Mitsubishi HC-SFS301B (HCSFS301B) — محرك سيرفو AC بقوة 3 كيلوواط، عمود مستقيم + فرامل، 1000 دورة في الدقيقة، سلسلة MELSERVO-J2S

تحديد المنتج

رقم القطعة: HC-SFS301B

تم البحث عنه أيضًا باسم: HCSFS301B, HC-SFS-301B

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

نوع المحرك: محرك سيرفو AC بدون فرش — عمود مستقيم مع فرامل كهرومغناطيسية، 1000 دورة في الدقيقة

الحالة: جديد في الصندوق، مختوم من المصنع

قصة العزم: 3 كيلوواط عند 1000 دورة في الدقيقة

معظم محركات السيرفو مُحسَّنة للسرعة. تم بناء HC-SFS301B حول أولوية مختلفة: عزم دوران مستدام عند سرعة عمود منخفضة. ثلاثة كيلوواط من الخرج الموجه عبر لف 1000 دورة في الدقيقة ينتج عنه28.6 نيوتن متر من عزم الدوران المقنن المستمر — ضعف ما ينتجه محرك بقوة 3 كيلوواط مقنن عند 2000 دورة في الدقيقة عند عموده. لا حاجة لعلبة تروس لتحقيق هذا الرقم. لا توجد مرحلة تخفيض وسيطة تضيف تفاوتًا، أو فترات صيانة، أو تعقيدًا ميكانيكيًا إلى مجموعة نقل الحركة.

هذا هو السبب الأساسي الذي يجعل المهندسين يحددون هذا المحرك. حيث يتطلب التطبيق عزم دوران كبيرًا باستمرار عند سرعة عمود بطيئة — محركات دوارة مقترنة مباشرة، وآليات نقل منصات بطيئة، ومحاور لف تعمل تحت حمل شد مستمر — فإن ملف تعريف 1000 دورة في الدقيقة، وعزم الدوران العالي يحل المشكلة دون الحاجة إلى أجهزة نقل طاقة إضافية بين المحرك والحمل.

الـ85.9 نيوتن متر ذروة يوفر هامش التسارع. يتطلب تحريك حمل عالي القصور الذاتي من السكون إلى السرعة المقننة وإيقافه بشكل نظيف عزم دوران أكبر بكثير من الحفاظ على سرعة ثابتة. هذه النسبة الثلاثية إلى واحد بين الذروة والمعدل هي ما يسمح لـ HC-SFS301B بقيادة أحمال ثقيلة عبر دورات بدء/إيقاف حادة مع البقاء ضمن تصنيفه الحراري المستمر عبر الجزء العامل من كل دورة.

الـ"B" يشير إلى متغير الفرامل الكهرومغناطيسية. يتم شحن المحرك مع فرامل مطبقة بالزنبرك مثبتة وعمود مستقيم لواجهات اقتران المشبك الاحتكاكي. هذا هو التكوين للتطبيقات التي تجمع بين الحاجة إلى تثبيت ميكانيكي آمن ضد الفشل وتصميم اقتران عمود بسيط.

المواصفات الفنية

منصة J2-Super: ما يغيره المشفر 17 بت

عائلة HC-SFS هي خليفة J2-Super لسلسلة HC-SF الأصلية. الأبعاد المادية هي نفسها؛ المشفر ليس كذلك. يحمل HC-SFS301Bمشفر تسلسلي مطلق 17 بت — 131,072 موضعًا لكل دورة — مقارنة بجهاز 14 بت (16,384 نبضة في الدورة) في HC-SF301B. الخطوة بينهما ليست هامشية: 131,072 مقابل 16,384 هي زيادة في الدقة ثمانية أضعاف.

عند 1000 دورة في الدقيقة، تكسب دقة المشفر العالية قيمتها بطريقة محددة. محاور السيرفو ذات السرعة المنخفضة هي الأصعب في التشغيل بسلاسة من منظور التحكم في السرعة. يحسب المضخم السرعة من عينات موضع المشفر المتتالية المأخوذة على فترات عينة ثابتة. مع 16,384 موضعًا لكل دورة، تغطي كل عينة خطوة زاوية خشنة نسبيًا عند السرعة المنخفضة، ويحتوي تقدير السرعة على المزيد من ضوضاء الحبيبات. مع توفر 131,072 موضعًا، يحل نفس الحساب زيادات زاوية أدق بكثير، مما يمنح حلقة السرعة إشارة سرعة أنظف للعمل معها. النتيجة هي دوران أكثر سلاسة بشكل ملحوظ عند معدلات تغذية منخفضة — تموج أقل في شكل موجة السرعة، وتوحيد عزم دوران أفضل عند العمود، وتحسين جودة السطح في تطبيقات مثل الطحن أو القطع الكنتوري البطيء.

