Mitsubishi HC-SFS202 (HCSFS202) — 2kW AC Servo Motor, Düz Şaft, Fren Yok, 2000 rpm, MELSERVO J2-Süper Serisi

Ürün Genel Bakışı

Parça Numarası: HC-SFS202

Ayrıca Şöyle Aranır: HCSFS202, HC SFS 202, HC-SFS-202

Seri: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (J2-Süper Nesil)

Sınıflandırma: Orta-Ataletli AC Fırçasız Servo Motor — 2 kW, 200V sınıfı, 2000 rpm, Düz Şaft, Fren Yok

Motor Bir Bakışta

Mitsubishi HC-SFS202 , 2000 rpm'lik daha büyük çerçeveli HC-SFS ailesine giriş noktasıdır — 130 × 130 mm flanştan 176 × 176 mm montaj yüzeyine geçiş yapan 2000 rpm aralığındaki ilk modeldir. Bu geçiş önemlidir: kompakt sınıf servo motorlar ile daha ağır yükler, daha yüksek tork talepleri ve daha zorlu görev döngülerine sahip eksenler için tasarlanmış orta çerçeveli üniteler arasındaki sınırı işaretler.

2kW güçte, 9,55 Nm sürekli tork ve 28,6 Nm tepe tork ile HC-SFS202, genel endüstriyel otomasyonda en yaygın kullanılan kapasite bandında yer alır. Makine aleti besleme eksenleri, orta ağırlıktaki konveyör sürücüleri, döner indeksleme tablaları, sarım gerginlik kontrolleri — bu tork aralığı, makine tasarımcılarının günlük olarak karşılaştığı uygulamaların çok geniş bir dilimini kapsar. Bu niş bir motor değildir. Birçok yönden HC-SFS serisinin iş gücüdür.

Bunu dürüst tutan şey ise altındaki J2-Süper platformudur: 131.072 ppr'de 17-bit seri mutlak enkoder, MR-J2S-200 amplifikatöründeki A6BAT pil ile desteklenen çok turlu mutlak konum, gerçek zamanlı otomatik ayar, uyarlanabilir titreşim bastırma ve tam bir koruyucu fonksiyon paketi. Düz şaft ve frensiz konfigürasyon, en basit mekanik ve elektriksel entegrasyonu temsil eder — göbekte anahtar yuvası işleme gereksinimleri yok, fren rölesi kablolaması yok, PLC mantığında MBR kilidi yok.

Teknik Özellikler

2kW'ın 2000 rpm'de Neden Bu Kadar Yaygın Bir Tasarım Noktası Olduğu

Dakikada dokuz buçuk Newton-metre, 2.000 rpm'de. Bu çalışma noktası, çok çeşitli gerçek endüstriyel makinelerde görülür ve bunun basit bir nedeni vardır.

2.000 rpm'de, motor hızı, ara bir redüksiyon kademesi olmadan — atalet, boşluk ve mekanik karmaşıklık ekleyen — doğrudan orta-hatveli bilyalı vidaları ve dişli kutularını sürmek için yeterince düşüktür. Ancak aynı bilyalı vidalar üzerinde motoru termal çalışma aralığının üzerine çıkarmadan pratik doğrusal hızlara ulaşmak için yeterince hızlıdır. 2.000 rpm'de sürülen 10 mm hatveli bir bilyalı vida, dakikada 20 m doğrusal besleme hızı üretir. Bir CNC makine aleti besleme ekseninde, dakikada 20 m rahat bir hızlı hareket hızıdır. Bir servo tahrikli transfer shuttle'da, hızlı ve üretkendir. Bir sarım sürücüsünde, 2.000 rpm, rulo çapı değişimi için anlamlı bir hız aralığı sağlar.

9,55 Nm sürekli tork da benzer şekilde iyi konumlandırılmıştır. Orta hızlanma ile birkaç yüz kilogramlık bir tabla yüküne karşı 10 mm hatveli bir bilyalı vidayı sürmek için yeterlidir. Tam üretim yükü altındaki orta ağırlıktaki konveyör bölümlerini kapsar. Çalışma çapı aralığında bir sarım sürücüsünde sabit gerginlik kontrolünü sürdürür. Çok istasyonlu döngüler boyunca bir döner indeksleme tablasını çalıştırır.

28,6 Nm tepe — tam olarak sürekli torkun üç katı — her konumlandırma döngüsünün hızlanma ve yavaşlama aşamalarını yönetir. Bunlar, nominal torktaki sabit hız aşamasına kıyasla kısa geçici olaylardır; motorun termal bütçesi bunları şikayet etmeden emer ve MR-J2S-200'ün elektronik termal modeli, sargıların zarar verici bir sıcaklığa ulaşmasından önce koruyucu alarmın tetiklenmesini sağlamak için kümülatif yüklemeyi izler.

Tüm bunların toplamı, aşırı boyutlandırma veya çalışmasını sağlamak için yaratıcı mekanik tasarım gerektirmeden çok geniş bir genel endüstriyel eksen yelpazesinin tork ve hız gereksinimlerine uyan bir motordur.

