موتور سروو AC میتسوبیشی الکتریک HC-KFE73BK

750 وات | 2.4 نیوتن متر نامی | 3000 دور در دقیقه | ترمز الکترومغناطیسی بدون تحریک | شفت کلیددار | فلنج 80×80 میلی‌متر | سازگار با MR-E-70A | بدنه IP55 | توقف تولید

بزرگترین موتور در خانواده HC-KFE — با تمام ویژگی‌های ایمنی

با ارتقاء از کلاس 400 وات به 750 وات در اکوسیستم MELSERVO MR-E، به موتور HC-KFE73BK می‌رسید: اوج سری HC-KFE، که بالاترین توان خروجی پشتیبانی شده توسط پلتفرم تقویت‌کننده MR-E را با ترمز الکترومغناطیسی داخلی برای امنیت موقعیت در زمان قطع برق و شفت کلیددار برای انتقال گشتاور مثبت قابل اعتماد ترکیب می‌کند. این مدل، نسخه کاملاً مجهز در رده خود است — ترمز، کلیددار، و حداکثر توان نامی در یک مجموعه موتور واحد.

HC-KFE73BK یک جایگاه کاربردی خاص و کاملاً تعریف شده را اشغال می‌کند: محورهای سروو با کاربرد عمومی که به گشتاور مداوم و خروجی مکانیکی بیشتری نسبت به آنچه کلاس 400 وات می‌تواند ارائه دهد، نیاز دارند، در حالی که سیستم درایو را بر روی تقویت‌کننده اقتصادی MR-E مبتنی بر فرمان پالس نگه می‌دارد، به جای ارتقاء به پلتفرم‌های MR-J2S یا MR-J3. ترمز فنر اعمال شونده 24 ولت DC تضمین می‌کند که محور در زمان قطع برق سروو محکم نگه داشته می‌شود — نیازی که HC-KFE استاندارد بدون ترمز نمی‌تواند برآورده کند.

مشخصات فنی

سه ویژگی متمایز — آنچه BK واقعاً ارائه می‌دهد

شماره قطعه HC-KFE73BK سه تصمیم معنی‌دار را رمزگذاری می‌کند که هر کدام پیامدهای مهندسی مستقیمی برای کاربرد دارند.

73 — خروجی 750 وات در سقف MR-E.خانواده HC-KFE از 100 وات (HC-KFE13) تا 200 وات، 400 وات و تا 750 وات را شامل می‌شود. شناسه 73 این موتور را در سقف آنچه تقویت‌کننده MR-E می‌تواند درایو کند، قرار می‌دهد. همراه با MR-E-70A، سیستم به طور مداوم 2.4 نیوتن متر را ارائه می‌دهد — تقریباً دو برابر 1.3 نیوتن متر موجود از HC-KFE43B 400 وات. برای محورهایی که موتور 400 وات در عملیات عادی نزدیک به جریان نامی کار می‌کرد، یا جایی که تجزیه و تحلیل گشتاور بار نشان‌دهنده حاشیه ناکافی بود، کلاس 750 وات گام طبیعی بعدی بدون تغییر معماری پلتفرم تقویت‌کننده است.

B — ترمز الکترومغناطیسی بدون تحریک.یک ترمز فنر اعمال شونده در قسمت عقب محفظه موتور ادغام شده است. هنگامی که 24 ولت DC قطع می‌شود — چه توسط خاموش شدن کنترل شده، توقف اضطراری، یا قطع برق — فنر بلافاصله ترمز را درگیر می‌کند و شفت را بدون نیاز به سیگنال از کنترل‌کننده قفل می‌کند. این اصل ایمن در برابر خطا، ویژگی متمایز کننده HC-KFE73BK از HC-KFE73 استاندارد است. بدون برق، بدون سیگنال کنترل‌کننده، بدون نیاز به اقدام رله خارجی برای درگیر شدن ترمز.

K — شفت کلیددار.در توان 750 وات، کوپلینگ مثبت برای اکثر کاربردها اختیاری نیست. یک کلیددار یک قفل مکانیکی بین شفت و جزء محرک — چه هاب کوپلینگ، پولی، یا چرخ دنده — فراهم می‌کند که از چرخش نسبی بین این دو صرف نظر از اینکه تناسب فشاری در طول زمان و چرخه دما حفظ می‌شود، جلوگیری می‌کند. موتور همراه با کلید عرضه می‌شود. ابعاد کلیددار از استانداردهای JIS مناسب برای اندازه شفت 750 وات پیروی می‌کند.

