میتسوبیشی HC-SFS153K (HCSFS153K) — موتور سروو AC 1.5 کیلووات، شفت کلیددار، بدون ترمز، 3000 دور در دقیقه، سری MELSERVO J2-Super

مرور کلی محصول

شماره قطعه: HC-SFS153K

همچنین جستجو شده به عنوان: HCSFS153K, HC SFS 153K, HC-SFS-153K

سری: میتسوبیشی MELSERVO HC-SFS (نسل J2-Super)

طبقه‌بندی: موتور سروو بدون جاروبک AC با اینرسی متوسط — 1.5 کیلووات، کلاس 200 ولت، 3000 دور در دقیقه، شفت کلیددار، بدون ترمز

مقدمه: موتوری با هدف خاص

موتورهای سروو وجود دارند که برای انعطاف‌پذیری طراحی شده‌اند و موتورهای سروو که با در نظر گرفتن یک رابط مکانیکی خاص طراحی شده‌اند. میتسوبیشی HC-SFS153K به مورد دوم گرایش دارد. پسوند "K" نشانگر حیاتی است — یک شیار کلید ماشین‌کاری شده روی شفت که اساساً نحوه انتقال گشتاور از موتور به جزء محرک را تغییر می‌دهد.

با توان 1.5 کیلووات و سرعت 3000 دور در دقیقه روی فلنج 130 × 130 میلی‌متر، HC-SFS153K در انتهای فشرده محدوده سروو با ظرفیت متوسط قرار می‌گیرد. گشتاور پیوسته 4.78 نیوتن‌متر و گشتاور پیک 14.3 نیوتن‌متر آن در یک باند عملی برای محورهای کمکی ماشین ابزار، درایوهای نوار نقاله با سرعت متوسط و هر مکانیزمی که اتصال موتور به بار باید هم دقیق و هم از نظر مکانیکی مثبت باشد، قرار می‌گیرد. شفت کلیددار ویژگی است که آن را برای کاربردهایی که در آن یک شفت مستقیم ساده، هرچند با گیره مطمئن، شک و تردیدی در مورد یکپارچگی مسیر گشتاور در طول عمر موتور ایجاد می‌کند، مناسب می‌سازد.

پشت شفت: همان انکودر مطلق سریال 17 بیتی با رزولوشن 131,072 ppr که در کل خانواده J2-Super HC-SFS استفاده می‌شود، همراه با آمپلی‌فایر کلاس MR-J2S-200.

مشخصات فنی

چرا شفت کلیددار اوضاع را تغییر می‌دهد

بیشتر کاربردهای سروو از شفت مستقیم صاف و کوپلینگ گیره اصطکاکی استفاده می‌کنند. این به خوبی کار می‌کند، محدوده کوپلینگ گسترده است و نصب ساده است. پس چه زمانی شفت کلیددار به جای آن پاسخ درستی است؟

پاسخ مربوط به کاری است که رابط گیره اصطکاکی در واقع انجام می‌دهد. یک کوپلینگ هاب شکاف‌دار یا انقباض حرارتی، گشتاور را از طریق اصطکاک بین سوراخ هاب و قطر خارجی شفت منتقل می‌کند. این اصطکاک توسط نیروی گیره در هنگام نصب تعیین می‌شود — معمولاً یک پیچ تنظیم یا پیچ از طریق هاب شکاف‌دار — و باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا در برابر گشتاور پیک بدون لغزش مقاومت کند: در این مورد، 14.3 نیوتن‌متر در هر گذار شتاب، چرخه به چرخه، در طول عمر کامل موتور.

