Mitsubishi HC-SF702B (HCSF702B) — 7 кВт AC серводвигатель с электромагнитным тормозом, серия MELSERVO J2

Идентификация продукта

Номер детали: HC-SF702B

Также ищут как: HCSF702B, HC-SF-702B

Серия: Mitsubishi MELSERVO HC-SF (поколение J2)

 Тип двигателя: Бесщеточный серводвигатель переменного тока — прямой вал, электромагнитный тормоз

Состояние: Новый в коробке, заводская упаковка

Об этом двигателе

Семь киловатт. Прямой вал. Электромагнитный тормоз. Заводская упаковка.

Mitsubishi HC-SF702B — это модель с максимальной мощностью в стандартном семействе HC-SF со скоростью 2000 об/мин — среднеинерционный бесщеточный серводвигатель переменного тока от платформы Mitsubishi MELSERVO J2, который широко использовался на осях станков тяжелого режима, крупноформатных системах транспортировки и промышленных системах управления движением большой мощности. При непрерывном номинальном крутящем моменте 33,4 Нм и пиковом крутящем моменте 100 Нм он предназначен для осей, где важна реальная грузоподъемность, а не только точность позиционирования.

Суффикс «B» означает, что этот вариант оснащен пружинным электромагнитным тормозом — отказобезопасным удерживающим устройством, необходимым всякий раз, когда ось под напряжением не может оставаться без присмотра. Отключите питание 24 В постоянного тока на катушку тормоза, и пружина мгновенно сработает. Никакого релейного тайминга, никакой программной блокировки, никакой зависимости от выхода усилителя. Ось механически удерживается независимо от того, что происходит выше по цепи управления.

Это снятый с производства продукт, доступный в виде нового в заводской упаковке. Для станков, построенных на платформе MELSERVO J2 и находящихся в эксплуатации, это единственное условие, обеспечивающее подлинную оригинальную замену «один в один» — тот же тип энкодера, та же схема разъемов, та же совместимость с усилителем, все как поставлено с завода Mitsubishi.

Технические характеристики

Серия HC-SF на 7 кВт — создана для самых нагруженных осей

В диапазоне 2000 об/мин семейства HC-SF модель 702B находится на вершине производственной линейки. Достижение 7 кВт от модели HC-SF502B мощностью 5 кВт означает больше меди, более крупную магнитную цепь и физически более тяжелый корпус двигателя — это не двигатель, который можно поднять одной рукой. Требование к мощности электропитания 10 кВА отражает электрическую конструкцию станка, которая должна соответствующим образом предусматривать: размеры панели, сечение кабеля, номиналы автоматических выключателей и рекуперативную мощность — все это масштабируется по сравнению с моделями среднего диапазона.

Эта мощность обеспечивает запас крутящего момента. Соотношение пикового и номинального крутящего момента 3:1 — 100 Нм мгновенного против 33,4 Нм непрерывного — дает оси реальную мощность ускорения при перемещении тяжелых грузов. В обработке это означает быстрые ускорения на оси Z, несущей массивную головку шпинделя, быстрые циклы индексации револьверной головки на тяжелом токарном станке или быстрый ход на оси паллеты, где оснастка и заготовка добавляют значительную инерцию. Двигатель сильно ускоряет нагрузку, когда это необходимо, а затем переходит к поддержанию крутящего момента для рабочего цикла.

Фланец размером 176 × 176 мм является стандартным для верхней части диапазона HC-SF. Станки, разработанные на основе двигателей HC-SF мощностью 3,5 кВт или 5 кВт этого типоразмера, могут использовать модель 702B без каких-либо изменений в монтаже — это важный факт, когда ось хронически недоразмерена и нуждается в модернизации без перепроектирования станка.

Прямой вал, электромагнитный тормоз — детали

Почему прямой вал? HC-SF702B использует простой прямой вал, подходящий для муфт с фрикционным зажимом — разъемные втулки, компрессионные муфты и аналогичные конструкции, которые передают крутящий момент исключительно за счет силы зажима на наружном диаметре вала. При мощности 7 кВт это хорошо работает для систем привода шарико-винтовых передач, где втулка муфты имеет правильный размер, а сила зажима указана корректно. Для применений, требующих шпонки — приводов реечной передачи, звездочек цепи или зубчатых ремней под высоким предварительным натяжением — правильной альтернативой является HC-SF702BK (вариант со шпоночным валом). В остальном обе модели идентичны.

Что делает тормоз, а что нет. Пружинный тормоз в HC-SF702B — это устройство удержания положения, а не тормоз остановки. Mitsubishi четко указывает это в своей документации: тормоз предназначен для удержания неподвижной оси, а не для остановки движущейся. При нормальной работе напряжение 24 В постоянного тока подается на катушку тормоза, и диск удерживается на расстоянии от фрикционной поверхности; вал свободно вращается под управлением усилителя. Замедление полностью осуществляется сервосистемой. Только после остановки двигателя — усилителем, под управлением замкнутого контура — следует включать тормоз.

