Серводвигатель Mitsubishi HC-SFS52G1H — 500 Вт | Высокоточный редуктор G1H | 17-разрядный абсолютный энкодер | Масляный уплотнитель | IP65 | MELSERVO J2S

Существует класс сервоприложений, где основная проблема заключается не в скорости, а в силе на выходном валу. Поворотные столы, прецизионные угловые позиционеры, приводы с регулируемым натяжением ленты, оси станков с медленной подачей: общая черта — нагрузка, требующая большего крутящего момента, чем может обеспечить голый вал серводвигателя, при скорости вращения вала ниже номинальной частоты вращения двигателя, с точностью позиционирования, сохраняющейся на протяжении сотен тысяч циклов. Mitsubishi HC-SFS52G1H специально разработан для этой категории. Он сочетает среднеинерционный двигатель HC-SFS52 мощностью 500 Вт — с 17-разрядным абсолютным энкодером и герметичным корпусом IP65 с масляным уплотнителем — с заводским интегрированным высокоточным редуктором G1H, образуя компактный, непосредственно монтируемый мотор-редуктор, который обеспечивает увеличенный крутящий момент при пониженной выходной скорости без потери разрешения позиционирования.

Технические характеристики

Редуктор — это не аксессуар, а основная часть

На многих страницах продуктов с серводвигателями редуктор рассматривается как дополнительная опция: вот двигатель, а вот коробка передач, которую можно прикрепить. HC-SFS52G1H отличается. Mitsubishi заводским образом собирает и поставляет этот узел как единый компонент, предварительно выровненный и протестированный. Редуктор не прикручивается к двигателю на месте — он поставляется как часть двигателя, с определенными механическими интерфейсами и подтвержденной производительностью.

Это различие имеет практический вес. Комбинации редуктора и двигателя, собранные на месте, требуют тщательного выравнивания валов, выбора муфт и механической проверки. Передача крутящего момента зависит от качества этой сборки. Заводская интеграция исключает эти переменные: выравнивание выполнено, интерфейс определен, и вся сборка имеет повторяемые размеры от узла к узлу.

Что редуктор G1H делает механически:

Редукция умножает выходной крутящий момент на коэффициент редукции и делит выходную скорость на тот же коэффициент. Номинальный крутящий момент двигателя HC-SFS52, составляющий 2,39 Нм, при передаточном отношении 1/20 становится примерно 47,8 Нм на выходном валу редуктора — при выходной скорости, сниженной до 100 об/мин. Такая трансформация позволяет двигателю класса 500 Вт справляться с нагрузками, которые в противном случае потребовали бы значительно более крупного и дорогого привода.

Почему именно G1H, а не G1:

G1H — это обозначение высокоточного редуктора Mitsubishi. По сравнению со стандартным общепромышленным редуктором G1, G1H изготавливается с более жесткими допусками и контролируемым люфтом. В сервосистеме, где точность позиционирования исходит от энкодера — 131 072 отсчета на оборот двигателя — редуктор с большим люфтом на выходе поглощал бы часть этого разрешения в виде мертвой зоны, снижая эффективную точность позиционирования, наблюдаемую на нагрузке. G1H предотвращает это снижение, эффективно передавая разрешение уровня энкодера через ступень редукции на выходной вал.

Для применений, где угловое положение выходного вала является переменной качества — угол остановки индексного стола, ориентация зажимного устройства заготовки, угол размещения этикетки — различие между G1 и G1H напрямую проявляется на выходе.

Платформа двигателя: HC-SFS52 — Средняя инерция, IP65, абсолютный энкодер

HC-SFS52 — это представитель Mitsubishi мощностью 500 Вт в семействе среднеинерционных двигателей HC-SFS, класс двигателей, разработанный для широкого спектра промышленных сервоприложений. Средняя инерция означает, что ротор намеренно имеет такой размер, чтобы справляться с более высокой отраженной инерцией нагрузки без необходимости чрезвычайно точной настройки коэффициентов усиления — сервоконтур остается стабильным в более широком диапазоне подключенных условий нагрузки, чем допускают двигатели с низкой инерцией.

Корпус IP65 с масляным уплотнителем. Корпус двигателя обеспечивает полную защиту от пыли и брызг воды с любого направления. Вал со стороны привода выходит через заводской масляный уплотнитель, закрывая путь, по которому охлаждающая жидкость, масляный туман и мелкие частицы могли бы попасть в подшипниковый узел и корпус энкодера в течение срока службы двигателя. Эта комбинация является стандартной спецификацией для серводвигателей, устанавливаемых непосредственно на станках без дополнительных защитных кожухов.