وظيفة المطلق تخزن الموضع متعدد الدورات في المشفر وتحتفظ به أثناء انقطاع التيار الكهربائي، مدعومة بـبطارية ليثيوم A6BAT الموجودة داخل مضخم MR-J2S. من منظور الآلة، يكون انقطاع التيار الكهربائي غير مرئي لنظام الموضع. يستأنف التشغيل بعد أي حدث طاقة — إيقاف مخطط، استعادة إيقاف الطوارئ، إعادة ضبط الإنذار — دون دورة عودة مرجعية. يتم تشغيل المحور ببساطة في آخر موضع مطلق معروف.

تمييز مهم واحد عن HC-SF301B: يتطلب المشفر 17 بت في HC-SFS301B منصة مضخم MR-J2S. إنه غير متوافق مع الإصدارات السابقة مع مضخمات MR-J2 من الجيل الأول. إذا كانت الآلة تعمل حاليًا بأجهزة MR-J2 (بدون لاحقة S)، فإن HC-SF301B هو المحرك الصحيح الذي يجب الحصول عليه. إذا كانت المضخمات هي MR-J2S، فإن HC-SFS301B هو المطابق الدقيق — والأفضل أداءً.

الفرامل الكهرومغناطيسية بهذه السعة

تصبح الفرامل المطبقة بالزنبرك أكثر أهمية مع زيادة عزم الدوران المستمر. عند 28.6 نيوتن متر مقنن، يطبق محور يحمل حمل عزم دوران عالي — طاولة دوارة محملة، جزء ثقيل معلق على محور Z — هذا العزم في أي اتجاه تمليه الجاذبية أو اختلال توازن الحمل في اللحظة التي ينخفض فيها تيار السيرفو إلى الصفر. على آلة بدون قفل فرامل، قد تسمح أول عملية إيقاف طوارئ أو حدث طاقة بحركة كبيرة غير متحكم فيها قبل أن تجلب الفرامل الديناميكية في المضخم العمود إلى السكون.

تزيل فرامل HC-SFS301B المطبقة بالزنبرك هذا الشك. عندما يكون جهد 24 فولت تيار مستمر موجودًا، فإن الملف يمسك قرص الفرامل بعيدًا ويدور العمود بحرية. قم بإزالة 24 فولت — بأمر برمجي أثناء تسلسل إيقاف تشغيل عادي، أو عن طريق إسقاط مرحل عند إيقاف الطوارئ، أو بفقدان طاقة التحكم — وتتصل الزنبرك فورًا بالقرص. يتم تثبيت العمود ميكانيكيًا، بغض النظر عن حالة المضخم.

ثلاثة أشياء يجب القيام بها بشكل صحيح في التركيب:

يجب أن تعمل الفراملفقط بعد توقف المحور. يوفر مضخم MR-J2Sإشارة MBRلهذا الغرض تحديدًا — يؤخر تشغيل الفرامل حتى يتباطأ المحرك إلى ما دون سرعة العتبة. توصيل ملف الفرامل مباشرة بملامس إيقاف الطوارئ، بدون قفل MBR، يخاطر بتشغيل الزنبرك ضد عمود دوار. عند 85.9 نيوتن متر من عزم دوران المحرك الأقصى، يكون الاصطدام بين القرص المثبت بالزنبرك والدوار الدوار مفاجئًا وسيقلل من عمر الفرامل بشكل كبير.

قمع الاندفاع إلزامي. ملف الفرامل هو حمل حثي. يؤدي تبديل 24 فولت تيار مستمر إلى ملف غير محمي إلى حدوث ارتفاع مفاجئ في الجهد الحثي عند إيقاف التشغيل. يجب تركيب ممتص الاندفاع — مخمد أو صمام ثنائي حر — مباشرة عبر أطراف ملف الفرامل، بالقرب من الملف قدر الإمكان. يؤدي إغفاله إلى مخاطر تلف المرحل أو الإخراج الرقمي للمضخم الذي يقود دائرة الفرامل.

لـالمحاور الرأسية، تضع إرشادات Mitsubishi المنشورة أقصى عزم دوران غير متوازن ثابت موصى به عند أو أقل من 70٪ من عزم دوران المحرك المقنن — حوالي 20 نيوتن متر عند العمود لـ HC-SFS301B. يجب دعم الأحمال التي تنتج عزم دوران غير متوازن أعلى من ذلك بموازنة ميكانيكية إضافية بدلاً من الاعتماد على نظام السيرفو والفرامل وحدهما.

