протокол и немедленно выдаст ошибку при запуске.Разница в разрешении имеет ощутимые последствия. В восемь раз больше отсчетов энкодера на оборот означает в восемь раз более точную обратную связь по скорости при любой заданной скорости вала. Это проявляется в более плавной работе двигателя на низких скоростях подачи — меньшие пульсации скорости, лучшая производительность отслеживания ошибки, более стабильный выходной крутящий момент при медленной работе с постоянной скоростью. Для применений, где важна плавность на низких скоростях — подачи шлифовальной головки для обработки поверхностей, медленные намоточные приводы, чистовая обработка на прецизионных станках — 17-разрядный энкодер HC-SFS352 обеспечивает заметно лучшую производительность, чем 14-разрядный предшественник HC-SF352.Возможность абсолютного позиционирования в обоих поколениях структурно одинакова, но преимущество в разрешении 17-разрядного устройства распространяется как на регистр абсолютной позиции, так и на контур скорости.

Прямой вал при мощности 3,5 кВт: выбор и установка муфты

При мощности 3,5 кВт с пиковым крутящим моментом 50,1 Нм муфта, соединяющая HC-SFS352 с приводимым механизмом, выполняет реальную работу, и при выборе необходимо учитывать полный диапазон крутящего момента — а не только номинальное значение 16,7 Нм.

Пиковый крутящий момент определяет выбор муфты. Гибкая муфта, рассчитанная на 16,7 Нм, справляется с номинальными условиями, но является пограничной во время каждого переходного процесса ускорения при 50,1 Нм. Стандартный подход заключается в выборе муфты по значению пикового крутящего момента с соответствующим коэффициентом запаса — 1,5× для инерционных нагрузок с плавным циклом, выше для применений с механическими ударами. При пиковом крутящем моменте 50,1 Нм с коэффициентом запаса 1,5× целевой показатель конструкции муфты составляет 75 Нм или выше. Это полностью соответствует диапазону стандартных промышленных сервомуфт для размера корпуса двигателя 176 × 176 мм, где диаметры валов достаточно велики для обеспечения значительной вместимости отверстия.

Муфты с сильфоном и дисковые муфты в этом диапазоне крутящего момента предлагают сочетание высокой жесткости на кручение и компенсации угловых/параллельных смещений, которые требуются для сервоприводов позиционирования. Высокая жесткость на кручение важна, поскольку податливая муфта между двигателем и обратной связью по положению вносит задержку между тем, что измеряет энкодер, и тем, что на самом деле делает нагрузка — податливость, которая может вызвать колебания в контурах позиционирования с высоким коэффициентом усиления. При мощности 3,5 кВт на хорошо подобранной оси позиционирования это реальное соображение при проектировании, а не теоретическое.

Правило тягового болта для этого размера корпуса.

Двигатель размером 176 × 176 мм имеет резьбовое отверстие M12 на конце вала именно для этой цели: всегда используйте тяговый болт для осевого притягивания ступиц муфты к валу при установке. Альтернатива — запрессовка или набивка ступицы — передает осевое воздействие через вал на диск энкодера и задний подшипник. Для этого размера корпуса вал достаточно длинный, чтобы энергия удара, достигающая конца энкодера, была значительной. Повреждение не приводит к немедленной ошибке; оно проявляется через несколько недель в виде периодических ошибок энкодера при вибрации, симптома, для отслеживания которого требуется время и усилия, чтобы вернуться к событию установки. Метод тягового болта полностью предотвращает это и добавляет тридцать секунд к установке.

Для применений, требующих шпоночного соединения — ступицы шестерен, звездочки, червячные передачи, нестандартные шкивы с отверстиями под шпонку — HC-SFS352K

(вал со шпонкой, без тормоза) механически и электрически идентичен HC-SFS352 во всех отношениях, кроме шпоночного паза на валу. Оба двигателя используют один и тот же усилитель MR-J2S-350, имеют одинаковые характеристики крутящего момента и используют один и тот же энкодер.Без тормоза: где подходит эта конфигурацияHC-SFS352 без электромагнитного тормоза — это правильный двигатель для любой оси мощностью 3,5 кВт, где отсутствует гравитационная или постоянная сила нагрузки, действующая в направлении вращения вала при отсутствии тока сервопривода.

