میتسوبیشی HC-PQ43B (HCPQ43B) — موتور سروو AC 400 وات با ترمز الکترومغناطیسی، شفت مستقیم، 3000 دور در دقیقه، سری MELSERVO-C

مرور کلی محصول

شماره قطعه: HC-PQ43B

همچنین جستجو شده به عنوان: HCPQ43B, HC PQ 43B, HC-PQ-43B

سری: میتسوبیشی MELSERVO-C (نسل MR-C)

طبقه‌بندی: موتور سروو بدون جاروبک AC با اینرسی فوق‌العاده کم — 400 وات، کلاس 200 ولت، 3000 دور در دقیقه، شفت مستقیم، ترمز الکترومغناطیسی

زمینه: نوع متفاوتی از موتور سروو

بیشتر موتورهای سروو در این سایت متعلق به خانواده‌های HC-SF، HC-SFS یا HA-FF هستند — موتورهایی که بر اساس پلتفرم تقویت‌کننده J2 یا J2-Super برای اتوماسیون صنعتی عمومی، ماشین‌آلات ابزار و تجهیزات موقعیت‌یابی طراحی شده‌اند. HC-PQ43B کاملاً از شاخه متفاوتی از تاریخچه MELSERVO میتسوبیشی می‌آید.

سری HC-PQ به عنوان بخشی از پلتفرم MELSERVO-C توسعه یافته است که در سال 1999 با ماموریت خاصی معرفی شد: ارائه یک جایگزین واقعی سروو به مشتریانی که از موتورهای استپر در کاربردهای با ظرفیت کم تا 400 وات استفاده می‌کنند. تقویت‌کننده MR-C که آن را هدایت می‌کند، فوق‌العاده فشرده است — فقط 40 میلی‌متر عرض و 130 میلی‌متر ارتفاع دارد — و موتورهای HC-PQ برای مطابقت با این فلسفه طراحی شده‌اند. اینرسی فوق‌العاده کم، سیم‌کشی ساده با اتصالات دم‌سیمی، رابط کنترل ساده و سطح قیمت و پیچیدگی که انتقال از استپر به سروو را برای ماشین‌هایی که قبلاً از فناوری سروو بدون جاروبک استفاده نکرده بودند، عملی می‌کرد.

HC-PQ43B نسخه ترمزدار موتور HC-PQ 400 وات است: همان گشتاور نامی 1.3 نیوتن‌متر، همان گشتاور پیک 3.8 نیوتن‌متر، همان رتبه 3000 دور در دقیقه، همان محفظه فشرده با درجه حفاظت IP44 — با اضافه شدن یک ترمز الکترومغناطیسی فنر-اعمالی به پشت موتور برای کاربردهای محور عمودی و مکانیزم‌های بارگذاری شده با گرانش.

مشخصات فنی

کاری که پلتفرم MR-C برای آن طراحی شده بود

درک صحیح HC-PQ43B نیازمند درک پلتفرمی است که به آن تعلق دارد، زیرا ترکیب MR-C و HC-PQ به بخشی از بازار خدمت می‌کرد که پلتفرم‌های بزرگتر J2 و J2-Super برای آن بهینه نشده بودند.

موتورهای استپر برای دهه‌ها بر کاربردهای موقعیت‌یابی با ظرفیت کم تسلط داشتند زیرا ساده، ارزان و بدون نیاز به دستگاه بازخورد بودند. کنترل پالس حلقه باز برای اکثر کاربردها کافی بود و الکترونیک کنترل ساده بود. نقاط ضعف — رزونانس در سرعت‌های خاص، از دست دادن موقعیت تحت بار اضافی، عملکرد ضعیف در سرعت بالا، عدم بازخورد گشتاور — به عنوان محدودیت‌های ذاتی فناوری پذیرفته شدند.

