محرك سيرفو AC من ميتسوبيشي HC-SFS352BG1H مع فرامل كهرومغناطيسية وترس G1H عالي الدقة — 3.5 كيلو واط | MELSERVO J2S | جديد في الصندوق

ثلاثة أشياء يمكن أن تجعل محور السيرفو صعبًا هندسيًا حقًا: القصور الذاتي الكبير للحمل الذي يفوق نطاق تحكم المحرك، ومتطلب تثبيت الموضع ميكانيكيًا عند إزالة الطاقة، والحاجة إلى عزم دوران عالي عند سرعة مخفضة بدون تركيب صندوق تروس خارجي ضخم. إن محرك Mitsubishi HC-SFS352BG1H يعالج هذه المشكلات الثلاث في وحدة واحدة مجمعة في المصنع. يجمع بين محرك السيرفو متوسط القصور الذاتي HC-SFS352 بقوة 3.5 كيلو واط مع ترس كوكبي عالي الدقة G1H و فرامل كهرومغناطيسية مدمجة — نظام دفع متكامل بالكامل لتطبيقات الأتمتة الصناعية وأدوات الآلات المتطلبة. جديد في عبوة ميتسوبيشي إلكتريك الأصلية.

المواصفات الفنية

ثلاثة مكونات، تجميع واحد مطابق في المصنع

يجمع HC-SFS352BG1H بين ثلاثة أنظمة فرعية قد تتطلب بخلاف ذلك مصادر منفصلة، ومحاذاة ميكانيكية، وهندسة تركيب:

محرك القاعدة HC-SFS352 هو عضو ميتسوبيشي بقوة 3.5 كيلو واط في سلسلة HC-SFS متوسطة القصور الذاتي بسرعة 2,000 دورة في الدقيقة — محرك بعزم دوران مقنن 16.7 نيوتن متر وذروة 50.1 نيوتن متر، ومشفر مطلق 17 بت، وغلاف IP65 مع مانع تسرب زيت، وشفة 176 × 176 مم مشتركة مع طرازات HC-SFS الأكبر. إنها منصة راسخة لمحاور تغذية أدوات الآلات CNC ومحركات الأتمتة الصناعية.

الترس G1H هو تكوين تخفيض كوكبي عالي الدقة من ميتسوبيشي. يشير تعيين G1H إلى دقة خرج أعلى من الترس الصناعي العام G1 القياسي — مواصفات تفاوت أقل ودقة تروس أكثر تحكمًا، مناسبة لمحاور تحديد المواقع حيث يكون التكرار الزاوي عند عمود الخرج مهمًا بقدر مضاعفة عزم الدوران.

الفرامل الكهرومغناطيسية هي من نوع تطبيق الزنبرك، انقطاع التيار: الفرامل تقفل العمود ميكانيكيًا عند إزالة جهد ملف الفرامل، وتتحرر عند تنشيطها. هذا هو التكوين الآمن الصحيح للمحاور الرأسية، والمحركات المائلة، وأي حمل يجب أن يحافظ على الموضع بأمان عند غياب طاقة السيرفو.

جميع الثلاثة مجمعة في المصنع، ومحاذية، وتم اختبارها كوحدة تجميع متطابقة. يتلقى مُنشئ الآلة نظام دفع كامل بعلاقات أبعاد تم التحقق منها بين المحرك والترس والفرامل.

الترس G1H — دقة عالية لتطبيقات تحديد المواقع

ضمن كتالوج تروس ميتسوبيشي HC-SFS، يضع تعيين G1H هذه الوحدة فوق الترس الصناعي العام G1 القياسي من حيث دقة الخرج. G1H هو تكوين ترس عالي الدقة مع تفاوت متحكم فيه، مخصص للتطبيقات التي تكون فيها دقة الموضع عند عمود خرج الترس حاسمة لأداء الآلة.