عمود مستقيم: تصميم الاقتران والتركيب

يتطلب العمود المستقيم لـ HC-SFS301B رؤوس اقتران مشبك احتكاكي أو مشبك مقسوم. يجب اختيار الاقتران وتركيبه لرقم عزم الدوران الأقصى — 85.9 نيوتن متر — وليس فقط التصنيف المستمر 28.6 نيوتن متر. سيؤدي رأس مصنف لعزم الدوران المستمر ولكنه هامشي تحت الذروة في النهاية إلى حدوث انزلاق دقيق، مما يؤدي إلى أخطاء موضعية تتراكم بشكل خفي على مدار دورات الآلة المتعددة قبل أن تصبح مرئية كتحولات في أبعاد الأجزاء.

يتبع التركيب الصحيح للرأس على عمود مستقيم إجراءً محددًا في دليل محرك السيرفو من Mitsubishi: استخدم الفتحة الملولبة في نهاية العمود لسحب الرأس محوريًا — مسمار سحب، وغسالة، وصمولة مثبتة على وجه الرأس — بدلاً من ضغط الرأس أو ضربه مباشرة. تنتقل أحمال الصدمات على العمود من الضرب مباشرة إلى الخلف عبر المحرك إلى قرص المشفر. حتى لو لم يحدث خطأ فوري، فإن تلف الصدمة لآلية المشفر يمكن أن يسبب أخطاء تغذية راجعة متقطعة أو فشل مبكر للمشفر لا يظهر إلا بعد أن تكون الآلة في الإنتاج لبعض الوقت.

للتطبيقات التي يُفضل فيها اتصال عمود إلى رأس أكثر إيجابية، فإنHC-SFS301BK هو الإصدار ذو العمود المزود بمفتاح لنفس المحرك — متطابق في جميع المواصفات، مع إضافة مجرى مفتاح مصقول. كلا النوعين يركبان على نفس الشفة 176 × 176 مم ويتوافقان مع نفس مضخمات MR-J2S-350.

المضخمات المتوافقة — فئة MR-J2S-350

يتطلب HC-SFS301B مضخمًا من فئةMR-J2S-350 مضخمًا. تتوفر ثلاثة أنواع قياسية:

• MR-J2S-350A — واجهة للأغراض العامة مع أمر تناظري/نبضي. يدعم أوضاع التحكم في الموضع والسرعة وعزم الدوران. الخيار القياسي لأنظمة CNC و PLC التي تستخدم أوامر الخطوة/الاتجاه أو السرعة التناظرية.
• MR-J2S-350B — واجهة ناقل الألياف الضوئية SSCNET، مصممة لأنظمة متعددة المحاور منسقة عبر وحدات تحكم الحركة من Mitsubishi (سلسلة A، سلسلة Q). يتم تسليم أوامر الموضع عبر الشبكة التسلسلية بدلاً من قطار النبضات.
• MR-J2S-350CP — وظيفة تحديد الموضع المدمجة. بيانات جدول النقاط مخزنة في المضخم نفسه، مع واجهة CC-Link أو I/O. مناسب لتحديد الموضع المستقل بدون وحدة تحكم حركة مخصصة.

تدعم جميع الأنواع الثلاثة بروتوكول المشفر 17 بت وهي مصنفة لمتطلبات التيار المستمر للمحرك عند 3 كيلوواط. HC-SFS301Bغير متوافق مع مضخمات MR-J2-350 من الجيل الأول، والتي لا يمكنها قراءة تنسيق المشفر J2S 17 بت، ولا مع مضخمات MR-J3 أو MR-J4، والتي تستخدم واجهة مادية وبروتوكول مختلفة تمامًا.

سياق التطبيق

محركات الطاولات الدوارة ذات السرعة المنخفضة والمحاور الرابعة. تتعامل الطاولات الدوارة الكبيرة على شكل منصات في مراكز التشغيل مع كتلة كبيرة من قطعة العمل والتجهيزات. عند 28.6 نيوتن متر مستمر، يقود HC-SFS301B طاولة دوارة مقترنة مباشرة عبر قطع كونتورية مستمرة ودورات فهرسة حادة دون الاقتراب من سقفها الحراري. يتعامل المشفر المطلق مع دقة الموضع الصارمة المطلوبة لتحديد الموضع الزاوي في التشغيل متعدد الأوجه، وتثبت الفرامل الطاولة أثناء تسلسلات التثبيت وفك التثبيت.