Фланец 130 × 130 мм. Монтажная база помещает этот двигатель в средний диапазон семейства HC-SFS — больше, чем компактные варианты 60 мм и 80 мм, что соответствует классу мощности 500 Вт и механической жесткости, требуемой для узла редуктора.

17-разрядный абсолютный энкодер. 131 072 отсчета положения на оборот двигателя, сохраняемые при отключении питания с помощью резервной батареи Mitsubishi A6BAT в усилителе. Практический результат: при каждом включении питания станок находится в последнем заданном положении без необходимости возврата в исходное положение. В производственных условиях, где поиск исходного положения занимает время и требует тщательного управления движением оси, устранение этой рутины является конкретным эксплуатационным преимуществом.

Без тормоза: выбор правильного варианта

HC-SFS52G1H имеет отсутствие электромагнитного тормоза. Это не ограничение — это правильная спецификация для значительного класса приложений.

Варианты с тормозом (HC-SFS52BG1H) предназначены для осей, которым необходимо механически удерживать положение при нулевом токе: вертикальные шарико-винтовые передачи под действием силы тяжести, зажимные механизмы, наклонные позиционеры, где нагрузка создает крутящий момент на выходном валу в состоянии покоя. Если такое требование существует, то вариант B является правильным.

Для горизонтальных осей, приводов с регулируемым натяжением, поворотных столов, останавливаемых серводвигателем вместо удержания под действием силы тяжести, и любых осей, где электронный тормоз усилителя сервопривода (динамическое торможение) адекватно справляется с замедлением — вариант HC-SFS52G1H без тормоза является правильной и более простой спецификацией. Нет необходимости проектировать цепь питания тормоза постоянным током 24 В. Нет износа тормоза для контроля. Нет необходимости управлять временем срабатывания тормоза в программе движения. Меньше компонентов в системе при эквивалентной производительности сервопривода.

Совместимость с сервоусилителем

HC-SFS52G1H работает с усилителем MR-J2S-60A или MR-J2S-60B, оба рассчитаны на 500 Вт в рамках платформы MELSERVO J2S.

MR-J2S-60A — это универсальный вариант с импульсным и аналоговым входом. Он получает команды положения в виде импульсных последовательностей от ПЛК, автономных контроллеров ЧПУ и плат управления движением, а также поддерживает режимы управления положением, скоростью и крутящим моментом независимо или в комбинации. Последовательные порты RS-232C и RS-422 позволяют получать доступ к параметрам и осуществлять мониторинг с помощью программного обеспечения Mitsubishi MR Configurator.

MR-J2S-60B подключается к высокоскоростной последовательной шине SSCNET, используемой контроллерами движения Mitsubishi (Q172D, Q173D и блоками управления движением серии A). В системах SSCNET все оси получают синхронизированные пакеты команд при каждом цикле связи — обычно 0,88 мс — обеспечивая точную координацию нескольких осей. Для станков с несколькими сервоосями, требующими синхронизированного движения, вариант B и архитектура SSCNET устраняют дрожание синхронизации между осями, которое системы с импульсными последовательностями не могут полностью предотвратить.

Выбор усилителя зависит от хост-контроллера. Узел двигателя и редуктора идентичен независимо от используемого типа усилителя.

Выбор передаточного числа

Редуктор G1H на платформе HC-SFS52 предлагается с различными передаточными числами — обычно 1/5, 1/9, 1/12, 1/15, 1/20 и 1/25. Каждое передаточное число является отдельной конфигурацией детали в семействе HC-SFS52G1H.

Выбор передаточного числа требует знания требуемой выходной скорости и крутящего момента. При заданной скорости вращения двигателя выходная скорость вала равна скорости двигателя, деленной на передаточное число, а непрерывный выходной крутящий момент равен номинальному крутящему моменту двигателя, умноженному на передаточное число (с учетом КПД редуктора). Двигатель всегда работает в номинальном диапазоне скоростей 0–2000 об/мин — передаточное число преобразует этот диапазон в любую выходную скорость, требуемую приложением.

При заказе запасного узла подтвердите передаточное число из документации оригинальной машины или с шильдика редуктора. Замена на другое передаточное число приведет к некорректной кинематике и может вызвать ошибки движения, перегрузку по скорости или механические повреждения.

