موتور سروو AC میتسوبیشی الکتریک HC-KFE43B با ترمز الکترومغناطیسی

400 وات | گشتاور نامی 1.3 نیوتن متر | 3000 دور در دقیقه | ترمز الکترومغناطیسی بدون تحریک | 24 ولت DC | شفت شیاری | فلنج 60×60 میلی متر | سازگار با MR-E-40A | بدنه IP55 | توقف تولید

زمانی که نگه داشتن موقعیت در هنگام قطع برق اختیاری نیست

هر محور سروو متوقف می‌شود. سوالی که یک موتور سروو عمومی را از یک موتور مجهز به ترمز جدا می‌کند این است که در آن لحظه چه اتفاقی می‌افتد: آیا محور موقعیت خود را تحت بار نگه می‌دارد، یا به صورت آزاد می‌چرخد، منحرف می‌شود یا سقوط می‌کند؟ برای محورهای عمودی که ابزار را حمل می‌کنند، سیستم‌های گیره‌ای که باید در هنگام قطع برق گیره را نگه دارند، یا هر مکانیزم محرکی که در آن موقعیت غیرفعال کنترل نشده خطرناک است، پاسخ تعیین می‌کند که کدام موتور مشخص می‌شود.

میتسوبیشی الکتریک HC-KFE43B نوع مجهز به ترمز الکترومغناطیسی HC-KFE43 است - یک موتور 400 وات، 3000 دور در دقیقه از پلتفرم سری MELSERVO MR-E با ترمز الکترومغناطیسی فنر-اعمالی و بدون تحریک که مستقیماً در پشت محفظه موتور تعبیه شده است. موتور و ترمز یک مجموعه یکپارچه هستند. ترمز جداگانه ای که به صورت خارجی نصب شده باشد، سخت افزار نصب اضافی برای تهیه وجود ندارد و نیازی به هم ترازی بین موتور و ترمز در طول عمر دستگاه نیست.

پسوند "B" در نامگذاری میتسوبیشی در سراسر سری موتورهای HC و HF سازگار است: این همیشه نشان دهنده موتوری با ترمز الکترومغناطیسی است که بر روی یک موتور پایه در غیر این صورت یکسان اعمال می‌شود. از نظر مکانیکی و الکتریکی، HC-KFE43B همان HC-KFE43 با یک زیرسیستم اضافی است که اهمیت آن - در کاربرد مناسب - قابل توجه است.

مشخصات فنی

ترمز بدون تحریک: ایمنی در طراحی

عبارت "فعال سازی بدون تحریک" در مشخصات هر موتور ترمز میتسوبیشی ظاهر می‌شود و معنای خاصی دارد: ترمز با نیروی فنر در هنگام قطع برق درگیر می‌شود و با اعمال 24 ولت DC آزاد می‌شود. این برعکس ترمز از نوع تحریک است که فقط در هنگام فعال بودن نگه می‌دارد.

پیامد عملی در کاربردهای حیاتی ایمنی بسیار مهم است. هنگامی که منبع تغذیه دستگاه قطع می‌شود - چه از طریق یک توالی خاموش شدن کنترل شده، یک توقف اضطراری، یا یک قطع برق ناخواسته - ترمز HC-KFE43B به طور خودکار درگیر می‌شود. هیچ سیگنالی، هیچ اقدامی از سوی کنترلر و هیچ منبع تغذیه پشتیبان برای نگه داشتن شفت موتور توسط ترمز لازم نیست. وضعیت پیش فرض ترمز قفل شده است.

این ویژگی ایمنی دلیل اصلی است که ترمزهای بدون تحریک فنر-اعمالی مشخصات استاندارد برای محورهای عمودی، مکانیزم‌های گیره و هر محوری هستند که در آن حرکت کنترل نشده با قطع برق خطرناک است. ترمز HC-KFE43B شفت را در برابر گرانش و هرگونه بار گشتاور خارجی تا گشتاور اصطکاک استاتیک ترمز نگه می‌دارد - که برای مطابقت با مقدار گشتاور نامی 1.3 نیوتن متر موتور در این کلاس موتور رتبه بندی شده است، همانطور که در عمل طراحی موتور-ترمز تطبیق یافته میتسوبیشی استاندارد است.