در شرایط ایده‌آل، کوپلینگ‌های اصطکاکی در توان 1.5 کیلووات این کار را به طور قابل اعتماد انجام می‌دهند. در شرایط کمتر ایده‌آل — شل شدن هاب ناشی از لرزش در طول هزاران ساعت، چرخه حرارتی که هندسه گیره را کمی تغییر می‌دهد، ورودی‌های ضربه از درگیری زنجیر یا تماس دندان چرخ‌دنده — حاشیه ایمنی که در هنگام نصب کافی به نظر می‌رسید می‌تواند از بین برود. وقتی این اتفاق می‌افتد، لغزش معمولاً متناوب است و خطای دنباله‌روی به اندازه‌ای کوچک است که هیچ آلارمی فعال نمی‌شود. محور یک مشکل تکرارپذیری موقعیت ایجاد می‌کند که تشخیص آن واقعاً دشوار است زیرا فقط زمانی ظاهر می‌شود که محور به سختی کار می‌کند.

کلید از این حالت خرابی جلوگیری می‌کند. کلید در شیارهای منطبق در شفت و هاب قرار می‌گیرد و گشتاور را از طریق سطح مقطع برشی خود به جای اصطکاک منتقل می‌کند. مسیر گشتاور از نظر مکانیکی مثبت است — به نیروی گیره وابسته نیست، با لرزش تخریب نمی‌شود و با چرخه حرارتی شل نمی‌شود. بارگذاری چرخه‌ای، معکوس شدن و ورودی‌های ضربه که یک رابط اصطکاکی را به چالش می‌کشند، بر یک اتصال کلیددار تأثیر نمی‌گذارند.

برای یک موتور 1.5 کیلوواتی با سرعت 3000 دور در دقیقه که جزء محرک — یک چرخ‌دنده زمان‌بندی، ورودی چرخ‌دنده حلزونی، پولی تسمه همزمان، یا هاب چرخ‌دنده — دارای سوراخ کلیددار، چه به دلیل طراحی و چه به دلیل نیاز مشتری، باشد، HC-SFS153K انتخاب صحیح و طبیعی است. هیچ مصالحه‌ای در عملکرد وجود ندارد. گشتاور نامی 4.78 نیوتن‌متر و گشتاور پیک 14.3 نیوتن‌متر با HC-SFS153 شفت صاف یکسان است.

1.5 کیلووات در 3000 دور در دقیقه: نقطه عملیاتی

چهار ممیز هفتاد و هشت نیوتن‌متر در 3000 دور در دقیقه ترکیبی خاص است که برای مجموعه‌ای مشخص از انواع محورها مناسب است.

این گشتاور بیشتر از HC-SFS103 1 کیلوواتی (3.18 نیوتن‌متر در همان سرعت) است که زمانی مرتبط می‌شود که محور بار متوسط را در کل محدوده عملیاتی خود تحمل می‌کند و نه فقط در طول گذارهای شتاب. یک موتور 1 کیلوواتی که محور آن به طور منظم نزدیک به 3.18 نیوتن‌متر را به طور مداوم تقاضا می‌کند، با حاشیه کم در نزدیکی سقف حرارتی خود کار می‌کند. HC-SFS153K با 4.78 نیوتن‌متر پیوسته، تقریباً 50% ظرفیت گشتاور پایدار بیشتری به همان محور می‌دهد — فضایی که به صورت دمای عملیاتی پایین‌تر، عمر سیم‌پیچ طولانی‌تر و کاهش دفعات آلارم اضافه بار در چرخه‌های تولید پرتقاضا ظاهر می‌شود.

سرعت نامی 3000 دور در دقیقه همان هدفی را دارد که در کل محدوده HC-SFS 3000 دور در دقیقه دارد: امکان اتصال مستقیم به مکانیزم‌هایی که به جای گشتاور شفت، به سرعت شفت نیاز دارند. یک پیچ توپی با گام 5 میلی‌متر که با سرعت 3000 دور در دقیقه رانده می‌شود، به سرعت خطی 15 متر در دقیقه می‌رسد — به اندازه کافی سریع برای بسیاری از محورهای کمکی CNC بدون هیچ مرحله کاهشی. یک درایو تسمه زمان‌بندی با نسبت 2:1 این را به 1500 دور در دقیقه در شفت محرک تبدیل می‌کند و گشتاور موجود را دو برابر می‌کند و نقطه کاری را به جایی نزدیک‌تر می‌کند که بسیاری از مکانیزم‌های کوپل شده با چرخ‌دنده یا تسمه درایو واقعاً به آن نیاز دارند.

