ميتسوبيشي HC-SFS502K (HCSFS502K) — محرك سيرفو تيار متردد 5 كيلو واط، عمود مشقوق، بدون فرامل، 2000 دورة في الدقيقة، سلسلة MELSERVO J2-Super

نظرة عامة على المنتج

رقم القطعة: HC-SFS502K

تم البحث عنه أيضًا باسم: HCSFS502K, HC SFS 502K, HC-SFS-502K

السلسلة: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (جيل J2-Super)

التصنيف: محرك سيرفو بدون فرش تيار متردد متوسط القصور الذاتي — 5 كيلو واط، فئة 200 فولت، 2000 دورة في الدقيقة، عمود مشقوق، بدون فرامل

المحرك الذي يستحق مكانه عند 5 كيلو واط

هناك سبب يجعل نقطة 5 كيلو واط في تشكيلة محركات السيرفو تميل إلى أن تكون مأهولة جيدًا. إنها تقع على الحدود بين المحاور التي يمكن لمحرك صغير التعامل معها والمحاور التي تحتاج حقًا إلى إطار أكبر. بالنسبة لمصممي الآلات، فإنها تمثل الخطوة الأخيرة في السعة قبل أن يصبح شفة 176 × 176 مم أمرًا لا مفر منه — وMitsubishi HC-SFS502Kيصل عند هذه النقطة بالضبط بالفعل على الإطار الأكبر، مع عزم دوران مستمر يبلغ 23.9 نيوتن متر وذروة تبلغ 71.6 نيوتن متر جاهزة للتعامل مع أي شيء يتطلبه المحور.

اللاحقة "K" مباشرة: مجرى مفتاح مشغل على العمود، لا توجد فرامل كهرومغناطيسية. هذا المزيج يحدد التكامل الميكانيكي. يوفر العمود المشقوق مسار عزم دوران إيجابي ومقفل ميكانيكيًا للمكون المدفوع — مدخل دودة، أو ترس جنزير، أو بكرة حزام توقيت، أو أي محور يتطلب أكثر من الاحتكاك لنقل 5 كيلو واط بالكامل بشكل موثوق. يضمن عدم وجود فرامل تبسيط الدائرة على المحاور التي لا تحتاج إليها. بين هذين الخيارين، يغطي HC-SFS502K حصة كبيرة من تصميمات محاور 5 كيلو واط الواقعية.

خلف العمود، فإنالمشفر المطلق التسلسلي 17 بتعند 131,072 دورة في الدقيقة يفعل ما تفعله مشفرات J2-Super: يوفر موضعًا مطلقًا متعدد الدورات عند التشغيل بدون دورة تحديد موضع، ويوفر 131,072 موضعًا زاويًا لكل دورة إلى مكبر الصوت MR-J2S-500، ويخزن عدد الدورات المتراكم عبر أي حدث انقطاع للتيار الكهربائي على بطارية في مكبر الصوت. يعرف المحور مكانه لحظة عودة الطاقة.

المواصفات الفنية

23.9 نيوتن متر مستمر، 71.6 نيوتن متر ذروة: ما تعنيه هذه الأرقام عمليًا

عزم الدوران هو عملة محور السيرفو. السرعة مهمة أيضًا، ولكن بالنسبة لمعظم محركات تحديد المواقع والعمليات، فإن السؤال الذي يحتاج المهندس حقًا إلى الإجابة عليه هو: هل يمكن لهذا المحرك تحمل عزم الدوران المطلوب بدورة العمل المطلوبة دون إثارة إنذار الحمل الزائد أو تدهور الملفات حراريًا؟

عند 23.9 نيوتن متر مستمر، يتمتع HC-SFS502K بسعة حقيقية. يمكنه تشغيل برغي كروي بمسافة 20 مم بحمل معتدل، وتشغيل محرك لف للحفاظ على شد ثابت للويب عبر نطاق واسع من أقطار اللف، وتغذية المواد عبر محطة ضغط أو تشكيل، أو تشغيل طاولة تقسيم دوارة خلال دورة إنتاج كاملة. التصنيف المستمر ليس ذروة مخفضة — إنه عزم الدوران الذي يمكن للمحرك تحمله إلى أجل غير مسمى عند السرعة المقدرة في ظل الظروف الحرارية التي يأخذها نموذج الحرارة الإلكتروني لمكبر الصوت J2-Super في الاعتبار.