منبع تغذیه ترمز: نیاز به مدار اختصاصی 24 ولت DC

مستندات سری MR-E در این مورد صریح است: منبع تغذیه 24 ولت DC به ترمز الکترومغناطیسی نباید با منبع تغذیه رابط 24 ولت DC که برای سیگنال‌های ورودی/خروجی دیجیتال آمپلی فایر استفاده می‌شود، مشترک باشد. این دو مدار باید جدا بمانند. اشتراک گذاری منبع تغذیه خطر افت ولتاژ در مدار ترمز را هنگام تغییر سیگنال‌های ورودی/خروجی ایجاد می‌کند، که می‌تواند منجر به آزادسازی ناقص ترمز یا درگیر شدن ناخواسته ترمز در حین کار موتور شود - که هیچ کدام در یک محور سروو فعال قابل قبول نیستند.

در عمل، این بدان معناست که طراحی پنل کنترل برای دستگاهی که از HC-KFE43B استفاده می‌کند باید شامل یک ریل اختصاصی 24 ولت DC برای تغذیه ترمز باشد که به طور مناسب برای جریان کشی سیم پیچ ترمز اندازه گذاری شده است. کانکتور تغذیه موتور هر دو سیم‌های سه فاز موتور و سیم‌های تغذیه ترمز را در یک مجموعه کانکتور 6 پین جای می‌دهد، در مقایسه با کانکتور 4 پین استفاده شده در HC-KFE43 استاندارد بدون ترمز. این تفاوت کانکتور یک شناسه بصری فوری هنگام مقایسه دو نوع موتور در زمینه قطعات است.

زمان بندی ترمز و سیگنال MBR

سیگنال اینترلاک ترمز الکترومغناطیسی (MBR) خروجی از آمپلی فایر MR-E، زمان بندی آزادسازی ترمز را با وضعیت عملیاتی آمپلی فایر سروو هماهنگ می‌کند. قبل از اینکه موتور سروو بتواند کار کند، سیگنال MBR با فعال کردن مدار 24 ولت DC ترمز را آزاد می‌کند. هنگامی که موتور برای توقف فرمان داده می‌شود و سیگنال سروو-آن خاموش می‌شود، خروجی MBR تاخیر زمانی بین خاموش شدن سروو و درگیر شدن ترمز را مدیریت می‌کند - از درگیر شدن ناگهانی ترمز بر روی یک شفت که هنوز در حال چرخش است جلوگیری می‌کند، که باعث سایش سریع لنت ترمز و ایجاد بارهای ضربه‌ای مکانیکی می‌شود.

دفترچه راهنمای دستورالعمل MR-E میتسوبیشی تنظیمات پارامتر مورد نیاز برای عملکرد اینترلاک ترمز را پوشش می‌دهد. به طور خاص، پارامتر شماره 1 باید برای فعال کردن خروجی سیگنال MBR تنظیم شود، و پارامتر شماره 33 (خروجی توالی ترمز الکترومغناطیسی) تاخیر زمانی (Tb) را در هنگام خاموش شدن سروو قبل از درگیر شدن ترمز تنظیم می‌کند. این تنظیمات برای رفتار توقف و مشخصات بار کاربرد خاص پیکربندی می‌شوند، نه اینکه در یک دستگاه تولیدی در پیش فرض کارخانه رها شوند.

برای کاربردهای محور عمودی، مستندات MR-E به طور خاص از سیگنال اینترلاک ترمز الکترومغناطیسی (MBR) هنگام کنترل موتور توسط شفت عمودی استفاده می‌کند - هماهنگی زمان بندی بین خاموش شدن سروو و درگیر شدن ترمز برای جلوگیری از افت بار در طول توالی توقف محور حیاتی است.

شفت شیاری: استاندارد در 400 وات

شفت HC-KFE43B به عنوان استاندارد شامل یک شیار کلید است. در خط تولید HC-KFE میتسوبیشی، شیارهای کلید در اندازه‌های موتور 200 وات و 400 وات استاندارد هستند - ظرفیت گشتاور کوپلینگ یک هاب اصطکاکی ساده بر روی یک شفت کوچک برای انتقال گشتاور قابل اعتماد در این سطوح توان در چرخه‌های کاری صنعتی کافی نیست. کلید انتقال گشتاور مثبت بین شفت موتور و کوپلینگ یا پولی محرک را فراهم می‌کند و اتکا به نیروی گیره به تنهایی را از بین می‌برد.

