Mitsubishi HC-KFS23BG1-S45 (HCKFS23BG1S45) — 200 Вт AC серводвигатель с тормозом и редуктором G1, специальная спецификация, 3000 об/мин, серия MELSERVO J2-Super

Обзор продукта

Номер детали: HC-KFS23BG1-S45

Также ищут как: HCKFS23BG1S45, HC KFS 23BG1 S45, HC-KFS23-BG1-S45

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

Классификация: Низкоинерционный бесщеточный AC серводвигатель — 200 Вт, класс 200 В, 3000 об/мин, с электромагнитным тормозом, фланцевым редуктором G1, заводская специальная спецификация S45

Четыре обозначения, одна комплексная система

Mitsubishi HC-KFS23BG1-S45 — это не просто двигатель. Это полностью интегрированный сервомотор-редуктор — двигатель, тормоз и редуктор, объединенные в одном заводском узле со специальной заводской спецификацией, определяющей конкретную конфигурацию OEM. Каждый элемент номера детали соответствует отдельному физическому компоненту и определенной функциональности, и понимание всех четырех элементов вместе необходимо для правильного определения, поиска или замены этого узла.

HC-KFS23 — это базовый двигатель: низкоинерционный серводвигатель мощностью 200 Вт платформы J2-Super, рассчитанный на 3000 об/мин с постоянным крутящим моментом 0,64 Нм, оснащенный абсолютным последовательным энкодером на 17 бит с разрешением 131 072 имп/об и защитой корпуса двигателя по стандарту IP55. Это один из самых маленьких двигателей в линейке J2-Super HC-KFS, разработанный для компактных осей с высокой частотой циклов, где инерция ротора должна быть сведена к минимуму.

B добавляет пружинный электромагнитный тормоз: 24 В постоянного тока удерживают вал свободным; при снятии напряжения пружина немедленно включает тормоз. Для оси с пониженной выходной мощностью, приводящей в движение вертикальный или нагруженный гравитацией механизм, эта характеристика безопасности является конструктивным требованием, которое удовлетворяет суффикс B.

G1 добавляет общепромышленный фланцевый редуктор: заводской интегрированный редуктор, установленный на выходном конце двигателя, доступный со стандартными передаточными числами 1/5, 1/12 и 1/20. Редуктор умножает выходной крутящий момент двигателя на передаточное число (за вычетом потерь на КПД) и пропорционально делит скорость выходного вала. Секция редуктора имеет степень защиты IP44.

-S45 обозначает заводскую специальную спецификацию — определенное изменение стандартной конфигурации, созданное для конкретного применения OEM. Электрические и динамические характеристики двигателя остаются такими же, как у базового HC-KFS23B. Спецификация S45 определяет физическую деталь или деталь конфигурации — размеры вала, расположение кабельного вывода, монтажное приспособление или модификацию энкодера — задокументированную во внутренних записях спецификаций Mitsubishi.

Технические характеристики

Применимое передаточное число для данного узла S45 должно быть подтверждено по документации оригинальной машины или по шильдику двигателя. Стандартные передаточные числа G1 для серии HC-KFS23BG1 составляют 1/5, 1/12 и 1/20.

Редуктор G1: что он добавляет и почему это важно

Обозначение G1 в номенклатуре серводвигателей Mitsubishi относится к общепромышленный фланцевый редуктор — заводскому интегрированному редуктору, прикрепленному к выходному концу двигателя, с фланцевой поверхностью на выходном конце редуктора, которая позволяет прямое крепление к приводимому механизму.

Назначение редуктора на серводвигателе такое же, как и у любого редукторного привода: обмен скорости вращения на крутящий момент. При заданном уровне мощности редукция умножает доступный выходной крутящий момент на передаточное число, одновременно деля скорость выходного вала на то же число. Для базового двигателя HC-KFS23 с номинальным крутящим моментом 0,64 Нм и номинальной скоростью 3000 об/мин:

При редукции 1/5: выходная скорость ~600 об/мин, выходной крутящий момент ~3,0 Нм (с учетом КПД редуктора) При редукции 1/12: выходная скорость ~250 об/мин, выходной крутящий момент ~7,2 Нм При редукции 1/20: выходная скорость ~150 об/мин, выходной крутящий момент ~12 Нм

Эти значения выходного крутящего момента превращают двигатель мощностью 200 Вт в действительно мощный низкоскоростной привод. Двенадцать ньютон-метров от двигателя мощностью 200 Вт при выходной скорости 150 об/мин — это практическая рабочая точка для небольших поворотных столов, компактных конвейерных секций, легких приводов шарниров роботов и индексируемых механизмов перемещения — применений, где требование к выходной скорости низкое, а требование к крутящему моменту превышает то, что может обеспечить голый вал двигателя напрямую.