پیشنهاد پلتفرم MR-C این بود که یک موتور سروو می‌تواند سادگی کنترل استپر را با حذف این محدودیت‌ها مطابقت دهد. تقویت‌کننده MR-C دستورات پالس قطار را درست مانند درایور موتور استپر می‌پذیرفت. موتورهای HC-PQ به جای کانکتورهای گرد نظامی، اتصالات دم‌سیمی داشتند. تقویت‌کننده به اندازه کافی باریک بود که روی ریل استاندارد DIN در یک پنل فشرده نصب شود. راه‌اندازی به اندازه کافی ساده بود که مهندسان عادت کرده به سیستم‌های استپر بتوانند آن را انجام دهند.

برای انواع ماشین‌هایی که این پلتفرم هدف قرار داده بود — تجهیزات مونتاژ کوچک، اعمال‌کننده‌های برچسب، مکانیزم‌های جمع‌آوری و قرار دادن فشرده، میزهای موقعیت‌یابی سبک، محورهای کمکی در ماشین‌های چاپ و بسته‌بندی — ترکیب MR-C و HC-PQ عملکرد سروو حلقه بسته را در قالبی ارائه می‌داد که نیازی به بازآموزی تیم طراحی یا کارکنان نگهداری نداشت.

HC-PQ43B یک ترمز فنر-اعمالی را به این پلتفرم برای کاربردهای درون آن دسته از ماشین‌ها که دارای محورهای عمودی یا سایر اجزای بارگذاری شده با گرانش هستند، اضافه می‌کند.

ترمز فنر-اعمالی روی موتور 400 وات

در توان 400 وات و گشتاور نامی 1.3 نیوتن‌متر، بارهای HC-PQ43B در مقایسه با موتورهای سروو با ظرفیت متوسط سبک هستند. یک اسلاید انتقال عمودی کوچک. یک مفصل بازوی ربات سبک. یک محور مته در یک دستگاه مته خودکار کوچک. یک شاتل عمودی در یک ایستگاه مونتاژ فشرده. این مکانیزم‌ها در مقیاس متوسط هستند، اما فیزیک ترمز فنر-اعمالی در هر سطح توانی اعمال می‌شود: هنگامی که سیم‌پیچ قطع می‌شود، فنر ترمز را می‌بندد و محور را به صورت مکانیکی نگه می‌دارد، بدون اینکه به هیچ سیستم الکتریکی فعال برای انجام این کار متکی باشد.

نتیجه عملی در 400 وات مانند 7 کیلووات است: اگر برق پنل به طور غیرمنتظره قطع شود، اگر تقویت‌کننده تریپ کند، اگر مدار توقف اضطراری باز شود — محور نگه داشته می‌شود. منبع تغذیه 24 ولت DC به سیم‌پیچ ترمز حذف می‌شود و فنر بلافاصله کار خود را انجام می‌دهد. در یک مکانیزم عمودی کوچک که جرم متحرک ممکن است فقط چند کیلوگرم باشد، این همچنان انتخاب طراحی صحیح است. جایگزین — اتکا به قفل سروو از تقویت‌کننده MR-C40A برای نگه داشتن موقعیت زمانی که تقویت‌کننده ممکن است جزئی باشد که تازه تریپ کرده است — یک مبنای ایمنی قابل اعتماد نیست.

ترمز روی HC-PQ43B نیاز به منبع تغذیه جداگانه 24 ولت DC در پنل ماشین دارد. این به صراحت در مستندات سری MR-C ذکر شده است: موتورهای دارای ترمز نیاز به منبع تغذیه 24 ولت DC خود دارند، جدا از منبع تغذیه کنترل تقویت‌کننده. مدار 24 ولت باید شامل یک رله با سرکوب موج مناسب در سراسر پایانه‌های سیم‌پیچ ترمز باشد — یک سیم‌پیچ القایی بدون سرکوب، هنگام قطع شدن، ولتاژهای بالا ایجاد می‌کند که آسیب‌رسان هستند.