تبلغ ذروة 71.6 نيوتن متر — ثلاثة أضعاف الرقم المستمر بالضبط — متاحة لمتغيرات التسارع والتباطؤ في كل دورة تحديد موقع. يقضي محور 5 كيلو واط الذي يقوم بحركات سريعة من نقطة إلى نقطة جزءًا صغيرًا من وقت دورته عند عزم الدوران الأقصى أثناء منحدر التسارع، ومعظم وقت الدورة عند أو أقل من عزم الدوران المستمر، وجزء قصير آخر يتباطأ. نسبة الذروة إلى المستمر 3:1 تستوعب هذا النمط. يتتبع نموذج الحرارة الإلكتروني المدمج في MR-J2S-500 الحمل الحراري التراكمي عبر دورة العمل الكاملة ويرفع إنذارًا قبل أن يصل المحرك إلى حالة حرارية ضارة — ليس في لحظة الحمل الزائد، ولكن بشكل تنبؤي بناءً على سجل التشغيل.

رقم واحد يستحق وضعه في مقدمة الذهن أثناء تصميم النظام: يوصي دليل تعليمات مكبر الصوت MR-J2S-500 بالحفاظ على عزم الدوران غير المتوازن على المحاور الرأسية عند 70٪ أو أقل من عزم دوران المحرك المقدر. عند 23.9 نيوتن متر مقدر، يعني ذلك الحفاظ على عزم الدوران غير المتوازن الناجم عن الجاذبية أقل من حوالي 16.7 نيوتن متر للتشغيل الموثوق. إذا تجاوز التطبيق هذا الحد، فإن المحرك ذو تصنيف عزم دوران مستمر أعلى هو المسار الصحيح — وليس قبول التشغيل الهامشي عند الحد.

لماذا يغير العمود المشقوق المحادثة

نادراً ما يحصل القرار بين عمود مستقيم وعمود مشقوق على مساحة كبيرة في وثائق محركات السيرفو. يجب أن يحصل عليها، لأن الاختيار له عواقب عملية تظهر في التركيب، وفي الموثوقية طويلة الأجل، وأحيانًا في مكالمات استكشاف الأخطاء وإصلاحها التي تستغرق أسابيع لحلها.

ينقل اقتران الاحتكاك عزم الدوران من خلال قوة الاتصال بين تجويف المحور وقطر العمود الخارجي. يتم إنشاء هذه القوة عند التركيب ويجب أن تظل كافية لمقاومة عزم الدوران الأقصى بالكامل — 71.6 نيوتن متر في هذه الحالة — طوال عمر خدمة المحرك. الاهتزاز، الدورات الحرارية، والتآكل الميكانيكي العادي كلها تقلل من قوة التثبيت بمرور الوقت. قد يتطور اقتران كان كافيًا في اليوم الأول إلى انزلاق تحت عزم الدوران الأقصى العابر بعد عام من الإنتاج. عندما يحدث ذلك، يكون الانزلاق عادةً متقطعًا، وخطأ التتبع الناتج صغير، وقد لا يتم تشغيل الإنذار أبدًا — ولكن تكرار الموضع يتدهور، ويكون السبب الجذري صعبًا حقًا في العثور عليه.

يزيل مجرى المفتاح في HC-SFS502K هذه الثغرة تمامًا. يتم نقل عزم الدوران من خلال مقطع القص للمفتاح نفسه، وليس من خلال الاحتكاك. الانعكاس، الاهتزاز، الصدمات من إشراك السلسلة أو تشابك التروس، عزم الدوران الأقصى البالغ 71.6 نيوتن متر أثناء دورات التسارع القوية — لا شيء من هذه يتحدى مفتاحًا مركبًا بشكل صحيح بالطريقة التي يتحدى بها مشبك الاحتكاك. مسار عزم الدوران إيجابي ميكانيكيًا ولا يتدهور مع ساعات الخدمة.