Фланцевый выход редуктора G1 соответствует раме двигателя 60 × 60 мм. Корпус редуктора имеет монтажную поверхность и выходной вал для компонента приводимой машины, а узел является самодостаточным по размерам — редуктор не является отдельным прикручиваемым узлом, а является неотъемлемой частью узла двигателя при отгрузке с завода. Эта интеграция важна для обслуживания: весь HC-KFS23BG1-S45 заменяется как один узел.

IP44 на секции редуктора. Корпус двигателя HC-KFS23 имеет степень защиты IP55 — защита от попадания пыли, вредной для работы, и от струй воды с любого направления. Секция редуктора снижает эту степень до IP44, что обеспечивает защиту от твердых предметов размером более 1 мм и от брызг воды с любого направления. Это стандартное ограничение для серводвигателей с редуктором во всей серии Mitsubishi HC. В средах, где на секцию редуктора могут попадать брызги охлаждающей жидкости, масляный туман или где проводятся операции мойки, эту разницу в уровне защиты необходимо оценивать с учетом фактических условий окружающей среды.

Тормоз в контексте: 200 Вт, пониженная скорость, вертикальная ось

Электромагнитный тормоз на HC-KFS23BG1-S45 является пружинным — тот же принцип конструкции, который применяется ко всем тормозным двигателям в линейке J2-Super независимо от мощности. Катушка, обесточенная по умолчанию, означает, что вал удерживается по умолчанию; подача напряжения 24 В постоянного тока освобождает вал для движения.

На редукторном двигателе мощностью 200 Вт функция тормоза и контекст применения специфичны. Редукция умножает крутящий момент, который должен обеспечить двигатель для удержания нагрузки против силы тяжести. При передаточном отношении 1/20 ступень редуктора уменьшает отраженную нагрузку от гравитационного момента на валу двигателя в 20 раз (за вычетом потерь на КПД). Это означает, что двигателю и тормозу нужно удерживать лишь небольшую долю фактической гравитационной нагрузки на выходном валу — это одно из практических преимуществ использования серводвигателя с редуктором на вертикальной или наклонной оси: требование к тормозу на валу двигателя намного меньше, чем можно было бы предположить по выходному крутящему моменту.

Что не меняется с передаточным числом, так это поведение при отказе. Пружина включает тормоз в тот момент, когда напряжение 24 В снимается с катушки. Аварийная остановка, потеря питания, плановое отключение сервопривода — во всех случаях тормоз включается и удерживает. Для небольшой вертикальной оси на оборудовании для сборки, компактного шарнира робота или индексируемого механизма вертикального перемещения это характеристика безопасности, которая требуется для применения независимо от того, насколько мала мощность двигателя 200 Вт.

Подключение тормоза 24 В постоянного тока. Катушка тормоза требует отдельной цепи 24 В постоянного тока в панели машины — отдельной от цепи питания усилителя. Включите реле с соответствующей защитой от перенапряжения (диод обратного хода для цепей постоянного тока) на клеммах катушки. Выход MBR (Magnetic Brake Release) усилителя MR-J2S-20 правильно управляет реле тормоза относительно включения сервопривода. Всегда проверяйте блокировку сервопривода перед растормаживанием; всегда останавливайте ось перед включением тормоза.

Специальная спецификация -S45

Суффикс -S45 идентифицирует этот узел как заводская специальная спецификация — определенное отклонение от стандартной конфигурации HC-KFS23BG1, установленное Mitsubishi для конкретного заказчика OEM или требования применения. Суффиксы специальных спецификаций встречаются во всех сериях HC-KFS, HC-MFS, HC-SFS и других, и они обычно модифицируют один или несколько из следующих параметров: размеры вала или конфигурация конца, маршрутизация или длина кабельного вывода, тип разъема, передаточное число или ориентация монтажа, или тип энкодера.

Что остается неизменным во всех специальных спецификациях Mitsubishi, так это то, что электрические и динамические характеристики базового двигателя не меняются. HC-KFS23BG1-S45 работает с тем же номинальным крутящим моментом 0,64 Нм, тем же пиковым крутящим моментом 1,9 Нм, тем же 17-битным энкодером, той же совместимостью с усилителем MR-J2S-20 и теми же характеристиками редуктора G1, что и стандартный HC-KFS23BG1. Обозначение S45 фиксирует физический атрибут этого конкретного варианта.