يخدم الترس وظيفتين هندسيتين في وقت واحد. أولاً، يضاعف عزم دوران المحرك المقنن بما يتناسب مع نسبة الترس، مما يوفر عزم دوران خرج أعلى بكثير مما يمكن أن ينتجه محرك 3.5 كيلو واط وحده عند عمود الخرج. ثانيًا، يقلل من القصور الذاتي المنعكس للحمل إلى عمود المحرك بمربع نسبة الترس — مما يجعل من الممكن قيادة أحمال عالية القصور الذاتي قد تتجاوز بخلاف ذلك نسبة القصور الذاتي الموصى بها للمحرك في تكوينات الاقتران المباشر.

بالنسبة لطاولات الدوران الكبيرة، وأدوات تثبيت العمل الثقيلة، ومحركات الجسر متعددة المحاور حيث يمثل الحمل الميكانيكي قصورًا ذاتيًا كبيرًا، يغير الترس G1H النظام من هامشي إلى ضمن المواصفات بشكل جيد.

الفرامل الكهرومغناطيسية — لماذا هذا التكوين مهم

الحرف B في HC-SFS352BG1H هو الفرامل الكهرومغناطيسية المطبقة بالزنبرك، وإدراجها هنا ليس عرضيًا. عند خرج 3.5 كيلو واط مع ترس عالي الدقة يضيف المزيد من مضاعفة عزم الدوران، يقود المحرك الأحمال بطاقة ميكانيكية كبيرة. عند إزالة طاقة السيرفو — سواء عن قصد في نهاية الدورة، أو أثناء إيقاف الطوارئ، أو عند فقدان الطاقة — يمكن للحمل الذي لا يحتوي على فرامل ميكانيكية أن يتحرك بفعل الجاذبية أو القصور الذاتي.

تقوم الفرامل المطبقة بالزنبرك بقفل عمود خرج الترس في اللحظة التي ينخفض فيها جهد ملف الفرامل. هذا هو المواصفات الصحيحة لـ:

• المحاور الرأسية حيث يجب تثبيت كتلة الحمل ضد الجاذبية كلما لم يتم توجيه المحرك
• المحاور المائلة أو المنحدرة حيث تخلق الجاذبية مكون عزم دوران مستمر على المحرك
• متطلبات التثبيت الآمن في تصميمات الآلات حيث يكون عدم حركة العمود أثناء الصيانة أو ظروف فتح الحماية إلزاميًا
• تثبيت تحديد المواقع بدقة التطبيقات التي يجب فيها قفل الموضع ميكانيكيًا بين دورات الحركة دون الاعتماد على تيار السيرفو المستمر

ملاحظة هامة واحدة: الفرامل الكهرومغناطيسية هي جهاز تثبيت ميكانيكي، وليست فرامل تباطؤ ديناميكي. وهي مصممة للتشغيل بعد توقف المحور، وقفل العمود في وضع السكون.

مشفر مطلق 17 بت — تحديد الموضع بدون تحديد نقطة الأصل

يقرأ المشفر المدمج في HC-SFS352BG1H عمود المحرك بدقة 131,072 نبضة في الدورة عبر رابط ميتسوبيشي التسلسلي عالي السرعة إلى مضخم السيرفو. يأخذ المضخم في الاعتبار نسبة الترس في معلمات الترس الإلكترونية الخاصة به، ويترجم بيانات موضع المحرك بدقة إلى زاوية عمود الخرج لوحدة التحكم CNC أو الحركة.

البنية المطلقة تعني الاحتفاظ بالموضع عبر دورات الطاقة. مع تثبيت بطارية مضخم السيرفو، يستمر عداد الموضع متعدد الدورات عند إيقاف تشغيل الآلة — لذلك لا يتطلب بدء التشغيل تسلسل تحديد نقطة الأصل. بالنسبة لآلة ذات طاولة دوارة كبيرة الحجم أو تركيب متعدد المحاور ثقيل حيث يستغرق تحديد نقطة الأصل لكل محور قبل بدء الإنتاج وقتًا طويلاً، فإن إزالة روتين بدء التشغيل هذا يمثل مكسبًا مباشرًا في الإنتاجية.