حداکثر سرعت 4500 دور در دقیقه محدوده عملیاتی را بالاتر از نقطه نامی در ناحیه توان ثابت گسترش می‌دهد، جایی که گشتاور موجود به طور متناسب کاهش می‌یابد. این محدوده گسترده برای فازهای پیمایش سریع در محورهای موقعیت‌یابی که بار سبک است و تقاضای گشتاور پیمایش به طور قابل توجهی کمتر از رقم نامی است، مفید است.

قرار گرفتن بین 103 و 203

محدوده HC-SFS 3000 دور در دقیقه روی فلنج 130 × 130 میلی‌متر از 500 وات (HC-SFS53) تا 2000 وات (HC-SFS203) در چهار مرحله اجرا می‌شود. HC-SFS153K در مرحله سوم قرار دارد — بالاتر از HC-SFS103 1 کیلوواتی، پایین‌تر از HC-SFS203 2 کیلوواتی، و با هر دو همان قاب فیزیکی و رابط نصب را به اشتراک می‌گذارد.

یک جزئیات قابل توجه: هم HC-SFS153K و هم HC-SFS203K از همان آمپلی‌فایر MR-J2S-200 استفاده می‌کنند. فلنج یکسان است، نصب مکانیکی یکسان است و جفت آمپلی‌فایر یکسان است. این بدان معناست که یک قاب ماشین که برای HC-SFS153K طراحی شده است می‌تواند HC-SFS203K را بدون هیچ تغییری در پنل مکانیکی یا الکتریکی جای دهد — تنها تنظیم پارامتر مورد نیاز، تنظیم آمپلی‌فایر برای شناسایی موتور جدید است. برای کاربردهایی که در آن گسترش ظرفیت آینده یک امکان است، این یک انعطاف‌پذیری طراحی مفید است.

بدون ترمز: پیش‌فرض مناسب برای محورهای افقی با شفت کلیددار

HC-SFS153K فاقد ترمز الکترومغناطیسی است. این پیکربندی صحیح برای اکثریت قریب به اتفاق محورهای افقی و متقارن بارگذاری شده است که در آن شفت کلیددار منطقی است.

کاربردهای شفت کلیددار معمولاً شامل اتصالات مکانیکی است — چرخ‌دنده‌ها، هاب‌های چرخ‌دنده، شفت‌های ورودی حلزونی، پولی‌های تسمه — که همگی در مکانیزم‌های افقی رایج‌تر هستند: درایوهای نوار نقاله، سیستم‌های تغذیه مواد، ایندکسرهای دوار در صفحات افقی، محورهای کمکی در مجموعه‌های ماشین نصب شده به صورت افقی. در این محورها، قفل سروو از طریق حلقه موقعیت بسته MR-J2S-200 برای نگه داشتن موقعیت در حالت استراحت کاملاً کافی است. انکودر 17 بیتی زاویه شفت را به طور مداوم نظارت می‌کند؛ آمپلی‌فایر جریان اصلاحی را برای حفظ خطای دنباله‌روی صفر تأمین می‌کند. هیچ چیزی برای اضافه کردن ترمز در یک مکانیزم افقی و متعادل وجود ندارد.

مزایای عملی پیکربندی بدون ترمز در این اندازه موتور واقعی است. بدون مدار ترمز DC 24 ولت در پنل. بدون رله، بدون سرکوب‌کننده موج. بدون اینترلاک MBR در PLC. بدون بازرسی دوره‌ای سایش ترمز در برنامه نگهداری. موتور سبک‌تر و کوتاه‌تر از معادل ترمزدار آن است که در محورهایی که جرم موتور به اینرسی ساختار متحرک اضافه می‌کند، اهمیت دارد.