توالی عملیاتی توصیه شده از همان اصل هر ترمز فنر-اعمالی روی موتور سروو پیروی می‌کند: محور را قبل از اعمال ترمز تحت کنترل سروو به حالت سکون درآورید و قبل از آزادسازی ترمز در هنگام راه‌اندازی، قفل سروو را تأیید کنید. در یک ماشین فشرده کوچک که این محورها در هر شیفت چرخه‌های زیادی را کامل می‌کنند، توالی مداوم عمر دیسک ترمز را در طول عمر عملیاتی موتور به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

گشتاور نامی 1.3 نیوتن‌متر: مزیت اینرسی فوق‌العاده کم

یک نیوتن‌متر و سه دهم. این یک رقم گشتاور پیوسته متوسط ​​به هر معیاری است و به درستی آنچه را که HC-PQ43B است توصیف می‌کند: موتوری برای محورهای سبک و سریع که در آن اولویت با عملکرد شتاب است تا نیروی پایدار.

موتورهای با اینرسی فوق‌العاده کم ارزش اصلی خود را از طریق نسبت گشتاور موجود به اینرسی روتور به دست می‌آورند. اینرسی روتور بسیار کم به این معنی است که یک گشتاور معین — از جمله پیک 3.8 نیوتن‌متر — شتاب زاویه‌ای بسیار بالایی از خود شفت موتور ایجاد می‌کند. محور به سرعت به سرعت هدف می‌رسد، به سرعت در موقعیت تثبیت می‌شود و به سرعت برای حرکت بعدی آماده می‌شود. برای کاربردهایی که در هر دقیقه حرکات کوتاه زیادی انجام می‌دهند، این مستقیماً به توان عملیاتی ترجمه می‌شود.

پیک 3.8 نیوتن‌متر — تقریباً سه برابر رتبه پیوسته — فازهای شتاب و کاهش شتاب را به طور موثر مدیریت می‌کند. در چرخه کاری معمول یک محور ماشین مونتاژ سبک، موتور با گشتاور پیک به سرعت حرکت می‌رسد، برای مدت کوتاهی با گشتاور نامی یا کمتر کار می‌کند، با گشتاور پیک کاهش می‌یابد، سپس در موقعیت باقی می‌ماند و جریان حداقل را مصرف می‌کند. این الگو از نظر حرارتی بی‌ضرر است و توابع حفاظتی تقویت‌کننده 400 وات آن را تحت یک چرخه کاری خوش‌طراحی شده بدون مداخله مدیریت می‌کنند.

محدودیت واضح است: 1.3 نیوتن‌متر پیوسته سقف گشتاور بار پایدار است. کاربردهایی که محور باید بیش از 1.3 نیوتن‌متر را به طور مداوم حفظ کند — مقاومت برش پایدار، کشش سیم‌پیچی سنگین، بار گرانشی قابل توجه در حین حرکت — فراتر از محدوده کاربرد مناسب این موتور است. محورهایی که بیشتر زمان چرخه خود را در حالت سکون یا با بار کم با فقط گذراهای شتاب کوتاه سپری می‌کنند، جایی است که HC-PQ43B بهترین عملکرد را دارد.

IP44: درک درجه حفاظت

درجه حفاظت IP44 روی HC-PQ43B کمتر از IP65 موجود در موتورهای سری HC-SFS و HC-SF است و درک این تفاوت قبل از مشخص کردن این موتور ارزش دارد.

IP44 به معنی: حفاظت در برابر ذرات جامد در برابر اشیاء بزرگتر از 1 میلی‌متر (ابزار ظریف، سیم‌ها، حشرات کوچک — اما نه گرد و غبار در حجم زیاد)، و حفاظت در برابر مایعات در برابر آب پاشیده شده از هر جهت. این برای محیط‌های صنعتی داخلی که موتور مستقیماً در معرض اسپری خنک‌کننده، مه روغن یا عملیات شستشو قرار نمی‌گیرد، کافی است.

IP65 (رتبه موجود در HC-SFS و موتورهای مشابه) حفاظت کامل در برابر ورود گرد و غبار و حفاظت در برابر جت‌های آب هدایت شده از هر زاویه‌ای را اضافه می‌کند.