موتور با کلید همراه عرضه می‌شود. انتخاب کوپلینگ باید گزینه آداپتور نصب استاندارد NEMA 34 را برای نصب دستگاه در آمریکای شمالی در نظر بگیرد، اگرچه ابعاد شفت موتور و شیار کلید مطابق با استاندارد JIS هستند - تأیید ابعاد شفت در برابر سوراخ کوپلینگ کاربرد همیشه اولین قدم صحیح قبل از نصب است.

تفاوت طول بدنه نسبت به HC-KFE43

اضافه شدن بخش ترمز الکترومغناطیسی به پشت محفظه موتور، طول کلی بدنه را نسبت به HC-KFE43 افزایش می‌دهد. محفظه ترمز، بسته فنر و مجموعه دیسک اصطکاک، بعد محوری موتور را افزایش می‌دهند. برای موقعیت‌های جایگزینی که در آن یک HC-KFE43 با یک HC-KFE43B جایگزین می‌شود، یا زمانی که یک موتور ترمز به یک محور دستگاه موجود اضافه می‌شود، عمق نصب و فضای مسیریابی کابل در پشت موتور باید قبل از شروع نصب مکانیکی با طول افزایش یافته تأیید شود.

ابعاد فلنج، الگوی سوراخ پیچ و برجستگی شفت در سمت خروجی بین انواع استاندارد و ترمز یکسان هستند - تفاوت طول کاملاً در پشت موتور است. اگر دستگاه دارای ابعاد فضای عقب باشد که برای موتور استاندارد اندازه گذاری شده بود، ممکن است برای جای دادن مدل ترمز نیاز به تنظیم داشته باشد.

زمینه کاربرد

HC-KFE43B بیشتر در طراحی دستگاه‌هایی یافت می‌شود که در آن‌ها یک یا چند محور به عملکرد ترمز نیاز دارند در حالی که بودجه کلی سیستم درایو، پلتفرم آمپلی فایر عمومی MR-E را بر سری‌های با مشخصات بالاتر MR-J2S یا MR-J3 ترجیح می‌دهد. کاربردهای معمول عبارتند از:

• محورهای تغذیه عمودی در مراکز ماشین کاری کوچک یا دستگاه‌های حفاری - جایی که ابزار یا سر اسپیندل باید موقعیت خود را در برابر گرانش هنگام غیرفعال شدن سروو نگه دارد
• مکانیزم‌های گیره و فیکسچر - جایی که موقعیت گیره فعال باید از طریق قطع برق بدون رها کردن قطعه کار حفظ شود
• جداول چرخان - جایی که موقعیت قفل شده بین حرکات ایندکس مورد نیاز است، با استفاده از ترمز برای مقاومت در برابر گشتاور در موقعیت ایندکس شده به جای حفظ مداوم گشتاور سروو
• محورهای Z حمل مواد - جایی که بار باید در طول مکث چرخه، توقف‌های اضطراری یا عملیات نگهداری به طور ایمن معلق بماند

سوالات متداول

س1: آیا ترمز الکترومغناطیسی روی HC-KFE43B گشتاور نگهدارنده نامی برابر با گشتاور خروجی نامی موتور را فراهم می‌کند؟

در عمل طراحی میتسوبیشی برای سری HC-KFE، گشتاور اصطکاک استاتیک ترمز برای مطابقت با گشتاور نامی موتور - 1.3 نیوتن متر برای کلاس 400 وات - رتبه بندی شده است. این بدان معناست که ترمز برای نگه داشتن بار در سطح شفت موتور که مربوط به خروجی نامی موتور در شرایط عملیاتی عادی است، طراحی شده است. مهم است که توجه داشته باشید که ترمز برای نگه داشتن بارهای ثابت مشخص شده است، نه برای کاهش سرعت شفت چرخان. استفاده از آن به عنوان ترمز توقف پویا - فرمان دادن به ترمز برای درگیر شدن در حالی که موتور هنوز با سرعت در حال چرخش است - باعث سایش سریع لنت ترمز و کاهش قابل توجه عمر مفید آن می‌شود. توالی صحیح این است که ابتدا موتور را از طریق سیستم کنترل سروو متوقف کنید، سپس ترمز را برای نگه داشتن موقعیت متوقف شده درگیر کنید.