فلنج 80×80 میلی‌متر: گامی فراتر از کلاس 400 وات

HC-KFE73BK بر روی یک فلنج مربعی 80×80 میلی‌متر نصب می‌شود — یک گام کامل بزرگتر از فلنج 60×60 میلی‌متر HC-KFE43BK. این گام اندازه، پیامد مستقیمی برای نصب‌هایی که ارتقاء می‌یابند دارد: ماشین‌هایی که بر اساس کلاس فلنج کوچکتر 60×60 میلی‌متر طراحی شده‌اند، نمی‌توانند موتور 80×80 میلی‌متر را بدون تغییر در صفحه نصب موتور بپذیرند. الگوی سوراخ پیچ و قطر رجیستر فلنج در این مرز اندازه تغییر می‌کنند.

با این حال، در کلاس 80×80 میلی‌متر، HC-KFE73BK ردپای فلنج خود را با HC-KFS73BK (معادل MR-J2S) و موتورهای 750 وات نسل فعلی مانند HG-KR73BK به اشتراک می‌گذارد. این بدان معناست که یک صفحه نصب ماشین که برای هر موتور MELSERVO 750 وات 80×80 میلی‌متر طراحی شده است، از نظر مکانیکی با HC-KFE73BK سازگار است. طول بیرون‌زدگی شفت و ابعاد محوری بدنه باید همچنان با کاربرد خاص بررسی شوند، به ویژه برای نوع ترمز با توجه به محفظه عقب کشیده شده آن، اما سطح فلنج مرجع ثابت باقی می‌ماند.

حاشیه گشتاور: معنای 7.2 نیوتن متر پیک در عمل

گشتاور نامی 2.4 نیوتن متر HC-KFE73BK عددی است که اندازه‌گیری بار مداوم بر اساس آن انجام می‌شود. پیک 7.2 نیوتن متر — سه برابر نامی — برای تقاضاهای گذرا فازهای شتاب‌گیری و شرایط اضافه بار کوتاه در طول عملیات برش یا بستن در دسترس است.

این اختلاف 4.8 نیوتن متر بین گشتاور نامی و پیک، ذخیره شتاب محور است. در یک محور پیچ توپی افقی با نسبت اینرسی بار معمول، گشتاور پیک کامل 7.2 نیوتن متر به نرخ‌های شتابی ترجمه می‌شود که زمان حرکت نقطه به نقطه را در مقایسه با کارکرد محور فقط با گشتاور نامی به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. اینکه آیا حد جریان الکترونیکی تقویت‌کننده می‌تواند جریان پیک مورد نیاز برای تولید 7.2 نیوتن متر به طور مداوم در طول فاز شتاب‌گیری را حفظ کند، به نسبت اینرسی بار به موتور و چرخه کاری بستگی دارد — حفاظت حرارتی الکترونیکی داخلی MR-E-70A گرمایش تجمعی را نظارت می‌کند و محدودیت‌های حفاظتی را بر این اساس اعمال می‌کند.

برای محورهای عمودی که گشتاور بار همیشه وجود دارد، رقم نامی 2.4 نیوتن متر جزء گرانش را پوشش می‌دهد و حاشیه باقی‌مانده به دینامیک اختصاص می‌یابد. قانون 70% گشتاور نامی برای کاربردهای گشتاور نامتعادل — که در مستندات MR-E میتسوبیشی ذکر شده است — به این معنی است که بارهای گرانشی روی شفت نباید در یک طراحی محور عمودی با اندازه مناسب از 1.68 نیوتن متر تجاوز کند.

ادغام ترمز در طراحی ماشین

اضافه کردن یک موتور ترمز به طراحی ماشین بیش از تعویض نوع موتور است. HC-KFE73BK دو ملاحظه طراحی خاص را می‌طلبد که برای HC-KFE73K استاندارد اعمال نمی‌شود.

اول، مدار تغذیه ترمز 24 ولت DC. طبق دفترچه راهنمای MR-E میتسوبیشی، تغذیه 24 ولت DC ترمز باید یک مدار اختصاصی باشد — با سیگنال‌های ورودی/خروجی دیجیتال تقویت‌کننده 24 ولت DC مشترک نباشد. کانکتور برق موتور 6 پین در HC-KFE73BK (در مقایسه با کانکتور 4 پین در نوع استاندارد) هم سیم‌های برق سه فاز موتور و هم دو سیم تغذیه ترمز را حمل می‌کند. یک کنتاکتور یا مدار رله جداگانه، که توسط سیگنال خروجی MBR (اینترلاک ترمز الکترومغناطیسی) تقویت‌کننده MR-E هدایت می‌شود، 24 ولت DC را به کویل ترمز کنترل می‌کند.