محركات نقل منصات HMC ومحركات النقل. تتكرر دورات أنظمة نقل المنصات في مراكز التشغيل الأفقية تحت حمل ثقيل. متطلبات التوقف والتثبيت عند كل محطة — غالبًا أثناء حدوث التثبيت وفك التثبيت — هي المكان الذي تدفع فيه الفرامل الآمنة ضد الفشل ثمنها. مزيج عزم الدوران المستمر العالي والتثبيت الميكانيكي يجعل HC-SFS301B مناسبًا بشكل طبيعي للمحركات في فئة التطبيق هذه.

محاور اللف المتحكمة في الشد. تحتاج بكرات المواد والبكرات غير الدوارة التي تعمل في وضع التحكم في عزم الدوران إلى محرك يمكنه الحفاظ على عزم الدوران المطلوب عند سرعات عمود منخفضة ومتغيرة عبر نطاق واسع من أقطار اللف. محرك 1000 دورة في الدقيقة في التحكم في عزم الدوران على محور لف يبقى ضمن نطاق سرعة معقول دون الحاجة إلى إعدادات نسبة تروس إلكترونية غير عادية، ويوفر المشفر 17 بت تغذية راجعة دقيقة لتنظيم عزم الدوران عند أي سرعة ضمن نافذة التشغيل.

ناقلات بطيئة وفهرسة نقل. تستفيد أعمدة القيادة لأنظمة نقل السلاسل والأحزمة التي تعمل بسرعات سطحية منخفضة تحت ظروف التحميل من كثافة عزم دوران HC-SFS301B. حيث يتم تحديد محرك تروس بدلاً من ذلك، فإن سيرفو قيادة مباشر عند 1000 دورة في الدقيقة مع عزم دوران مستمر كافٍ يبسط مجموعة نقل الحركة ويضيف إمكانيات التحكم في السرعة وعزم الدوران والموضع القابلة للبرمجة التي توفرها أنظمة السيرفو.

محاور Z المحملة بالجاذبية على الآلات الثقيلة. تحتاج المحاور الرأسية التي تحمل مجموعات مغزل ثقيلة على آلات كبيرة الحجم إلى مزيج من عزم الدوران الكافي والتثبيت الميكانيكي الموثوق. يوفر عزم الدوران المستمر 28.6 نيوتن متر لـ HC-SFS301B — عند 1000 دورة في الدقيقة بدون تخفيض تروس — خيارات قيادة مباشرة لبعض تكوينات المحور الرأسي التي تتطلب فيها محرك سرعة أعلى تخفيض تروس كبير لتحقيق عزم دوران مكافئ عند عمود إدخال كرة اللولب.

نطاق HC-SFS 1000 دورة في الدقيقة — مرجع السعة

تستخدم جميع الموديلات في هذه العائلة المشفر التسلسلي المطلق 17 بت، وحماية IP65، وعمود محكم الغلق بالزيت، وإمداد فئة 200 فولت تيار متردد، وتوافق مضخم MR-J2S-350. يقع HC-SFS301B في قمة نطاق 1000 دورة في الدقيقة مع أعلى عزم دوران مستمر في هذه العائلة الفرعية.

جديد في الصندوق، مختوم من المصنع

يعني مختوم من المصنع التعبئة الأصلية من Mitsubishi، وغطاء حماية نهاية العمود في مكانه، وجميع منافذ الموصلات مغطاة، وحشو الرغوة الداخلي لم يتغير، ولا يوجد تاريخ حراري أو ميكانيكي سابق للحساب. بالنسبة لآلة تنتظر حاليًا هذه القطعة لاستئناف الإنتاج، فإن المخزون الجديد في الصندوق هو المسار الأكثر موثوقية للعودة إلى التشغيل — حالة معروفة، ضمان لمدة عام واحد، لا توجد متغيرات من التركيب أو الإصلاح السابق.

بوزن يتناسب مع حجم إطار المحرك هذا وتجميع الفرامل، يتم شحن HC-SFS301B معبأ بشكل آمن للنقل. يتم تخزين المخزون المختوم من المصنع في ظروف مناسبة — بارد، جاف، بعيدًا عن الاهتزاز — ويحافظ على المواصفات الكاملة لعدة سنوات. بعد أكثر من خمس سنوات من التخزين، يساعد التشغيل البطيء السريع للعمود قبل التشغيل على إعادة توزيع شحم المحمل.