المقايضة العملية: تتطلب المحاور المشقوقة تجويفًا لمجرى المفتاح، وهو عملية تشغيل أكثر تعقيدًا قليلاً من التجويف الأملس. بالنسبة للمحاور التي يتم تصنيعها حسب الطلب — البكرات المخصصة، أو فراغات التروس، أو المسننات — لا يضيف هذا شيئًا كبيرًا. بالنسبة للمحاور الجاهزة المتوفرة فقط بتجويف أملس، فإن الإصدارات ذات العمود المستقيم (HC-SFS502 أو HC-SFS502B) هي المحرك الصحيح للمواصفات. HC-SFS502K هو المحرك الصحيح عندما يكون المكون المدفوع لديه بالفعل مجرى مفتاح، أو عندما يمكن للتصميم تحديد واحد.

تركيب المحور عند إطار 176 × 176 مم: طريقة برغي السحب.تعليمات محركات السيرفو من ميتسوبيشي صريحة بشأن هذا الأمر للمحركات ذات الإطار الكبير. استخدم دائمًا الفتحة الملولبة في نهاية العمود وبرغي السحب لسحب المحور محوريًا على العمود — لا تضغط أو تدق أبدًا. يحتوي إطار 176 × 176 مم على بروز عمود أطول من المحركات الأصغر، وتنتقل أحمال الصدمات أثناء تركيب المحور مباشرة عبر العمود إلى قرص المشفر والبطانة الخلفية. الضرر لا يظهر على الفور. يظهر بعد أسابيع كأخطاء مشفر متقطعة تحت الاهتزاز، مع عدم وجود شيء في سجل الخدمة يشير إلى حدث التركيب. طريقة برغي السحب تضيف ثلاثين ثانية وتمنع المشكلة تمامًا.

لا توجد فرامل: الافتراضي الصحيح لمعظم محاور 5 كيلو واط

كل محور لا يحتاج إلى فرامل كهرومغناطيسية يستفيد من عدم وجودها. الأسلاك أبسط — لا توجد دائرة فرامل 24 فولت تيار مستمر، ولا ممتص صدمات، ولا تسلسل تداخل MBR في PLC. تصميم اللوحة أنظف. يختفي فحص قرص الفرامل من جدول الصيانة. المحرك أخف وأقصر من نظيره المزود بفرامل.

HC-SFS502K مناسب في أي مكان يكون فيه قفل السيرفو من خلال حلقة التحكم في الموضع المغلقة لمكبر الصوت MR-J2S-500 كافيًا لتثبيت المحور في وضع الراحة — وهو ما يكون موثوقًا به للمحاور الأفقية والآليات ذات الحمل المتماثل. تظل حلقة الموضع نشطة عند تشغيل السيرفو، ويراقب المشفر ذو 17 بت زاوية العمود باستمرار، ويوفر مكبر الصوت أي تيار مطلوب للحفاظ على خطأ تتبع صفري. على محور مضبوط جيدًا، لا يتحرك العمود بشكل ملحوظ في وضع الراحة.

يتغير الحساب للمحاور الرأسية، أو التغذيات المائلة، أو أي آلية حيث يكون للحمل مكون جاذبية في اتجاه دوران العمود. عندما ينخفض تيار السيرفو — عند إيقاف الطوارئ، أو عند فقدان الطاقة، أو عند إيقاف تشغيل السيرفو المخطط له — ستتحرك هذه المحاور ما لم يمسكها شيء ميكانيكي. لا يمكن لقفل السيرفو تثبيت محور يحاول السقوط. هذه التطبيقات تنتمي إلىHC-SFS502BK(عمود مشقوق، فرامل كهرومغناطيسية مطبقة بالزنبرك). تصميم التطبيق بالزنبرك يعني أن الفرامل تعمل افتراضيًا ويتم تحريرها فقط عند تنشيط ملف الفرامل — لذلك يؤدي فقدان الطاقة إلى تطبيق الفرامل تلقائيًا بدلاً من تحريرها.

بالنسبة لآلة بها عدة محاور 5 كيلو واط، فإن تحديد أي منها يحتاج إلى فرامل وأيها لا يحتاج — وتحديد المواصفات وفقًا لذلك — ينتج عنه نظام أفضل من الافتراض على متغير الفرامل في كل مكان بدافع الحذر.