Практическое следствие для закупки: только точный полный номер детали — HC-KFS23BG1-S45 — является подтвержденной прямой заменой существующего узла с таким обозначением. Стандартный HC-KFS23BG1 без суффикса S45 может физически отличаться от варианта S45 таким образом, что это повлияет на установку. Подтверждение конкретных деталей модификации S45 по документации оригинальной машины или по записям спецификаций Mitsubishi — или физическое сравнение размеров имеющегося узла с оригиналом перед принятием решения о замене — является надежным подходом при поиске замены.

Совместимый усилитель: MR-J2S-20

HC-KFS23BG1-S45 сочетается с усилителем MR-J2S-20 — платформой J2-Super мощностью 200 Вт. Это тот же класс усилителей, который используется для всех вариантов HC-KFS23 (стандартных, с тормозом, с редуктором и специальной спецификацией) мощностью 200 Вт.

MR-J2S-20A — это универсальный усилитель с импульсным и аналоговым интерфейсом. Он принимает команды положения в виде импульсных последовательностей от ЧПУ-контроллеров и ПЛК, а также сигналы скорости или крутящего момента в виде аналоговых сигналов напряжения. Поддерживаются все режимы управления положением, скоростью и крутящим моментом. RS-232C подключается к MR Configurator для ввода в эксплуатацию и настройки.

MR-J2S-20B подключается к контроллерам движения Mitsubishi серии A и Q через оптоволоконную последовательную шину SSCNET. Для систем, где ось с пониженной скоростью должна координироваться с другими осями под управлением контроллера движения — небольшой индексируемый шарнир многоосевого робота, вспомогательная ось координированной транспортной машины — связь SSCNET обеспечивает тесную синхронизацию в реальном времени.

MR-J2S-20CP обеспечивает встроенное одноосное позиционирование с до 31 сохраненной позицией в таблице точек, активируемых дискретным вводом-выводом или командой CC-Link. Для автономных приложений индексированного позиционирования, где внешний контроллер движения не требуется, CP обеспечивает логику позиционирования локально.

Примечания о совместимости. HC-KFS23BG1-S45 требует усилителя MR-J2S-20. Он несовместим с усилителем первого поколения MR-J2-20, который не может считывать протокол 17-битного энкодера J2-Super. Несовместим с усилителями MR-J3 или MR-J4 без комплекта адаптера обновления. Тормоз, редуктор и суффикс специальной спецификации не влияют на совместимость усилителя — выбор усилителя определяется мощностью базового двигателя и поколением энкодера.

Семейство HC-KFS 200 Вт: понимание вариантов

HC-KFS23BG1 объединяет тормоз и фланцевый редуктор G1 в одном заводском узле. Варианты G2 используют выход редуктора вального типа вместо фланцевой поверхности — другой механический интерфейс для различных конфигураций монтажа машины. Все варианты мощностью 200 Вт используют усилитель MR-J2S-20.

Суффикс -S45 в принципе может быть применен к любому из этих вариантов, хотя на практике специальные спецификации создаются для конкретных требований OEM и, как правило, связаны с определенной комбинацией.

Типичные применения

Компактные индексируемые поворотные столы и приводы вращающихся платформ. Небольшие поворотные индексируемые столы на сборочных машинах, испытательных стендах и инспекционном оборудовании, где выходная скорость вала низкая (диапазон 150–600 об/мин в зависимости от передаточного числа), требуемый выходной крутящий момент превышает то, что обеспечивает голый двигатель напрямую, а вертикальная или наклонная ось требует удержания тормозом на каждой станции. Фланцевый выход G1 крепится непосредственно к механизму стола; пружинный тормоз удерживает стол в каждом положении остановки при выключенном сервоприводе.

Приводы шарниров небольших манипуляторов роботов. Приводы локтевых и запястных шарниров на компактных сборочных роботах, вторичные оси SCARA-роботов и приводы шарниров шарнирно-сочлененных манипуляторов, где сервоэнкодер J2-Super обеспечивает точность позиционирования, необходимую для повторяемого размещения деталей. Редукция адаптирует высокую скорость двигателя к низкой угловой скорости, необходимой в шарнире робота; пружинный тормоз удерживает положение шарнира при выключенном питании или аварийной остановке робота.

Вертикальные оси подачи на малом автоматизированном оборудовании. Вертикальные подъемные салазки, подъемные приводы и приводы оси Z на компактном сборочном и испытательном оборудовании, где мощность 200 Вт подходит для легкой полезной нагрузки, а редукция обеспечивает выходной крутящий момент, необходимый для подъема, удержания и опускания этой полезной нагрузки при контролируемой скорости. Пружинный тормоз обеспечивает безопасное удержание, необходимое для любой оси с компонентом гравитационной нагрузки.