مضخمات السيرفو المتوافقة

يتزاوج HC-SFS352BG1H مع مضخمات السيرفو MR-J2S-350A (أمر تناظري/قطار نبضي) أو MR-J2S-350B (أمر شبكة رقمية SSCNET)، وكلاهما مصنف عند 3.5 كيلو واط ضمن منصة MELSERVO J2S. يجب برمجة نسبة الترس G1H في معلمة نسبة الترس الإلكترونية للمضخم أثناء التشغيل. تتطلب الفرامل الكهرومغناطيسية مصدر طاقة منفصل 24 فولت تيار مستمر متصل بدائرة الفرامل وفقًا لمواصفات الأسلاك الخاصة بميتسوبيشي.

بيئات التطبيق

HC-SFS352BG1H هو حل مصمم خصيصًا لفئات التطبيقات المحددة حيث يجب أن يكون المحرك والفرامل والترس عالي الدقة موجودين جميعًا:

طاولات دوارة كبيرة الحجم ورؤوس مائلة على مراكز التشغيل حيث تخلق كتلة أداة تثبيت العمل قصورًا ذاتيًا عاليًا للحمل، ويجب أن يحافظ المحور الرابع أو الخامس على الموضع تحت قوى القطع، ويجب أن تقفل المحرك ميكانيكيًا عند فتح حماية الآلة

محاور رأسية ثقيلة على مراكز التشغيل CNC، وآلات الحفر، ومعدات التجميع الآلية حيث يوفر خرج 3.5 كيلو واط عند خرج الترس هامش قوة لتحريك وتثبيت الأحمال الكبيرة في أي موضع في مسار المحور

الروبوتات الصناعية — مفاصل الكتف والذراع العلوية على الروبوتات المفصلية ذات الحمولة المتوسطة إلى الكبيرة حيث تزيد مضاعفة عزم الدوران عبر الترس G1H من نطاق عزم الدوران الفعال للمحرك لمطابقة المتطلبات الهيكلية للمفصل

محركات الفهرسة الدقيقة — فهارس الأقراص، وفهارس النجوم، وأنظمة النقل الدوارة حيث تضمن مواصفات التفاوت الأقل لـ G1H تحديد المواقع الزاوي المتكرر عند محطة الخرج بعد كل فهرسة

أنظمة اللحام والقطع الآلية — محاور الجسر والبوابات الكبيرة حيث يوفر الجمع بين خرج 3.5 كيلو واط، ومضاعفة عزم دوران الترس، والفرامل الميكانيكية حركة متحكم فيها موثوقة مع قدرة تثبيت آمنة

ملخص متغيرات HC-SFS352

محرك القاعدة HC-SFS352 متاح في عدة تكوينات. يجمع BG1H بين خيارين:

• HC-SFS352 — عمود مستقيم، بدون فرامل، بدون ترس
• HC-SFS352B — مع فرامل كهرومغناطيسية، بدون ترس
• HC-SFS352G1H — مع ترس G1H، بدون فرامل
• HC-SFS352BG1H — مع فرامل كهرومغناطيسية + ترس G1H (هذه القائمة)

تشترك جميع المتغيرات في نفس خرج 3.5 كيلو واط، ومشفر مطلق 17 بت، وغلاف محرك IP65، وشفة محرك 176 × 176 مم.

أسئلة متكررة

س1: ما هو مضخم السيرفو المتوافق مع HC-SFS352BG1H؟

المضخمات الصحيحة هي MR-J2S-350A (أمر تناظري أو قطار نبضي من PLC أو وحدة تحكم خارجية) أو MR-J2S-350B (شبكة SSCNET للألياف الضوئية لأنظمة الحركة متعددة المحاور من ميتسوبيشي). كلاهما مصنف عند 3.5 كيلو واط ضمن منصة MELSERVO J2S. يجب برمجة نسبة الترس في معلمات نسبة الترس الإلكترونية للمضخم عند التشغيل.