Применение тормоза к двигателю, который все еще несет значительный крутящий момент, резко сокращает срок службы тормоза и создает механический удар в трансмиссии. При мощности 7 кВт этот удар не является незначительным. Выход MBR (блокировка электромагнитного тормоза) усилителя MR-J2S обеспечивает правильный сигнал синхронизации: используйте его для управления реле тормоза, обеспечивая включение тормоза только после завершения последовательности замедления.

Защита от перенапряжения не является опцией. Катушка тормоза является индуктивной нагрузкой. В момент включения или выключения тормоза коллапсирующее магнитное поле генерирует скачок напряжения, который со временем может повредить контакты реле и соседние цепи входов/выходов усилителя. Поглотитель перенапряжения, подключенный непосредственно параллельно к клеммам катушки тормоза, поглощает этот скачок. Это стандартная практика подключения, и ее не следует опускать при установке.

Абсолютный энкодер — что обеспечивает устройство с 14 битами

HC-SF702B оснащен 14-битным абсолютным энкодером, обеспечивающим 16384 позиции на оборот. Обозначение «абсолютный» означает, что положение известно в момент включения питания системы управления — оси не требуется выполнять цикл возврата к нулю или поиска дома, если резервное питание энкодера поддерживалось.

Эта батарея находится в сервоусилителе, а не в двигателе. На усилителях MR-J2 и MR-J2S батарея резервного питания энкодера — это литиевая ячейка A6BAT. Если эта батарея разрядится — из-за длительного отключения питания усилителя при старой или отсутствующей ячейке — память абсолютного положения будет потеряна. При первом включении после такого события потребуется ручной возврат к нулю перед возобновлением нормальной работы станка. Регулярные проверки батареи во время планового технического обслуживания предотвращают такой исход.

Разрешение 14 бит (16384 имп/об) ниже, чем у энкодера 17 бит (131072 имп/об), используемого в более позднем поколении HC-SFS, но это не является существенным ограничением для рабочих циклов, которые обслуживает этот двигатель. При мощности 7 кВт оси обычно приводятся в движение шарико-винтовыми передачами или реечными передачами с редукторами, которые умножают разрешение энкодера на нагрузке — достаточно точно для точности подачи и позиционирования, требуемой для общепромышленных станков.

Совместимые усилители и контекст платформы J2

HC-SF702B был разработан для платформы MELSERVO J2 и ее семейства усилителей. Усилители серии MR-J2 класса мощности 700 являются оригинальной парой. Более поздние усилители MR-J2S-700A и MR-J2S-700B — поколение J2-Super — сохранили обратную совместимость с двигателями серии HC-SF, что означает, что станок, модернизированный до усилителей J2S, может продолжать работать с двигателями HC-SF702B без замены двигателя. Это сделало модернизацию до J2S коммерчески выгодной: новые усилители, существующие двигатели, отсутствие механических изменений в станке.

Что усилитель J2S дает HC-SF702B, так это улучшенную производительность на уровне усилителя — более быстрый процессор, более высокую полосу пропускания контура скорости, лучшую адаптивную настройку — без изменения самого двигателя. 14-битный энкодер по-прежнему передает 16384 имп/об; усилитель J2S обрабатывает эту обратную связь быстрее и с более точными алгоритмами, чем оригинальный блок J2. Заметно ли это улучшение в конкретном приложении, зависит от требований оси, но сама совместимость хорошо установлена.

HC-SF702B несовместим с усилителями MR-J3 или MR-J4 без специального преобразовательного оборудования. Серии J3 и J4 используют разные протоколы энкодеров и схемы физических разъемов. Изменение платформы станка с J2/J2S на J4 включает замену двигателя, а не только усилителей.

Где обычно устанавливается этот двигатель

Вертикальная ось тяжелых ВМЦ. Z-стойка большого вертикального обрабатывающего центра несет полный вес головки шпинделя — на массивном станке это может быть 300–600 кг стали и двигателя. HC-SF702B обеспечивает крутящий момент для быстрого хода и контролируемой подачи при такой массе, а тормоз удерживает стойку неподвижной при отключении сервопривода.

Привод паллеты горизонтального обрабатывающего центра и ось W. Системы транспортировки паллет горизонтальных обрабатывающих центров перемещают тяжелые оснастки по длинным траекториям. Ось W для позиционирования глубины торцевой головки и привод перемещения паллеты выигрывают от сервопривода большой мощности с надежным удержанием тормозом на каждой станции транспортировки.

Большая револьверная головка токарного станка с ЧПУ. Высокомощные токарные станки с револьверными головками большого диаметра требуют решительных циклов индексации под нагрузкой. Пиковый крутящий момент 100 Нм обеспечивает быструю и точную индексацию, даже когда револьверная головка несет несколько тяжелых инструментов.

Позиционирование задней бабки и балки пресса. Большие системы задней бабки листогибочных прессов используют сервоприводы для позиционирования тяжелой упорной балки на точных глубинах. Между циклами прессования положение балки должно удерживаться точно — электромагнитный тормоз обеспечивает это удержание как отказобезопасное средство против любой неисправности сервопривода или перебоя питания во время цикла прессования.