Это охватывает больше областей, чем может показаться на первый взгляд. Оси столов горизонтально-фрезерных станков, где вес стола действует перпендикулярно направлению движения, а блокировка сервопривода надежно удерживает положение в покое. Горизонтальные конвейерные приводы и транспортные салазки с симметричной нагрузкой. Поворотные столы, установленные на горизонтальных плоскостях, где сбалансированная конструкция механизма индексации означает отсутствие чистого гравитационного момента при любом угле станции. Намоточные приводы с горизонтальными осями шпинделей, где вес рулона поддерживается подшипниками шпинделя, а не сервоприводом.

На всех этих устройствах блокировка сервопривода через замкнутый контур положения усилителя MR-J2S-350 надежно и точно удерживает положение. 17-разрядный энкодер непрерывно отслеживает угол вала; усилитель реагирует на любое отклонение корректирующим током. Для хорошо настроенных осей вал не воспринимается глазом в покое.

Преимущества отказа от тормоза на горизонтальных осях реальны и накапливаются на станке с несколькими сервоприводами. Нет необходимости проектировать и подключать цепи тормоза 24 В постоянного тока. Нет тормозного реле и подавителя перенапряжения на каждой оси. Нет последовательности блокировки MBR в программе ПЛК. Нет измерения износа тормозных дисков в графике технического обслуживания. Более легкий двигатель на каждой оси, где двигатель является частью подвижной конструкции. Более простая наладка с меньшим количеством параметров для установки.

Граница проста: любая ось, где потеря тока сервопривода приведет к движению нагрузки под действием силы тяжести или другой постоянной силы, требует тормоза. Для таких применений — вертикальные оси Z, наклонные подачи, механизмы с гравитационной нагрузкой —

HC-SFS352B

(прямой вал, пружинный тормоз) является правильной спецификацией. На станке со смешанными горизонтальными и вертикальными осями такой мощности выбор HC-SFS352 для горизонтальных и HC-SFS352B для вертикальных является оптимальным конструктивным решением.В4: Где находится резервная батарея абсолютного энкодера и когда ее следует заменить?HC-SFS352 разработан для семейства усилителей

MR-J2S-350

— платформа J2-Super мощностью 3,5 кВт. Три варианта интерфейса:5000 Вт — это усилитель общего назначения с аналоговым и импульсным интерфейсом. Он принимает импульсные команды положения от ЧПУ-контроллеров и ПЛК, а также аналоговые ссылки скорости и крутящего момента. Доступны все режимы управления — положение, скорость, крутящий момент и их комбинации P/S, S/T, T/P. Порт RS-232C поддерживает MR Configurator для настройки параметров, автонастройки и мониторинга диагностики. Для осей подачи станков и общего промышленного позиционирования, где ось получает команды от внешней системы ЧПУ или ПЛК, это стандартный выбор.

MR-J2S-350B подключается к контроллерам движения Mitsubishi серии A и Q через оптоволоконную последовательную шину SSCNET. Все команды оси, обратная связь энкодера, статус аварийных сигналов и данные мониторинга передаются по оптоволоконной линии — отдельная импульсная или аналоговая проводка от контроллера к оси отсутствует. Для многоосевых станков, требующих скоординированного движения — одновременного контурирования, электронного редуктора, синхронизированных осей подачи — шина SSCNET обеспечивает плотное сопряжение осей в реальном времени, которое не могут обеспечить аналоговые и импульсные интерфейсы.