Индексируемые конвейерные и транспортные приводы. Индексируемые конвейерные секции с сервоприводом и небольшие транспортные механизмы на сборочных линиях, где двигатель приводит в движение ременной, роликовый или цепной механизм через редуктор G1. Выход редуктора подключается непосредственно к входному фланцу приводного механизма; тормоз удерживает механизм между шагами индексации.

Приводы осей машин для конкретных OEM. Специальная спецификация -S45 указывает, что этот узел был создан для конкретного применения OEM. Наиболее вероятный контекст использования — это машина, где стандартная конфигурация HC-KFS23BG1 требовала изменения размеров или конфигурации для установки в существующую конструкцию машины, требования к прокладке кабелей или монтажный интерфейс, которые стандартный продукт не мог обеспечить напрямую.

Часто задаваемые вопросы

В1: Что такое редуктор G1 и какой выходной крутящий момент производит HC-KFS23BG1-S45?

G1 — это общепромышленный фланцевый редуктор, заводской интегрированный с двигателем. Доступный в передаточных числах 1/5, 1/12 и 1/20, он умножает номинальный крутящий момент двигателя 0,64 Нм на выходном валу редуктора на передаточное число (за вычетом потерь на КПД редуктора). При передаточном числе 1/12 выходной вал обеспечивает примерно 7 Нм при ~250 об/мин. При передаточном числе 1/20 — примерно 12 Нм при ~150 об/мин. Конкретное передаточное число, установленное на узле -S45, должно быть подтверждено по документации машины или по шильдику двигателя, поскольку передаточное число является частью конкретной конфигурации продукта и не может быть определено только по обозначению S45.

В2: Что означает специальная спецификация -S45 и может ли стандартный HC-KFS23BG1 быть заменой?

S45 — это заводская специальная спецификация, определяющая модификацию стандартного HC-KFS23BG1. Mitsubishi создает эти конфигурации для конкретных требований OEM — обычно это модификация размеров вала, прокладки кабелей или монтажа. Базовые характеристики двигателя не меняются. Может ли стандартный HC-KFS23BG1 быть заменой, полностью зависит от того, что указывает модификация S45. Без подтверждения этих деталей по записи спецификации Mitsubishi S45, замена несет риск физического несоответствия. Для подтвержденной прямой замены используйте точный полный номер детали.

В3: Какой усилитель требуется, и меняют ли тормоз или редуктор выбор усилителя?

Совместимым усилителем является класс MR-J2S-20 — платформа J2-Super мощностью 200 Вт — в вариантах A (универсальный), B (SSCNET) или CP (встроенное позиционирование). Тормоз, редукция и суффикс специальной спецификации не влияют на выбор усилителя. Все варианты HC-KFS23 мощностью 200 Вт используют MR-J2S-20 независимо от конфигурации. Двигатель несовместим с усилителем первого поколения MR-J2-20 или с усилителями MR-J3/MR-J4.

В4: Секция редуктора имеет класс IP44, а корпус двигателя — IP55. Имеет ли это значение для установки?

Да, в некоторых средах. Корпус двигателя выдерживает направленные струи воды (IP55), но секция редуктора выдерживает только брызги воды с любого направления (IP44). В применениях, где на корпус редуктора могут попадать брызги охлаждающей жидкости, масляный туман или где проводятся периодические операции мойки, IP44 может быть недостаточным. Оцените фактические условия окружающей среды с учетом этого рейтинга перед установкой. Если требуется более высокая степень защиты, Mitsubishi в некоторых случаях может предоставить редукторы со специальной спецификацией с масляным уплотнением — обратитесь к руководству по применению Mitsubishi для спецификаций окружающей среды редукторных двигателей.

В5: Доступен ли еще HC-KFS23BG1-S45, и как выглядит замена?

HC-KFS23BG1-S45 снят с производства Mitsubishi, но остается доступным через специалистов по избыточным запасам промышленной автоматизации и дилеров компонентов сервоприводов Mitsubishi как новый старый запас и протестированные восстановленные единицы. Для замены один в один на существующей машине надежным путем является приобретение точного номера детали. Для новых конструкций машин или модернизации платформы функциональный эквивалент на современном оборудовании будет относиться к сериям HG-MR или HG-KR (поколение MR-J4) с эквивалентным редуктором и тормозом — но двигатель и усилитель должны быть заменены вместе, поскольку протоколы энкодеров несовместимы между поколениями, а механический форм-фактор двигателей 200 Вт текущего поколения отличается от рамы 60 × 60 мм HC-KFS23.