مكبرات الصوت المتوافقة: منصة MR-J2S-500

يتزاوج HC-SFS502K معمكبر الصوت من فئة MR-J2S-500، منصة J2-Super بسعة 5 كيلو واط. تغطي متغيرات الواجهة الثلاثة هياكل التحكم الرئيسية الموجودة في الأتمتة الصناعية:

MR-J2S-500Aيقبل أوامر تحديد المواقع بالنبضات وإشارات السرعة/عزم الدوران التناظرية من وحدات التحكم CNC الخارجية، ووحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة، ووحدات التحكم في الحركة. يدعم أوضاع التحكم الكاملة في الموضع والسرعة وعزم الدوران وجميع مجموعات الوضع التبديلية. منفذ RS-232C لبرنامج إعداد MR Configurator. الخيار العام لمحاور تغذية أدوات الآلات، وتحديد المواقع الصناعية العامة، وأي تطبيق يكون فيه مصدر الأمر إشارة نبضية أو تناظرية.

MR-J2S-500Bيتصل بوحدات التحكم في الحركة من سلسلة A وسلسلة Q من ميتسوبيشي عبر ناقل SSCNET التسلسلي بالألياف الضوئية. تنتقل جميع أوامر المحور عبر شبكة الألياف؛ وتعود بيانات المشفر، والموضع المطلق، وحالة الإنذار، وبيانات المراقبة عبر نفس الرابط. مكبر الصوت الصحيح لأنظمة المحاور المتعددة المنسقة حيث يجب أن تتحرك المحاور بتزامن هندسي دقيق — تشكيل، استيفاء، تروس إلكترونية، تتبع كامة.

MR-J2S-500CPيتضمن تحديد المواقع المدمج. ما يصل إلى 31 موضعًا مستهدفًا مخزنًا كبيانات جدول نقاط في مكبر الصوت، يتم تنشيطها بواسطة أوامر الإدخال/الإخراج الرقمي أو شبكة CC-Link. لا يلزم وجود وحدة تحكم حركة خارجية. مناسب لمحاور تحديد المواقع المستقلة، ومحطات الطاولات الدوارة، وأي تطبيق يكون فيه منطق تحديد المواقع بسيطًا بما يكفي لتطبيقه في جداول النقاط.

تشترك جميعها في نفس أجهزة مكبر الصوت 5 كيلو واط، ونفس الضبط التلقائي في الوقت الفعلي، وقمع الاهتزاز التكيفي، وفلتر قمع رنين الآلة، ومجموعة كاملة من وظائف الحماية J2-Super.

ملاحظات التوافق. يتطلب HC-SFS502Kمكبر صوت J2-Super (MR-J2S). إنه غير متوافق مع مكبرات الصوت MR-J2-500 من الجيل الأول، والتي لا يمكنها فك تشفير بروتوكول المشفر التسلسلي 17 بت. بالنسبة للآلات التي تعمل بأجهزة MR-J2 الأصلية، فإنHC-SF502K — متطابق ميكانيكيًا، مشفر 14 بت — هو المحرك الصحيح. غير متوافق مع مكبرات الصوت MR-J3 أو MR-J4 بدون مجموعة محول تجديد.

عائلة HC-SFS 2000 دورة في الدقيقة — منظور السعة

HC-SFS502K هو ثاني أعلى محرك سعة في عائلة HC-SFS 2000 دورة في الدقيقة. يتشارك في شفة 176 × 176 مم مع متغيرات 202 و 352 و 702، لذلك يمكن لأي إطار آلة مبني لهذا الحجم من الشفة استيعاب النطاق الكامل من 2 كيلو واط إلى 7 كيلو واط دون أي تعديل ميكانيكي. الانتقال من HC-SFS502K إلى HC-SFS702K يعني قبول محرك أثقل وزيادة بنسبة 40٪ في عزم الدوران المستمر — مناسب إذا كان المحور يحتاجه حقًا؛ غير ضروري إذا كان 23.9 نيوتن متر يوفر هامشًا كافيًا بالفعل لنقطة التشغيل الأسوأ.