HC-SFS153K با شفت کلیددار و بدون ترمز یک رابط مکانیکی ساده را توصیف می‌کند: هاب کلیددار و قفل شده است، موتور به MR-J2S-200 متصل است و محور بدون سخت‌افزار نگهداری اضافی به تمیزی کار می‌کند. در جایی که محور واقعاً عمودی یا باردار گرانشی است، HC-SFS153BK (شفت کلیددار به علاوه ترمز فنر اعمال شده) مشخصات صحیح است. در ماشینی با چندین محور با این ظرفیت، اعمال عمدی تست محور عمودی به هر یک و مشخص کردن بر اساس آن، طراحی تمیزتری نسبت به پیش‌فرض ترمز در همه جا ایجاد می‌کند.

آمپلی‌فایرهای سازگار

HC-SFS153K با خانواده آمپلی‌فایر MR-J2S-200 — پلتفرم J2-Super با ظرفیت 2 کیلووات — جفت می‌شود. علی‌رغم اینکه موتور 1.5 کیلووات است، تقاضای جریان در سرعت 3000 دور در دقیقه نیازمند کلاس آمپلی‌فایر 2 کیلوواتی است نه MR-J2S-100 1 کیلوواتی. این در کل محدوده HC-SFS 3000 دور در دقیقه سازگار است: هم HC-SFS153 و هم HC-SFS203 از MR-J2S-200 استفاده می‌کنند.

MR-J2S-200A دستورات آنالوگ و پالس را از سیستم‌های CNC، PLCها و کنترل‌کننده‌های حرکت خارجی مدیریت می‌کند. حالت‌های کنترل موقعیت، سرعت و گشتاور همگی در دسترس هستند، همراه با ترکیبات حالت سوئیچ شده P/S، S/T و T/P. RS-232C به نرم‌افزار تنظیم MR Configurator متصل می‌شود. این انتخاب استاندارد برای کاربردهای ماشین ابزار و اتوماسیون عمومی است.

MR-J2S-200B از طریق گذرگاه سریال فیبر نوری SSCNET به کنترل‌کننده‌های حرکت سری A و سری Q میتسوبیشی متصل می‌شود. تمام دستورات محور و بازخورد انکودر از طریق شبکه فیبر منتقل می‌شوند. برای ماشین‌های چند محوره که در آن حرکت هماهنگ محور — چرخ‌دنده الکترونیکی، کانتورینگ، فیدهای همزمان — توسط یک کنترل‌کننده حرکت میتسوبیشی مدیریت می‌شود، لازم است.

MR-J2S-200CP موقعیت‌یابی تک محوره داخلی با حداکثر 31 موقعیت جدول نقطه‌ای را در خود جای داده است که توسط سیگنال‌های ورودی/خروجی دیجیتال یا شبکه CC-Link فعال می‌شود. برای محورهای موقعیت‌یابی مستقل که نیازی به هماهنگی با محورهای دیگر ندارند، CP هزینه یک کنترل‌کننده حرکت اختصاصی را حذف می‌کند.

نکات سازگاری. HC-SFS153K به آمپلی‌فایر MR-J2S-200 نیاز دارد. این آمپلی‌فایر با آمپلی‌فایر نسل اول MR-J2-200 سازگار نیست، که نمی‌تواند پروتکل انکودر J2-Super 17 بیتی را رمزگشایی کند. برای ماشین‌هایی که سخت‌افزار MR-J2-200 اصلی را اجرا می‌کنند، HC-SF153K (شفت کلیددار، انکودر 14 بیتی، ابعاد مکانیکی یکسان) موتور صحیح است. با آمپلی‌فایرهای MR-J3 یا MR-J4 بدون کیت آداپتور به‌روزرسانی سازگار نیست.

کاربردهای معمول

محورهای اصلی درایو تسمه زمان‌بندی و همزمان. محورهای ماشین که موتور یک کاهنده تسمه زمان‌بندی را می‌راند — یک آرایش بسیار رایج در موتورهای سروو 3000 دور در دقیقه — به عنوان یک عمل استاندارد طراحی از پولی‌های کلیددار استفاده می‌کنند. کشش تسمه هاب پولی را از نظر شعاعی پیش‌بارگذاری می‌کند و کلید از چرخش پولی روی شفت تحت بارگذاری شعاعی و مماسی ترکیبی درایو تسمه جلوگیری می‌کند. شفت کلیددار HC-SFS153K دقیقاً همان چیزی است که این درایوها نیاز دارند.