Среды применения

Комбинация HC-SFS52G1H с редуктором для прецизионного выхода, герметичным двигателем IP65 и абсолютным энкодером подходит для широкого спектра промышленного оборудования:

Прецизионные поворотные индексные столы — столы для оснастки, требующие точных угловых перемещений между станциями обработки или сборки. Прецизионность G1H ограничивает ошибку угла индексации; абсолютный энкодер означает, что станок находится в положении при каждом включении; горизонтальное крепление исключает необходимость тормоза.

Угловые позиционеры на оборудовании для автоматизированной сборки — оси, которые вращают детали или инструменты под заданным углом для сборки, проверки или дозирования, где точность углового положения выходного вала связана с качеством продукции.

Приводы подачи материала с регулируемым натяжением — приводы для обработки рулонных материалов, подачи проволоки и дозирования фольги, где редукция приводит скорость двигателя в диапазон скорости процесса, в то время как сервопривод контролирует крутящий момент для поддержания постоянного натяжения.

Приводы медленной подачи для шлифовального и отделочного оборудования — оси перемещения стола, где очень медленное, плавное движение с контролем крутящего момента требует снижения скорости двигателя 2000 об/мин до единиц об/мин на приводном валу.

Вспомогательные оси ЧПУ, не требующие удержания тормозом — приводы магазина инструментов, приводы поворотных оснасток и конвейеры для стружки на обрабатывающих центрах с ЧПУ, работающие в той же системе MELSERVO J2S, что и основные оси двигателей HC-SFS.

Справочник вариантов HC-SFS52

HC-SFS52G1H — правильный выбор, когда требуется высокоточная редукция, нет необходимости в механическом тормозе, а прямой выходной вал редуктора соответствует интерфейсу приводимого компонента.

Часто задаваемые вопросы

В1: Какие передаточные числа доступны для HC-SFS52G1H?

Редуктор G1H предлагается с несколькими вариантами передаточных чисел — обычно 1/5, 1/9, 1/12, 1/15, 1/20 и 1/25. Каждое передаточное число является отдельной конфигурацией. Передаточное число должно быть подтверждено из документации оригинальной машины или с шильдика редуктора перед заказом замены. Установка узла с другим передаточным числом приведет к некорректной выходной скорости и крутящему моменту и может вызвать сбои в работе или повреждение машины.

В2: В чем разница между HC-SFS52G1H и HC-SFS52BG1H?

Эти две модели идентичны по двигателю, энкодеру, типу редуктора и всем электрическим характеристикам. Единственное отличие — обозначение B: HC-SFS52BG1H включает пружинный электромагнитный тормоз; HC-SFS52G1H — нет. Выбирайте вариант B для вертикальных осей, механизмов, нагруженных силой тяжести, или любых применений, требующих механического удержания вала при нулевом токе. Выбирайте HC-SFS52G1H для горизонтальных осей и применений, где динамического торможения сервопривода достаточно для замедления и удержания в покое.

В3: Какой сервоусилитель работает с HC-SFS52G1H?

HC-SFS52G1H совместим с усилителями MR-J2S-60A (интерфейс импульсных/аналоговых команд) и MR-J2S-60B (интерфейс последовательной сети SSCNET). Оба являются усилителями MELSERVO J2S класса 500 Вт. Выбор усилителя зависит от типа хост-контроллера. В отличие от варианта с тормозом, HC-SFS52G1H не требует отдельной цепи питания тормоза постоянным током 24 В.

В4: Сохраняет ли 17-разрядный энкодер данные о положении после потери питания?

Да, при наличии установленной в держателе батареи сервоусилителя литиевой батареи Mitsubishi A6BAT. Батарея сохраняет многооборотное абсолютное значение положения при любом отключении питания. Без батареи положение теряется при выключении, и при перезапуске требуется поиск исходного положения. Усилитель выдает сигнал низкого заряда батареи до достижения порогового значения, предупреждая о необходимости плановой замены батареи.

В5: Каков класс защиты IP редуктора, и влияет ли это на планирование установки?

Корпус двигателя имеет класс защиты IP65 — полностью пыленепроницаемый, устойчивый к струям воды. Секция редуктора имеет класс защиты IP44, который защищает от твердых частиц размером более 1 мм и брызг воды с любого направления, но не рассчитан на прямое воздействие струй охлаждающей жидкости. На станках, где охлаждающая жидкость активно распыляется вблизи корпуса редуктора, в конструкцию станка следует включить механический дефлектор или щиток. Сам корпус двигателя не требует дополнительной защиты в стандартных средах ЧПУ.