Роторные станки и индексаторы паллет. Тяжелые поворотные столы и линейные системы транспортировки, используемые в ячейках высокообъемной обработки, требуют сервоприводов, которые могут быстро перемещать большие полезные нагрузки и надежно удерживать положение между станциями.

Семейство HC-SF 2000 об/мин — справочник по мощности

Все модели в этой таблице имеют абсолютный 14-битный энкодер поколения J2, вход 200 В переменного тока, номинальную скорость 2000 об/мин, защиту IP65 и вал с масляным уплотнением. Модели 352, 502 и 702 используют фланец большого размера 176 × 176 мм.

Новый в коробке, заводская упаковка

Заводская упаковка означает именно это: оригинальная коробка Mitsubishi и внутренняя упаковка неповреждены, заглушка на конце вала на месте, порты разъемов закрыты, внутренняя пенопластовая подложка нетронута. Двигатель никогда не был под напряжением, на его вал никогда не устанавливалась муфта, и он не имеет тепловой или механической истории от предыдущей установки.

Для станка, простаивающего в ожидании замены, новый в коробке устраняет переменные, связанные с отремонтированными или восстановленными устройствами — замененные подшипники неизвестной спецификации, перепаянные узлы энкодера, перемотанные статоры. То, что поставляется, — это то, что произвела Mitsubishi.

Для длительного хранения: прохладные, сухие условия без вибрации сохраняют полную спецификацию двигателя в течение нескольких лет. По истечении пяти лет хранения периодическое медленное вращение вала вручную помогает перераспределить смазку подшипников перед установкой, в соответствии с собственными рекомендациями Mitsubishi по хранению.

Часто задаваемые вопросы

В1: Какие сервоусилители совместимы с HC-SF702B?

HC-SF702B работает с усилителями серии MR-J2 класса мощности 700, а также с более поздними MR-J2S-700A (аналоговый/импульсный интерфейс общего назначения) и MR-J2S-700B (оптоволоконная шина SSCNET). Усилители J2S сохранили обратную совместимость с энкодером двигателя HC-SF поколения J2, поэтому станки, модернизированные с приводов MR-J2 до MR-J2S, могут продолжать использовать двигатели HC-SF702B без замены двигателя. HC-SF702B несовместим с усилителями MR-J3 или MR-J4.

В2: В чем разница между HC-SF702B и HC-SFS702B?

Оба являются двигателями мощностью 7 кВт, 2000 об/мин, 33,4 Нм с электромагнитными тормозами и прямыми валами — и имеют одинаковый фланец 176 × 176 мм, что делает их механически взаимозаменяемыми в точке крепления. Ключевое отличие — поколение энкодера: HC-SF702B использует 14-битный абсолютный энкодер (16384 имп/об) и является двигателем поколения J2, в то время как HC-SFS702B использует 17-битный энкодер (131072 имп/об) поколения J2S. HC-SF702B может работать с усилителями MR-J2 или MR-J2S; HC-SFS702B требует усилителей MR-J2S. Если ваш станок работает с оригинальными усилителями MR-J2, HC-SF702B — правильный двигатель.

В3: Как включается электромагнитный тормоз и как его следует подключать?

Тормоз пружинного действия и отказобезопасен: 24 В постоянного тока удерживают его открытым; при снятии напряжения пружина включает тормозной диск, блокируя вал. Это удерживающий тормоз — не предназначен для остановки движущегося двигателя. Всегда используйте выход MBR (блокировка тормоза) сервоусилителя для управления реле тормоза, которое обеспечивает включение тормоза только после замедления оси до остановки. Установите поглотитель перенапряжения непосредственно параллельно клеммам катушки тормоза для подавления индуктивных скачков напряжения при выключении. Пропуск поглотителя перенапряжения грозит постепенным повреждением контактов реле и входов/выходов усилителя со временем.

В4: Требует ли 14-битный абсолютный энкодер батарею?

Да. Последовательный абсолютный энкодер с 14 битами требует резервного питания от батареи для сохранения памяти положения при отключении питания. Батарея — литиевая ячейка A6BAT — находится в сервоусилителе MR-J2 или MR-J2S, а не в корпусе двигателя. Когда батарея исправна, ось сохраняет свое абсолютное положение при любом перебое питания и не требует цикла поиска дома при перезапуске. Проверяйте состояние батареи во время регулярного технического обслуживания; усилитель отобразит сигнал низкого заряда батареи до полного разряда ячейки, предоставляя окно для плановой замены, а не вынуждая к экстренным действиям.

В5: Можно ли использовать HC-SF702B на вертикальной оси и какие ограничения по нагрузке применяются?

Да — тормоз делает его пригодным для вертикальных осей. Рекомендации Mitsubishi предполагают, что ось должна быть рассчитана таким образом, чтобы статический неуравновешенный крутящий момент не превышал 70% номинального крутящего момента двигателя (примерно 23,4 Нм на валу двигателя для этой модели). Для вертикальной оси с большой неуравновешенной нагрузкой, приближающейся или превышающей этот порог, следует использовать дополнительное механическое противовес — гидравлический или пневматический цилиндр противовеса — в дополнение к сервоприводу, а не полагаться только на крутящий момент двигателя и тормоз.