برای کاربردهایی که HC-PQ43B برای آنها طراحی شده است — ماشین‌های مونتاژ، تجهیزات اتوماسیون سبک، محورهای موقعیت‌یابی فشرده داخلی — IP44 به طور کلی کافی است. این موتور برای محیط‌های ماشین‌آلات ابزار که خنک‌کننده به موتور می‌رسد، یا برای تجهیزات غذایی یا دارویی که شستشو می‌شوند، طراحی نشده است. اگر محیط نصب شامل خنک‌کننده قابل توجه، مه روغن یا آلودگی هوابرد ناشی از عملیات پردازش باشد، باید موتوری با درجه بالاتر مشخص شود.

هنگام نصب HC-PQ43B با خروجی کابل به سمت پایین — که جهت نصب ترجیحی برای نصب افقی موتور است — سیم‌های سربی و هرگونه تراکم از بدنه موتور دور شده و در نقاط ورود کابل جمع نمی‌شوند. مستندات MR-C نصب موتور با سیم‌های مسیریابی شده به سمت بالا را در محیط‌هایی که ورود مایع در امتداد غلاف کابل امکان‌پذیر است، توصیه نمی‌کند.

تقویت‌کننده سازگار: MR-C40A

HC-PQ43B منحصراً با تقویت‌کننده MR-C40A — واحد با ظرفیت 400 وات از محدوده MELSERVO-C — جفت می‌شود. این تقویت‌کننده مجموعه‌ای از ویژگی‌ها را دارد که آن را به شدت از تقویت‌کننده‌های J2 و J2-Super که موتورهای سری HC-SFS و HC-SF استفاده می‌کنند، متمایز می‌کند.

MR-C40A ورودی تک فاز 200-240 ولت AC را می‌پذیرد و تقریباً 2.8 آمپر مصرف می‌کند. این یک منبع تغذیه تک فاز است، نه سه فاز — به این معنی که پلتفرم MR-C می‌تواند از یک مدار تک فاز استاندارد 200 ولت کار کند و سیم‌کشی پنل را برای ماشین‌های کوچک که توزیع سه فاز به هر موقعیت محور ندارند، ساده می‌کند.

تقویت‌کننده دستورات موقعیت پالس قطار را می‌پذیرد — همان رابطی که توسط درایورهای موتور استپر استفاده می‌شود — که در موقعیت‌یابی پلتفرم به عنوان جایگزین استپر مرکزی بود. وضوح انکودر و عملکرد کنترل در کلاس سروو هستند، اما رابط کنترل با استپر سازگار است و ادغام آن را در طرح‌های ماشین موجود که قبلاً مبتنی بر استپر بودند، ساده می‌کند.

MR-C40A فقط 40 میلی‌متر عرض دارد. در ماشینی با چندین محور سروو کوچک، ردیفی از تقویت‌کننده‌های MR-C40A فضای پنل کمتری نسبت به ردیفی معادل از تقویت‌کننده‌های J2-Super با همان رتبه توان نیاز دارد.

هم تقویت‌کننده MR-C40A و هم موتورهای سری HC-PQ در آوریل 2013 متوقف شدند. توصیه مهاجرت میتسوبیشی در آن زمان کاربران را به سمت تقویت‌کننده MR-JN با موتورهای سری HF-KN یا HF-KP — پلتفرم سروو فشرده نسل بعدی در این سطح توان — هدایت می‌کرد. برای ماشین‌هایی که هنوز در سرویس با سخت‌افزار MR-C هستند، تقویت‌کننده‌های جایگزین MR-C40A و موتورهای HC-PQ43B به عنوان موجودی مازاد در دسترس هستند.

مرور کلی ظرفیت سری HC-PQ

HC-PQ43B بالاترین ظرفیت موتور ترمزدار در محدوده HC-PQ و بالای پلتفرم MR-C است. در ظرفیت 400 وات، HC-PQ43 (بدون ترمز) و HC-PQ43B (ترمزدار) در تمام مشخصات الکتریکی و دینامیکی یکسان هستند — انتخاب بین آنها صرفاً بر اساس نیاز محور به نگه داشتن مکانیکی در حالت سکون انجام می‌شود.