كل نقطة سعة في عائلة 2000 دورة في الدقيقة متاحة في تكوينات العمود والفرامل الأربعة: عمود مستقيم (بدون لاحقة)، عمود مستقيم مع فرامل (B)، عمود مشقوق (K)، وعمود مشقوق مع فرامل (BK). جميع المتغيرات عند 5 كيلو واط 2000 دورة في الدقيقة تستخدم مكبر الصوت MR-J2S-500 بغض النظر عن تكوين العمود أو الفرامل.

التطبيقات النموذجية

محاور تغذية أدوات الآلات الثقيلة. تستخدم مراكز التشغيل الأفقية CNC، ومطاحن الجسر، وآلات التجليخ ذات كتلة الطاولة الكبيرة وأحمال القطع الثقيلة محركات سيرفو 5 كيلو واط على محاورها الخطية الرئيسية. يتعامل عزم الدوران المستمر البالغ 23.9 نيوتن متر وعزم الدوران الأقصى البالغ 71.6 نيوتن متر في HC-SFS502K مع متطلبات محرك البرغي الكروي لهذه الآليات، مع تأمين العمود المشقوق لواجهة محور صمولة البرغي الكروي أو البكرة.

محركات التحكم في اللف والشد. تتطلب محركات لف المواد على خطوط الورق والفيلم والمنسوجات التي تعمل في وضع التحكم في عزم الدوران عزم دوران مستمرًا مستدامًا عبر أقطار اللف المتغيرة. نقطة تشغيل 5 كيلو واط مناسبة لمحطات اللف متوسطة المدى حيث يتطلب ضبط شد الويب 15-20 نيوتن متر من عزم دوران المحرك المستمر، مع هامش يصل إلى حد 23.9 نيوتن متر للأمان.

محاور تغذية آلات الضغط والختم. تعمل محاور تغذية المواد التي يتم التحكم فيها بواسطة السيرفو على مكابس القوالب التدريجية، ومكابس الختم الدقيق، وخطوط الختم بسرعة معتدلة تحت قوة تغذية كبيرة. يتعامل عزم الدوران الأقصى البالغ 71.6 نيوتن متر مع متغيرات القوة العالية في بداية كل شوط تغذية؛ يضمن العمود المشقوق بقاء محور المسنن أو بكرة التغذية مقفلاً تحت أحمال الصدمات الدورية التي تولدها هذه الآليات.

محركات آلات التقسيم الدوارة والنقل. طاولات التقسيم الدوارة متعددة المحطات ومحاور القيادة لآلات النقل التي تستخدم محركات سيرفو مقترنة بالتروس أو مدفوعة بالجنزير عند مستوى 5 كيلو واط. يتصل المحور المشقوق من جانب المحرك بشكل إيجابي بالترس أو المسنن، ويحافظ المشفر المطلق ذو 17 بت على دقة التقسيم عند إعادة التشغيل، ويدفع عزم الدوران المستمر البالغ 23.9 نيوتن متر الآلية المحملة خلال كل تقسيم بشكل موثوق.

آلات القطع والتوجيه الكبيرة. محاور الجسر المدفوعة بالسيرفو على أجهزة التوجيه الكبيرة، وطاولات قطع البلازما، وأنظمة تحديد المواقع بنفث الماء حيث تتطلب كتلة المحور وسرعة السفر 5 كيلو واط أو أكثر. قد يكون اقتران العمود المستقيم مقبولاً هنا، ولكن الآلات ذات محركات الأحزمة المسننة الأساسية غالبًا ما تستخدم محور بكرة مشقوق للاشتباك الإيجابي الذي يتطلبه شد الحزام.

أسئلة متكررة

س 1: ما هي مكبرات الصوت المتوافقة مع HC-SFS502K؟

يتطلب HC-SFS502Kمكبر صوت من فئة MR-J2S-500. متغيرات الواجهة الثلاثة هي: MR-J2S-500A (عام، أمر نبضي/تناظري)، MR-J2S-500B (ناقل SSCNET بالألياف الضوئية لوحدات التحكم في الحركة من ميتسوبيشي)، و MR-J2S-500CP (تحديد المواقع المدمج، ما يصل إلى 31 جدول نقطة). مكبرات الصوت MR-J2-500 من الجيل الأول غير متوافقة — لا يمكنها قراءة مشفر J2-Super ذي 17 بت. مكبرات الصوت MR-J3 و MR-J4 غير متوافقة أيضًا بشكل مباشر.