س2: ما هي مزودات الطاقة التي تتطلبها الفرامل الكهرومغناطيسية؟

تتطلب الفرامل الكهرومغناطيسية المطبقة بالزنبرك مصدر طاقة منفصل 24 فولت تيار مستمر متصل بدائرة الفرامل عبر كابل موصل الفرامل الخاص بالمحرك. تتحرر الفرامل عند تطبيق 24 فولت تيار مستمر على الملف، وتقفل عند إزالة الجهد. لا يوفر مضخم السيرفو نفسه طاقة الفرامل — يجب توفير مصدر 24 فولت تيار مستمر مخصص في تصميم كهرباء الآلة. ارجع إلى مواصفات الأسلاك الخاصة بميتسوبيشي لنوع الموصل الصحيح وتوجيه الكابل.

س3: ما هو الفرق بين تروس G1 و G1H و G5 و G7 في سلسلة HC-SFS؟

G1 هو الترس المخفض الصناعي العام القياسي — من نوع التروس الدودية، مناسب لمعظم تطبيقات الأتمتة والمناولة حيث يكون دقة عمود الخرج المعتدلة مقبولة. G1H هو الإصدار عالي الدقة لتكوين G1 — لديه تفاوت أقل ودقة تروس محسنة مقارنة بـ G1، مما يجعله مناسبًا لمحاور تحديد المواقع حيث تكون التكرار الزاوي عند الخرج مهمًا. G5 و G7 هي تروس مخروطية حلزونية دقيقة ذات مواصفات تفاوت أقل، للتطبيقات التي تتطلب أعلى دقة زاوية لعمود الخرج مثل طاولات الدوران الدقيقة. G1H هو الخيار الأوسط الصحيح لتحديد المواقع الصناعية المتطلبة بدون التكلفة الإضافية لـ G5/G7.

س4: هل يمكن استخدام HC-SFS352BG1H على محور رأسي بدون تفعيل الفرامل الكهرومغناطيسية في جميع الأوقات؟

لا يلزم تنشيط الفرامل باستمرار أثناء التشغيل العادي — فهي تحتاج فقط إلى تنشيطها (تحريرها) أثناء الحركة المزودة بالطاقة. خلال أي حالة يتم فيها إزالة طاقة السيرفو أو يكون المحور في وضع السكون ويجب أن يثبت ضد الجاذبية، يجب إلغاء تنشيط الفرامل للسماح للزنبرك بقفل العمود. التوجيه العام لميتسوبيشي هو أن عزم الدوران غير المتوازن للمحور الرأسي يجب أن يظل ضمن 70٪ من عزم دوران المحرك المقنن لتثبيت الفرامل بشكل موثوق. تأكد دائمًا من عزم دوران تثبيت الفرامل مقابل الحمل الفعلي قبل التشغيل.

س5: هل لا يزال HC-SFS352BG1H قيد الإنتاج، وما هو ما يعادله من الجيل الحالي؟

تنتمي سلسلة HC-SFS إلى جيل MELSERVO J2S من ميتسوبيشي، والذي خلفته منتجات سلسلة J4 و J5. لا تزال وحدات HC-SFS352BG1H الجديدة في الصندوق متاحة من خلال قنوات الأتمتة الصناعية لصيانة الآلات وقطع الغيار وأنظمة منصة J2S الحالية. بالنسبة لتصميمات الآلات الجديدة، فإن ما يعادل الجيل الحالي من ميتسوبيشي مع ترس G1H وفرامل في فئة 3.5 كيلو واط تأتي من سلسلة HG-SR (MELSERVO J4) — تقدم مشفر 22 بت وغلاف IP67 ولكنها تتطلب مضخمات J4 وواجهات كابل مختلفة.