أسئلة متكررة

س 1: ما هي المضخمات المتوافقة مع HC-SFS301B؟

يتطلب HC-SFS301B مضخمًا من فئةMR-J2S-350 من منصة MELSERVO-J2S (J2-Super). الأنواع القياسية الثلاثة هيMR-J2S-350A (أمر تناظري/نبضي للأغراض العامة)،MR-J2S-350B (ناقل ألياف ضوئية SSCNET لوحدات تحكم الحركة)، وMR-J2S-350CP (تحديد موضع مدمج مع واجهة CC-Link). كلها تدعم مشفر المحرك 17 بت. HC-SFS301B غير متوافق مع مضخمات MR-J2-350 الأصلية أو مع مضخمات MR-J3 / MR-J4.

س 2: ما هو الفرق بين HC-SFS301B و HC-SF301B؟

إنهما قابلان للتبديل ميكانيكيًا — نفس الشفة، نفس خرج عزم الدوران، نفس نوع العمود، نفس تكوين الفرامل، نفس السرعة المقننة. الفرق هو المشفر وجيل المضخم. الـHC-SF301B (سلسلة J2) يستخدم مشفر 14 بت (16,384 نبضة في الدورة) ويعمل مع مضخمات MR-J2 و MR-J2S. الـHC-SFS301B (سلسلة J2S) يستخدم مشفر 17 بت (131,072 نبضة في الدورة) ويتطلب مضخمات MR-J2S. إذا كانت الآلة تعمل بمضخمات MR-J2 (الجيل الأول)، فإن HC-SF301B هو المحرك الصحيح الذي يجب الحصول عليه.

س 3: HC-SFS301B هو 3 كيلوواط، ولكنه يحتوي على عزم دوران مقنن 28.6 نيوتن متر. كيف يكون ذلك ممكنًا؟

عزم الدوران والسرعة مرتبطان عكسيًا عند نفس مستوى الطاقة. عند 1000 دورة في الدقيقة مع خرج 3 كيلوواط، يبلغ عزم الدوران المستمر المقنن حوالي 28.6 نيوتن متر. قم بتشغيل نفس 3 كيلوواط عبر محرك 2000 دورة في الدقيقة وينخفض ​​عزم الدوران المستمر إلى حوالي 14.3 نيوتن متر. تم تصميم HC-SFS301B خصيصًا للتطبيقات ذات السرعة المنخفضة وعزم الدوران العالي حيث يتطلب حمل المحور عزم دوران مستدامًا دون الحاجة إلى تخفيض تروس بين المحرك وآلية القيادة.

س 4: هل يحتاج المشفر 17 بت إلى بطارية، وأين تقع البطارية؟

نعم. تعتمد وظيفة المطلق للمشفر 17 بت على النسخ الاحتياطي للبطارية للاحتفاظ ببيانات الموضع متعدد الدورات أثناء فترات انقطاع التيار الكهربائي. البطارية — وهيخلية ليثيوم Mitsubishi A6BAT — مثبتة في مضخم السيرفو MR-J2S، وليس في جسم المحرك. عندما تكون البطارية سليمة، يتم الاحتفاظ بالموضع المطلق أثناء أي انقطاع في التيار الكهربائي ولا يحتاج المحور إلى دورة تحديد موضع عند إعادة التشغيل. استبدل A6BAT على الفور عندما يعرض المضخم إنذار انخفاض البطارية، قبل أن يتسبب التفريغ الكامل في فقدان الموضع المطلق.

س 5: هل HC-SFS301B مناسب لمحور رأسي محمل بالجاذبية بدون موازنة إضافية؟

يمكن أن يكون — بشرط ألا يتجاوز عزم الدوران غير المتوازن الثابت عند عمود المحرك حوالي 70٪ من العزم المقنن، وهو ما يعادل حوالي 20 نيوتن متر لهذا المحرك. يأتي هذا الرقم من إرشادات Mitsubishi المنشورة لتطبيقات المحاور الرأسية لمحركات السيرفو. يجب دعم الأحمال التي تنتج عزم دوران غير متوازن أعلى من هذا الحد بموازنة ميكانيكية إضافية (أسطوانة هوائية، وزن موازن) بدلاً من الاعتماد كليًا على عزم دوران السيرفو والفرامل لتثبيت المحور. بالنسبة للأحمال ضمن حد 20 نيوتن متر، يوفر HC-SFS301B مع فرامله المطبقة بالزنبرك تثبيتًا موثوقًا به عند إيقاف تشغيل السيرفو.