س2: آیا می‌توان منبع تغذیه 24 ولت DC برای ترمز را از همان ریل 24 ولت DC که رابط ورودی/خروجی آمپلی فایر MR-E را تغذیه می‌کند، گرفت؟

خیر. مستندات سری MR-E میتسوبیشی به صراحت اشتراک گذاری منبع تغذیه رابط 24 ولت DC بین مدارهای رابط ورودی/خروجی و ترمز الکترومغناطیسی را ممنوع می‌کند. ترمز باید منبع تغذیه 24 ولت DC اختصاصی داشته باشد. دلیل آن ساده است: رویدادهای سوئیچینگ ورودی/خروجی باعث گذراهای جریان در ریل 24 ولت DC می‌شوند، که می‌تواند باعث افت ولتاژ لحظه‌ای شود که ترمز را در حین کار موتور به طور جزئی یا کامل فعال می‌کند و باعث شوک مکانیکی و سایش زودرس ترمز می‌شود. یک منبع ترمز اختصاصی این مدارها را جدا می‌کند و اطمینان می‌دهد که ترمز در تمام شرایط سوئیچینگ ورودی/خروجی به طور قابل اعتماد کار می‌کند.

س3: اگر آمپلی فایر دچار خطا شود و برق را قطع کند، چه اتفاقی برای عملکرد ترمز می‌افتد؟

این سناریویی است که طراحی ترمز بدون تحریک به طور خاص برای رسیدگی به آن در نظر گرفته شده است. هنگامی که آمپلی فایر MR-E خاموش می‌شود - چه به دلیل هشدار، سیگنال توقف اضطراری، یا قطع برق اصلی - 24 ولت DC به سیم پیچ ترمز نیز قطع می‌شود (چه توسط مدار خروجی هشدار و چه توسط خود قطع برق). ترمز فنر-اعمالی بلافاصله درگیر می‌شود و شفت موتور را بدون نیاز به هیچ سیگنالی از کنترلر قفل می‌کند. این درگیری خودکار مستقل از وضعیت عملیاتی آمپلی فایر است. برای محورهای عمودی یا کاربردهای گیره، این رفتار ایمنی اساسی است که ترمز بدون تحریک را به انتخاب استاندارد صنعتی برای کاربردهای پیشگیری از خطر تبدیل می‌کند.

س4: تفاوت طول بدنه موتور بین HC-KFE43 و HC-KFE43B چقدر است و آیا نصب فلنج یکسان باقی می‌ماند؟

ابعاد نصب فلنج - فلنج مربعی 60×60 میلی متر، الگوی سوراخ پیچ و طول برجستگی شفت در انتهای خروجی - بین HC-KFE43 و HC-KFE43B یکسان است. تنها تغییر ابعادی، افزایش طول کلی بدنه به دلیل ماژول ترمز اضافه شده در پشت موتور است. مستندات نقشه کلی میتسوبیشی (بخش 14.8.1 دفترچه راهنمای MR-E) طول‌های بدنه خاص را برای هر نوع نشان می‌دهد و هنگام طراحی یا تأیید فضای عقب پشت موتور در ساختار دستگاه باید به آن‌ها مراجعه شود. برای جایگزینی یک موتور استاندارد موجود با یک مدل ترمز در یک بازسازی، قبل از سفارش، فضای عقب را تأیید کنید.

س5: آیا HC-KFE43B جایگزین مستقیمی برای HC-KFS43B (موتور ترمز MR-J2S) در دستگاه موجود است؟

از نظر مکانیکی، فوت پرینت فلنج 60×60 میلی متری بین HC-KFE43B و HC-KFS43B مشترک است و صفحه نصب را سازگار می‌کند. با این حال، رابط‌های انکودر و آمپلی فایر کاملاً متفاوت هستند. HC-KFE43B از یک انکودر افزایشی استفاده می‌کند که با آمپلی فایر MR-E جفت شده است، در حالی که HC-KFS43B از یک انکودر مطلق 17 بیتی (131,072 ppr) استفاده می‌کند که با آمپلی فایر MR-J2S جفت شده است. انواع کانکتور انکودر، پروتکل‌های سیگنال و مجموعه کابل‌ها قابل تعویض نیستند. تعویض از HC-KFS43B به HC-KFE43B نیاز به تعویض آمپلی فایر به MR-E و پیکربندی مجدد کل محور درایو برای عملکرد انکودر افزایشی با چرخه‌های خانه‌سازی دارد - یک تغییر سیستم قابل توجه. جهت معکوس (ارتقاء از HC-KFE43B به HC-KFS43B یا موتور سری HG نسل فعلی با ترمز) مسیر مهاجرت رایج‌تری است زمانی که یک سیستم دستگاه در حال ارتقاء است.