درایوهای ورودی چرخ‌دنده حلزونی. میزهای ایندکس دوار، برجک‌های سروو درایو و مکانیزم‌های موقعیت‌یابی زاویه‌ای که از کاهنده‌های چرخ‌دنده حلزونی استفاده می‌کنند، موتور را از طریق یک هاب کوپلینگ کلیددار به شفت حلزونی متصل می‌کنند. مقاومت درایو حلزونی در برابر عقب‌رانش به این معنی است که موتور اغلب موقعیت را از طریق کاهش چرخ‌دنده به جای قفل سروو نگه می‌دارد و رابط کلیددار تضمین می‌کند که اتصال موتور به حلزونی در طول چرخه موقعیت‌یابی و فاز نگهداری از نظر مکانیکی مثبت است.

درایوهای چرخ‌دنده زنجیر در سیستم‌های نوار نقاله و انتقال. بخش‌های نوار نقاله سروو درایو و مکانیزم‌های انتقال که از درایوهای زنجیر استفاده می‌کنند، یک چرخ‌دنده را روی شفت موتور با استفاده از یک سوراخ کلیددار نصب می‌کنند. درایوهای زنجیر بارهای ضربه‌ای متناوب را اعمال می‌کنند — هر درگیری لینک زنجیر یک جهش گشتاور کوتاه ایجاد می‌کند — و رابط کلیددار این ورودی‌های ضربه چرخه‌ای را به طور قوی مدیریت می‌کند در حالی که گیره اصطکاکی به طور فزاینده‌ای به چالش کشیده می‌شود.

درایوهای محور کمکی ماشین ابزار CNC. محورهای چرخش تعویض‌کننده پالت، درایوهای مجله ابزار دوار و درایوهای نوار نقاله تراشه در مراکز ماشین‌کاری CNC اغلب از کوپلینگ‌های کلیددار در رابط موتور به مکانیزم استفاده می‌کنند، به خصوص در جایی که محور به یک مکانیزم چرخ‌دنده موجود که حول یک ورودی شفت کلیددار طراحی شده است، متصل می‌شود.

غلتک‌های درایو ماشین‌آلات نساجی و تبدیل. غلتک‌های تغذیه و غلتک‌های کشش در دستگاه‌های برش، خطوط لمینیت و تجهیزات پردازش نساجی که در آن هاب غلتک در طول محدوده محصول به شفت درایو کلیددار است. جایگزینی موتور در چنین ماشین‌هایی بدون تغییر هاب غلتک زمانی که موتور مشخصات کلیددار یکسانی را حمل می‌کند، ساده است.

سوالات متداول

س1: چرا HC-SFS153K به جای MR-J2S-100 از آمپلی‌فایر MR-J2S-200 استفاده می‌کند، با توجه به اینکه فقط 1.5 کیلووات است؟

کلاس آمپلی‌فایر توسط تقاضای جریان موتور تعیین می‌شود، نه فقط رتبه‌بندی توان آن. در سرعت 3000 دور در دقیقه و توان 1.5 کیلووات، HC-SFS153K جریانی را می‌کشد که از خروجی نامی MR-J2S-100 بیشتر است. جداول سازگاری موتور-آمپلی‌فایر میتسوبیشی، MR-J2S-200 را برای HC-SFS153 و HC-SFS203 در سرعت 3000 دور در دقیقه تأیید می‌کنند. این با HC-SFS152 (1.5 کیلووات در 2000 دور در دقیقه) که از MR-J2S-200 استفاده می‌کند، سازگار است — پوشش جریان در این ترکیب توان و سرعت، صرف نظر از وات نامی موتور، به آمپلی‌فایر بزرگتر نیاز دارد.