MR-J2S-350CP обеспечивает встроенное одноосное позиционирование с до 31 сохраненной позицией в таблице точек, активируемое командами дискретного ввода-вывода или сети CC-Link. Отдельный контроллер движения не требуется для осей, где логика позиционирования достаточно проста, чтобы выразить ее в виде набора целевых позиций, скоростей и времен ускорения. Подходит для поворотных столов с индексацией, транспортных салазок и автономных транспортных механизмов.

Примечания о совместимости. HC-SFS352 требует усилителя MR-J2S-350. Он

несовместим с MR-J2-350 первого поколения, который не может декодировать 17-разрядный последовательный протокол энкодера J2-Super. Для станков, работающих на оборудовании MR-J2-350 первого поколения, HC-SF352 (та же механическая спецификация, 14-разрядный энкодер) является правильным двигателем. Несовместим с усилителями MR-J3 или MR-J4 без комплекта адаптера для обновления.Семейство HC-SFS 2000 об/мин — 352 в перспективеМодель

Выходная мощность

Каждая модель в диапазоне HC-SFS 2000 об/мин доступна в четырех конфигурациях вала и тормоза: прямой вал (HC-SFS352), прямой вал с тормозом (HC-SFS352B), вал со шпонкой (HC-SFS352K) и вал со шпонкой и тормозом (HC-SFS352BK). Сопряжение усилителя — MR-J2S-350 для всех четырех вариантов.

Типичные применения

Оси подачи горизонтально-фрезерных станков.

Оси стола X и Y на вертикальных и горизонтальных фрезерных станках и портальных фрезерных станках, обрабатывающих средние и тяжелые массы стола и заготовки. Непрерывный крутящий момент 16,7 Нм обеспечивает производственные скорости подачи без перегрузки; пиковый крутящий момент 50,1 Нм эффективно ускоряет массу стола во время быстрой подачи; 17-разрядный энкодер замыкает контур положения с разрешением, необходимым для точности размеров готовых деталей.

Оси портала на крупноформатных станках для плазменной и гидроабразивной резки. Оси портального моста и каретки на больших режущих столах, где масса моста или каретки и требуемая скорость перемещения вместе требуют 3,5 кВт. Прямой вал соединяется с реечными или ременными приводами портала; абсолютный энкодер исключает возврат в исходное положение при запуске, что важно на больших режущих столах, где портал может останавливаться в любой точке многометрового диапазона перемещения.

Намоточные и размоточные приводы среднего формата. Приводы намоточных станций на линиях по производству бумаги, пленки и конвертинга, работающие в режиме управления крутящим моментом для поддержания постоянного натяжения полотна при изменении диаметра рулона. Номинальная мощность непрерывного крутящего момента 16,7 Нм охватывает рабочий диапазон натяжения и скорости намоточных станций среднего класса; система автоматической настройки в реальном времени усилителя J2-Super управляет изменяющейся инерцией по мере увеличения диаметра рулона.

Оси транспортных станков и салазок. Сервоприводы транспортных салазок, оси транспортировки паллет и механизмы перемещения деталей на обрабатывающих ячейках и линиях сборки. Горизонтальные транспортные механизмы с таким требованием к крутящему моменту работают чисто на HC-SFS352 без тормоза; абсолютный энкодер исключает возврат в исходное положение при каждом запуске ячейки; а корпус 176 × 176 мм соответствует требованиям к монтажу конструкций транспортных станков.

Оси подачи и правки на станках с ЧПУ. Оси подачи шлифовальной головки, оси стола и приводы механизма правки круга на круглошлифовальных, плоскошлифовальных и профилешлифовальных станках. Разрешение 17-разрядного энкодера поддерживает мелкие приращения положения, используемые в циклах шлифования и операциях искрогашения; прямой вал соединяется с прецизионными шарико-винтовыми парами через жесткие сильфонные или дисковые муфты, соответствующие требованиям к точности станка.

Часто задаваемые вопросыВ1: В чем практическая разница между HC-SFS352 и HC-SF352?