س 2: ما هو الفرق بين HC-SFS502K و HC-SFS502BK؟

كلاهما محركات 5 كيلو واط، 2000 دورة في الدقيقة، بعمود مشقوق، على شفة 176 × 176 مم مع مشفرات 17 بت ومواصفات كهربائية متطابقة. الفرق الوحيد هو الفرامل: HC-SFS502K لا يحتوي على فرامل — يتم الاحتفاظ بالموضع في وضع الراحة بواسطة قفل السيرفو لمكبر الصوت. HC-SFS502BK يحتوي على فرامل كهرومغناطيسية مطبقة بالزنبرك تعمل عند إلغاء تنشيط ملف الفرامل. استخدم 502BK على المحاور الرأسية، والآليات المحملة بالجاذبية، وأي محرك قد يكون فيه الحركة عند إيقاف تشغيل السيرفو خطيرة. على المحاور الأفقية أو ذات الحمل المتماثل، فإن 502K هو المواصفات الصحيحة والأبسط.

س 3: هل يمكن لـ HC-SFS502K استبدال HC-SF502K على آلة موجودة؟

ميكانيكيًا نعم — أبعاد الشفة، قطر العمود، ومجرى المفتاح متطابقة، لذا فإن المحرك يناسب ماديًا نفس التركيب. الفرق الحاسم هو المشفر: HC-SF502K يستخدم مشفر 14 بت (16,384 دورة في الدقيقة) متوافق مع مكبرات الصوت MR-J2 و MR-J2S، بينما HC-SFS502K يستخدم مشفر 17 بت (131,072 دورة في الدقيقة) يتطلب مكبر صوت MR-J2S-500. إذا كانت الآلة تعمل بمكبر صوت MR-J2-500 أصلي، فقم بالتبديل إلى HC-SF502K، وليس HC-SFS502K. إذا كانت الآلة تعمل بالفعل على MR-J2S-500، فإن HC-SFS502K هو الترقية الصحيحة ويجب التحقق من معلمات مكبر الصوت لأي إعدادات تروس إلكترونية اعتمدت على دقة المشفر الأصلية.

س 4: أين توجد بطارية النسخ الاحتياطي للمشفر المطلق، ومتى تحتاج إلى استبدالها؟

البطارية — Mitsubishi A6BAT lithium — موجودة داخل مكبر صوت السيرفو MR-J2S-500، وليس في المحرك. يتم استبدالها في اللوحة دون لمس المحرك أو الاقتران. استبدلها عندما يعرض مكبر الصوت إنذار انخفاض البطارية. إذا سمح للبطارية بالتفريغ بالكامل، فسيتم إعادة تعيين عداد الدورات المطلق متعدد الدورات وسيحتاج المحور إلى دورة استعادة مرجع قبل استئناف الإنتاج.

س 5: تم إدراج HC-SFS502K على أنه متوقف. هل لا يزال متاحًا، وما هو البديل طويل الأجل؟

نعم — على الرغم من إيقاف إنتاجه بواسطة ميتسوبيشي، لا يزال HC-SFS502K متاحًا على نطاق واسع كمخزون فائض ومجدد من خلال موردي الأتمتة الصناعية. بالنسبة للآلات التي يجب أن تظل قيد الخدمة على أجهزة J2-Super، فإن المخزون الفائض هو المسار العملي للتوريد. بالنسبة لتصميمات الآلات الجديدة أو التحديثات الرئيسية، فإن المكافئ من الجيل الحالي هوHG-SR502K (سلسلة MR-J4، 5 كيلو واط، 2000 دورة في الدقيقة، عمود مشقوق، مشفر 22 بت، شفة 176 × 176 مم، IP67) — بديل ميكانيكي مباشر يتطلب مكبر صوت MR-J4-500.