س2: تفاوت عملی بین HC-SFS153K (کلیددار) و HC-SFS153 (شفت صاف) چیست؟

مشخصات عملکرد یکسان است — همان گشتاور نامی 4.78 نیوتن‌متر، همان گشتاور پیک 14.3 نیوتن‌متر، همان انکودر، همان آمپلی‌فایر. تفاوت صرفاً مسیر گشتاور شفت به هاب است. شیار کلید ماشین‌کاری شده HC-SFS153K گشتاور را از نظر مکانیکی از طریق سطح مقطع برشی کلید منتقل می‌کند؛ شفت صاف HC-SFS153 به گیره اصطکاکی از هاب کوپلینگ متکی است. نوع کلیددار زمانی مناسب است که جزء محرک دارای سوراخ کلیددار باشد، زمانی که مکانیزم شامل معکوس شدن چرخه‌ای یا بار ضربه‌ای باشد، یا زمانی که یکپارچگی مسیر گشتاور طولانی مدت تحت لرزش یک اولویت طراحی باشد. برای کوپلینگ‌های دقیق با سوراخ صاف روی محورهای افقی تمیز، HC-SFS153 شفت صاف ساده‌تر و به همان اندازه قابل اعتماد است.

س3: آیا HC-SFS153K می‌تواند جایگزین HC-SF153K در ماشینی که از آمپلی‌فایر نسل اول MR-J2-200 استفاده می‌کند، شود؟

خیر. انکودر 17 بیتی HC-SFS153K با آمپلی‌فایر نسل اول MR-J2-200 سازگار نیست. فقط HC-SF153K (شفت کلیددار، انکودر 14 بیتی) با سخت‌افزار اصلی MR-J2-200 سازگار است. اگر ماشین قبلاً به آمپلی‌فایر MR-J2S-200 ارتقا یافته باشد، HC-SFS153K از نظر مکانیکی یک جایگزین مستقیم است و رزولوشن بالاتر انکودر یک مزیت خودکار است.

س4: باتری پشتیبان انکودر مطلق کجاست؟

باتری — سلول لیتیومی میتسوبیشی A6BAT — در داخل آمپلی‌فایر سروو MR-J2S-200 قرار دارد، نه در موتور. این شمارنده مطلق چند دور را در طول دوره‌های خاموشی حفظ می‌کند. آن را در اولین آلارم باتری کم از آمپلی‌فایر تعویض کنید. به تعویق نیندازید: باتری کاملاً تخلیه شده شمارنده چند دور را بازنشانی می‌کند و نیاز به یک چرخه بازگشت به مرجع در راه‌اندازی بعدی دارد قبل از اینکه محور بتواند به تولید بازگردد. در ماشین‌های با دسترسی بالا، آلارم باتری کم باید به عنوان یک وظیفه نگهداری فوری تلقی شود.

س5: HC-SFS153K منسوخ شده است. گزینه‌های تأمین و ارتقاء چیست؟

HC-SFS153K به عنوان موجودی مازاد و واحدهای بازسازی شده تست شده از طریق متخصصان قطعات سروو میتسوبیشی در دسترس باقی می‌ماند و آن را به یک گزینه عملی برای نگهداری ماشین‌های پلتفرم J2-Super موجود تبدیل می‌کند. برای طرح‌های ماشین جدید یا ارتقاء کامل پلتفرم، معادل نسل فعلی از سری HG-KR یا HF-KP با آمپلی‌فایرهای MR-J4 یا MR-JE استفاده می‌کند — اما هم موتور و هم آمپلی‌فایر باید با هم جایگزین شوند زیرا پروتکل انکودر ناسازگار است. برای ماشین‌هایی با بسیاری از واحدهای HC-SFS153K که آمپلی‌فایرها هنوز کاربردی هستند، نگهداری پلتفرم J2-Super موجود از طریق تأمین موتور مازاد اغلب مقرون به صرفه‌تر از ارتقاء کامل سیستم درایو است.