کاربردهای معمول

محور Z عمودی در ماشین‌های مونتاژ و مته کوچک. ماشین‌های مته خودکار کوچک، ایستگاه‌های مونتاژ رومیزی و تجهیزات CNC فشرده با محورهای سفر عمودی سبک. جرم بار متوسط ​​است — یک سر اسپیندل کوچک، یک نگهدارنده ابزار، یک فیکسچر سبک — اما ترمز فنر-اعمالی نگه داشتن مکانیکی قابل اعتماد را در طول تعویض ابزار، توقف اضطراری و دوره‌های خاموش بودن ماشین بدون اتکا به قفل سروو فراهم می‌کند.

درایوهای مفصل بازوی ربات عمودی. محورهای بازوی دوم ربات SCARA سبک، اجزای سفر عمودی در ربات‌های کارتزین و درایوهای مفصل ربات مفصلی کوچک در تجهیزات مونتاژ و جابجایی که مفصل دارای مولفه بار گرانشی است و نگه داشتن ترمز هنگام قطع شدن برق سروو مورد نیاز است.

محورهای تغذیه عمودی اعمال‌کننده برچسب و چاپ و اعمال. موقعیت‌یابی محصول عمودی و درایوهای بازوی اعمال‌کننده در تجهیزات اعمال برچسب که سر اعمال‌کننده باید در طول دوره‌های مکث در ارتفاع مشخصی موقعیت خود را حفظ کند. پلتفرم فشرده MR-C مناسب محدودیت‌های فضایی تنگ ماشین‌آلات اعمال برچسب است.

ایستگاه‌های انتقال و بالابر عمودی کوچک. مکانیزم‌های بالابر قطعه، محورهای آسانسور کوچک و اسلایدهای انتقال عمودی در سلول‌های مونتاژ فشرده و تجهیزات تست که بارهای سبک باید در طول عملیات مکث ایستگاه در موقعیت‌های میانی نگه داشته شوند. سادگی مطلق رابط کنترل MR-C با منطق ساده‌ای که معمولاً برای مدیریت این محورها استفاده می‌شود، مطابقت دارد.

جایگزینی موتور استپر در محورهای عمودی قدیمی. ماشین‌های موجود که از موتورهای استپر در محورهای عمودی استفاده می‌کنند و در آنها از دست دادن موقعیت تحت بار اضافی یا گام‌های اشتباه ناشی از رزونانس باعث مشکلات تولید شده است. HC-PQ43B کنترل موقعیت سروو حلقه بسته را با همان رابط فرمان پالس قطار مانند درایور استپر اصلی ارائه می‌دهد و از دست دادن موقعیت حلقه باز را از بین می‌برد در حالی که ترمز فنر-اعمالی ایمنی نگهدارنده را اضافه می‌کند که گشتاور نگهدارنده استپر فقط در حالی که درایور فعال است، فراهم می‌کند.

سوالات متداول

س1: کدام تقویت‌کننده با HC-PQ43B سازگار است و چه نوع منبع تغذیه‌ای نیاز دارد؟

HC-PQ43B منحصراً با تقویت‌کننده MR-C40A جفت می‌شود. MR-C40A ورودی تک فاز 200-240 ولت AC را می‌پذیرد — نه سه فاز — و آن را برای ماشین‌های کوچک بدون توزیع سه فاز به هر موقعیت محور مناسب می‌سازد. تقویت‌کننده فقط 40 میلی‌متر عرض دارد و دستورات موقعیت پالس قطار را می‌پذیرد، همان رابطی که توسط درایورهای موتور استپر استفاده می‌شود. هم MR-C40A و هم HC-PQ43B متوقف شده‌اند اما به عنوان موجودی مازاد در دسترس هستند.