دوم، سیگنال MBR و پارامتر شماره 1. خروجی اینترلاک ترمز الکترومغناطیسی تقویت‌کننده MR-E باید از طریق تنظیم پارامتر فعال شود. این خروجی زمان‌بندی بین گذارهای سروو روشن/خاموش و درگیر شدن ترمز را هماهنگ می‌کند، از درگیر شدن ترمز بر روی یک شفت در حال چرخش جلوگیری می‌کند و هم عمر لنت ترمز و هم اجزای درایو مکانیکی را محافظت می‌کند. به طور خاص برای محورهای عمودی، مستندات میتسوبیشی سیگنال MBR را به عنوان یک عنصر پیکربندی الزامی ذکر می‌کند — زمان‌بندی کنترل شده ترمز از افت بار در طول توالی توقف محور جلوگیری می‌کند.

جایگاه HC-KFE73BK در نسل خود

سری HC-KFE و تقویت‌کننده MR-E نمایانگر نسلی از محصولات هستند که کنترل سروو عمومی توانمند و مقرون به صرفه را در دورانی ارائه دادند که سیستم‌های انکودر مطلق و رابط‌های باس دیجیتال گزینه‌های ممتاز بودند نه ویژگی‌های اصلی. HC-KFE73BK انتخاب مناسبی بود زمانی که کاربرد به خروجی 750 وات و عملکرد ترمز نیاز داشت اما توجیه کننده انکودر مطلق و تقویت‌کننده گران‌تر سری HC-KFS/MR-J2S نبود.

هم موتور و هم تقویت‌کننده MR-E اکنون توقف تولید شده‌اند. عرضه موجود از موجودی بازار ثانویه، سهام مازاد و واحدهای خارج شده از سرویس می‌آید. برای طرح‌های ماشین جدید، مسیر مهاجرت مستند شده میتسوبیشی به تقویت‌کننده‌های سری MR-JE یا MR-J4 با موتورهای سری HG نسل فعلی منجر می‌شود — HG-KR73BK جانشین عملکردی تقریبی در کلاس 750 وات با ترمز + کلیددار، با همان ردپای فلنج 80×80 میلی‌متر اما انکودر مطلق 22 بیتی و رابط MELSERVO J4 فعلی است.

سوالات متداول

س1: مدل تقویت‌کننده MR-E که با HC-KFE73BK مطابقت دارد چیست و چه حالت‌های کنترلی را پشتیبانی می‌کند؟

HC-KFE73BK با MR-E-70A (ورودی پالس قطار، حالت کنترل موقعیت) یا MR-E-70AG (ورودی فرمان سرعت آنالوگ، حالت کنترل سرعت) جفت می‌شود. عدد "70" در نام تقویت‌کننده مربوط به کلاس موتور 750 وات است. MR-E-70A فرمان‌های پالس + جهت یا پالس قطار مربعی را از کنترل‌کننده‌های موقعیت خارجی، ماژول‌های موقعیت PLC MELSEC یا خروجی‌های CNC می‌پذیرد. MR-E-70AG امکان ادغام فرمان سرعت آنالوگ را برای کاربردهایی که کنترل‌کننده سطح بالاتر یک سیگنال آنالوگ ±10 ولت را به عنوان مرجع سرعت خروجی می‌دهد، فراهم می‌کند. هر دو نوع تقویت‌کننده از ترمز الکترومغناطیسی HC-KFE73BK از طریق خروجی اینترلاک MBR پشتیبانی می‌کنند.

س2: چرا HC-KFE73BK 80×80 میلی‌متری از فلنج بزرگتری نسبت به HC-KFE43BK 60×60 میلی‌متری استفاده می‌کند و آیا صفحه نصب ماشین یکسان می‌تواند هر دو را بپذیرد؟

اندازه فلنج در کلاس 750 وات افزایش می‌یابد زیرا قطر قاب موتور برای جای دادن مجموعه استاتور، سیم‌پیچ و روتور بزرگتر مورد نیاز برای خروجی گشتاور بالاتر، افزایش می‌یابد. فلنج 60×60 میلی‌متری کلاس 400 وات و فلنج 80×80 میلی‌متری کلاس 750 وات دارای الگوهای سوراخ پیچ و قطرهای رجیستر فلنج متفاوتی هستند — آنها قابل تعویض نیستند. یک صفحه نصب ماشین که برای HC-KFE43BK 400 وات طراحی شده است، نمی‌تواند مستقیماً HC-KFE73BK را بدون ماشین‌کاری یا تعویض صفحه بپذیرد. اگر ماشینی که در ابتدا بر اساس موتور 400 وات طراحی شده است به 750 وات ارتقاء یابد، اصلاحات مکانیکی در محل نصب موتور بخشی از دامنه کار است.