Оба двигателя имеют мощность 3,5 кВт, скорость 2000 об/мин, прямой вал на фланце 176 × 176 мм с идентичными механическими размерами и защитой IP65. Разница заключается в поколении энкодера.

HC-SF352 использует 14-разрядный энкодер

(16 384 ппр) и совместим как с усилителями MR-J2-350 первого поколения, так и с усилителями J2-Super MR-J2S-350. HC-SFS352 использует 17-разрядный энкодер (131 072 ппр) и требует только усилитель MR-J2S-350. Для станков, уже работающих с усилителями MR-J2S-350, HC-SFS352 является предпочтительным выбором благодаря более высокому разрешению и лучшей производительности на низких скоростях. Для станков, все еще использующих оборудование MR-J2-350 первого поколения, HC-SF352 является совместимым двигателем.В2: Почему HC-SFS352 требует именно усилитель MR-J2S-350, а не MR-J2S-200?Класс усилителя соответствует номинальной выходной мощности и току двигателя. При мощности 3,5 кВт HC-SFS352 потребляет больший ток, чем способен выдать MR-J2S-200. Таблицы совместимости Mitsubishi четко указывают: MR-J2S-200 работает с двигателями мощностью до 2 кВт (а также с вариантами мощностью 1,5 кВт и 2 кВт со скоростью 3000 об/мин), в то время как MR-J2S-350 является правильным усилителем для группы мощностью 3,5 кВт. Использование усилителя недостаточной мощности приведет к аварийным сигналам перегрузки во время нормальной производственной эксплуатации.

В3: Можно ли использовать HC-SFS352 на вертикальной оси без тормоза?

Только после тщательной проверки безопасности оси без механического удержания. Блокировка сервопривода надежно удерживает положение при включенном усилителе в нормальных условиях эксплуатации, но не обеспечивает удержания, если ток сервопривода неожиданно падает до нуля. На вертикальной оси, где нагрузка будет падать или двигаться под действием силы тяжести при отключенном сервоприводе,

HC-SFS352B

(прямой вал с пружинным тормозом) является правильной спецификацией. На подтвержденных горизонтальных или симметрично сбалансированных осях — где отсутствует чистая сила, действующая в направлении вращения вала при неактивном сервоприводе — HC-SFS352 без тормоза является более простым и правильным решением.В4: Где находится резервная батарея абсолютного энкодера и когда ее следует заменить?Резервная батарея —

литиевая батарея Mitsubishi A6BAT

— находится внутри сервоусилителя MR-J2S-350, а не в двигателе. Она поддерживает многооборотный абсолютный счетчик во время всех периодов отключения питания. Замена батареи — это задача на уровне панели, которая не требует прикосновения к двигателю или муфте. Замените A6BAT при первом сигнале низкого заряда батареи от усилителя. Полностью разряженная батарея сбрасывает многооборотный счетчик и требует цикла возврата в исходное положение перед тем, как ось сможет возобновить работу. На любом станке, где это движение возврата в исходное положение требует подготовки или несет риск, сигнал низкого заряда батареи следует рассматривать как срочный пункт технического обслуживания.В5: Доступен ли еще HC-SFS352, и каков долгосрочный путь замены?HC-SFS352 снят с производства Mitsubishi, но остается доступным через дилеров излишков промышленного оборудования и специализированных поставщиков сервоприводов Mitsubishi в виде новых старых запасов и проверенных восстановленных единиц. Для станков, использующих оборудование J2-Super, этот путь поиска хорошо налажен. Для новых конструкций станков или полной модернизации платформы механическим эквивалентом текущего поколения является

HG-SR352

(серия MR-J4, 3,5 кВт, 2000 об/мин, 22-разрядный энкодер, фланец 176 × 176 мм, IP67) в паре с усилителем MR-J4-350. Модернизация с HC-SFS352 до HG-SR352 требует замены как двигателя, так и усилителя в качестве согласованной пары.