س2: تفاوت بین HC-PQ43B و HC-PQ43 چیست؟

این دو موتور در تمام مشخصات الکتریکی و عملکردی یکسان هستند — خروجی 400 وات، گشتاور نامی 1.3 نیوتن‌متر، پیک 3.8 نیوتن‌متر، سرعت نامی 3000 دور در دقیقه. تنها تفاوت ترمز است. HC-PQ43 ترمز ندارد — موقعیت در حالت سکون توسط قفل سروو تقویت‌کننده حفظ می‌شود. HC-PQ43B دارای یک ترمز الکترومغناطیسی فنر-اعمالی است که هنگام قطع شدن منبع تغذیه سیم‌پیچ 24 ولت به صورت مکانیکی اعمال می‌شود. از HC-PQ43B برای محورهای عمودی، درایوهای شیب‌دار و هر کاربردی که بار در حالت خاموش بودن سروو حرکت می‌کند، استفاده کنید. HC-PQ43 برای محورهای افقی که قفل سروو کافی است، مناسب است.

س3: HC-PQ43B دارای رتبه IP44 است. آیا این برای محیط‌های ماشین‌آلات ابزار کافی است؟

IP44 حفاظت در برابر اشیاء جامد بزرگتر از 1 میلی‌متر و آب پاشیده شده از هر جهت را فراهم می‌کند. این برای محیط‌های داخلی بسته بدون قرار گرفتن قابل توجه در معرض خنک‌کننده کافی است. این برای محیط‌های ماشین‌آلات ابزار مناسب نیست که در آن اسپری خنک‌کننده، مه روغن یا جت‌های خنک‌کننده به موتور می‌رسد. برای چنین محیط‌هایی، موتوری با رتبه IP65 یا بالاتر — مانند موتورهای سری HC-SFS یا HC-SF — مورد نیاز است. سری HC-PQ برای ماشین‌های مونتاژ، تجهیزات جابجایی و اتوماسیون سبک طراحی شده است، نه برای منطقه برش ماشین‌آلات ابزار CNC.

س4: آیا ترمز روی HC-PQ43B نیاز به مدار منبع تغذیه ویژه دارد؟

بله. مستندات MR-C میتسوبیشی به صراحت بیان می‌کند که موتورهای دارای ترمز نیاز به منبع تغذیه جداگانه 24 ولت DC دارند — جدا از منبع تغذیه کنترل تقویت‌کننده. مدار 24 ولت باید شامل یک رله برای سوئیچ جریان سیم‌پیچ باشد، با سرکوب موج (یک دیود فلای‌بک برای مدارهای DC) در سراسر پایانه‌های سیم‌پیچ ترمز برای جذب پیک ولتاژ القایی هنگام باز شدن رله. بدون سرکوب موج، کنتاکت‌های رله در برابر آسیب قوس آسیب‌پذیر هستند و نویز الکتریکی حاصل می‌تواند بر تقویت‌کننده و کنترل‌کننده تأثیر بگذارد.

س5: HC-PQ43B و MR-C40A متوقف شده‌اند. مسیر مهاجرت توصیه شده میتسوبیشی چیست؟

توصیه مهاجرت رسمی میتسوبیشی در زمان توقف، حرکت به سمت سری تقویت‌کننده MR-JN با موتورهای سروو سری HF-KN یا HF-KP در ظرفیت معادل بود. HF-KP43B (400 وات، 3000 دور در دقیقه، ترمز فنر-اعمالی) روی تقویت‌کننده MR-JN-40 معادل عملکردی در سطح نسل بعدی است و وضوح انکودر بالاتر و عملکرد سروو بهبود یافته را در قالبی مشابه فشرده ارائه می‌دهد. هم موتور و هم تقویت‌کننده باید با هم تعویض شوند، زیرا پروتکل‌های انکودر بین نسل‌ها ناسازگار هستند. برای ماشین‌هایی که باید روی سخت‌افزار MR-C باقی بمانند، موتورهای جایگزین HC-PQ43B و تقویت‌کننده‌های MR-C40A از طریق متخصصان مازاد اتوماسیون صنعتی در دسترس هستند.