س3: لیست محصول اشاره می‌کند که قسمت عبوری شفت IP55 نیست. این برای نصب ماشین چه معنایی دارد؟

موتورهای سری HC-KFE دارای رتبه بدنه IP55 هستند که سطح محفظه موتور را پوشش می‌دهد، اما مستندات میتسوبیشی به صراحت بیان می‌کند که قسمت عبوری شفت — جایی که شفت از محفظه بلبرینگ جلو خارج می‌شود — و کانکتورهای الکتریکی تا IP55 محافظت نمی‌شوند. در محیط‌هایی با مه خنک‌کننده، آب شستشو، یا آلودگی سیال در هوا، این نقاط محافظت نشده آسیب‌پذیری موتور هستند. گزینه‌های کاهش عملی شامل قرار دادن موتور در مکانی محافظت شده در داخل محفظه ماشین، نصب یک پوشش آب‌بند شفت در صورت امکان طراحی ماشین، یا مشخص کردن موتوری با آب‌بند روغن (موجود در انواع دیگر سری HC) برای محیط‌های مرطوب است. انتهای کانکتور نیز شایسته حفاظت است، به ویژه برای کانکتور انکودر، زیرا آلودگی روی پین‌های سیگنال انکودر علت رایج خطاهای بازخورد موقعیت است.

س4: آیا ترمز الکترومغناطیسی روی HC-KFE73BK گشتاور نامی موتور یعنی 2.4 نیوتن متر را نگه می‌دارد؟

رویکرد طراحی میتسوبیشی برای انواع ترمز HC-KFE، گشتاور اصطکاک استاتیک ترمز را با گشتاور خروجی نامی موتور مطابقت می‌دهد. برای کلاس 750 وات، ترمز برای نگه داشتن شفت در برابر بار گشتاوری معادل رقم نامی 2.4 نیوتن متر موتور رتبه‌بندی شده است. این بدان معناست که ترمز می‌تواند بار ثابت را در گشتاور عملیاتی عادی بدون لغزش نگه دارد، که مورد استفاده مورد نظر است. ترمز برای توقف دینامیکی یک شفت در حال چرخش با سرعت نامی طراحی نشده است — انجام این کار به سرعت عمر سایش ترمز را کاهش می‌دهد و می‌تواند باعث شوک مکانیکی در سیستم انتقال قدرت شود. روش صحیح این است که موتور را قبل از درگیر شدن ترمز برای نگه داشتن موقعیت متوقف شده، از طریق تقویت‌کننده سروو به طور کنترل شده متوقف کنید.

س5: آیا HC-KFE73BK از نظر ادغام سیستم با HC-KFS73BK قابل تعویض است؟

این دو موتور ردپای نصب فلنج 80×80 میلی‌متری را به اشتراک می‌گذارند، که تعویض مکانیکی را ساده می‌کند. با این حال، آنها بدون تغییر تقویت‌کننده سروو قابل تعویض سیستم نیستند. HC-KFE73BK از انکودر افزایشی 10,000 ppr استفاده می‌کند و با MR-E-70A جفت می‌شود، در حالی که HC-KFS73BK انکودر مطلق 17 بیتی (131,072 ppr) را حمل می‌کند و با تقویت‌کننده‌های MR-J2S-70A/B/CP/CL جفت می‌شود. کانکتورهای انکودر، پروتکل‌های سیگنال و رابط‌های تقویت‌کننده کاملاً متفاوت هستند. جایگزینی یکی با دیگری نیاز به تغییر تقویت‌کننده مطابق و پیکربندی مجدد محور درایو دارد. جهت HC-KFE73BK → HC-KFS73BK یک ارتقاء است (رزولوشن انکودر بالاتر، حفظ موقعیت مطلق، عدم نیاز به هم‌ترازی)، در حالی که جهت معکوس یک تنزل است که به ندرت به طور عمدی مشخص می‌شود.