Düz Şaft: Kaplin Seçenekleri ve Seçimi

HC-SFS202'nin düz şaftı — anahtar yuvası yok, düz yüzey yok, standart silindirik dış çap — servo motor kaplin tasarımı için evrensel başlangıç noktasıdır. Servo uygulamaları için her ana kaplin türü düz şaft ile çalışır: çeneli kaplinler, körüklü kaplinler, Oldham kaplinleri, disk kaplinler ve konik kilitli triger kayışı göbekleri, bölünmüş göbek veya büzülme contası kullanarak şaft dış çapına kenetlenir.

9,55 Nm sürekli ve 28,6 Nm tepe torkta, kaplin seçimi sadece nominal torku değil, tepe değerini de dikkate almalıdır. 9,55 Nm nominal tork için boyutlandırılmış bir çeneli kaplin, 28,6 Nm tepe torkta agresif hızlanma döngüleri sırasında sınırlı kalacaktır. Standart uygulama, yükün şok girdileri içerdiği durumlarda kaplini tepe torkunun 1,5–2 katı, yükün tamamen ataletli olduğu durumlarda ise tepe tork değeri olarak seçmektir. Her iki durumda da, 9,55 Nm nominal rakam değil, 28,6 Nm, kaplin boyutlandırmasını yöneten sayıdır.

Anahtar yuvalı bir göbeğin gerekli olduğu veya tercih edildiği uygulamalar için — zincir dişliler, belirli triger kasnakları, dişli giriş göbekleri — HC-SFS202K (anahtar yuvalı şaft, fren yok) mekanik olarak diğer her açıdan aynıdır ve aynı MR-J2S-200 amplifikatörünü kullanır. Performans özellikleri değişmemiştir. Tek fark, şafttaki işlenmiş anahtar yuvasıdır.

Göbek montajı: 176 × 176 mm çerçeve için çekme cıvatası yöntemi. Mitsubishi'nin büyük çerçeveli motorlar için tutarlı talimat kılavuzları vardır: bir kaplini veya göbeği şaft üzerine eksenel olarak çekmek için her zaman şaft ucu dişli deliğini ve bir çekme cıvatasını kullanın. Asla bastırmayın veya çekiçlemeyin. 176 × 176 mm çerçeveli motor, 130 × 130 mm ünitelerden daha uzun bir şafta sahiptir ve göbek montajı sırasında darbe yüklemesi şafttan enkoder diskine ve arka yatağa iletilir. Sonuçta ortaya çıkan hasar — genellikle küçük enkoder yatağı hasarı veya enkoder diskinin yanlış hizalanması — genellikle hemen bir alarm üretmez. Haftalar veya aylar sonra, titreşim altında aralıklı enkoder gürültüsü hataları olarak ortaya çıkar ve bir montaj olayına geri izlenmesi önemli teşhis çabası gerektirebilir. Bir çekme cıvatası ile otuz saniye eklemek bu riski tamamen ortadan kaldırır.

Fren Yok: Servo Kilidi Doğru Cevap Olduğunda

HC-SFS202'de elektromanyetik fren bulunmamaktadır. Dinlenme konumundaki pozisyon, MR-J2S-200 amplifikatörünün kapalı döngü servo kilidi ile korunur — pozisyon döngüsü aktif kalır, 17-bit enkoder şaft açısını yüksek çözünürlükte izler ve amplifikatör, komuta edilen pozisyonu tutmak için gereken akımı sağlar. Doğru kazanç ayarına sahip sağlıklı bir eksende, bu pozisyonu bir veya iki enkoder sayımı içinde tutar — etkili bir şekilde sıfır görünür hareket.

Yatay eksenler ve şaft dönüşü yönünde yerçekimi veya yay kuvveti etki etmeyen simetrik olarak yüklenmiş mekanizmalar için servo kilidi tamamen güvenilirdir ve yeterlidir. Fren eklemek için mekanik bir neden yoktur ve frensiz konfigürasyonun avantajları somuttur: daha basit panel kablolaması, röle yok, 24V fren devresi yok, aşırı gerilim koruma bileşenleri yok, PLC'de MBR kilidi dizisi yok, periyodik fren diski incelemesi yok ve eşdeğer frenli varyanta göre daha hafif bir motor.

Bir makinedeki her eksen için sorulması gereken mühendislik sorusu basittir: servo akımı beklenmedik bir şekilde sıfıra düşerse, eksen kalan herhangi bir kuvvet altında hareket eder mi? Cevap hayır ise — yatay tabla, simetrik olarak dengelenmiş döner indeksleyici, düz konveyör bölümü — freni olmayan HC-SFS202 doğru ve eksiksiz spesifikasyondur. Cevap evet ise — dikey Z ekseni, eğimli besleme, yerçekimi yüklü mekanizma — HC-SFS202B (yay tarafından uygulanan elektromanyetik frenli düz şaft) gereklidir. Her ikisi de aynı MR-J2S-200 amplifikatörünü kullanır.

Bu kapasitedeki birkaç servo eksene sahip bir makinede, bu testin sistematik olarak uygulanması ve buna göre seçim yapılması — tüm eksenlerde frenlere varsayılan olarak gitmek yerine — daha düşük bir bileşen sayısıyla daha basit bir makine tasarımı üretir.

Günlük Üretimde 17-Bit Enkoder

HC-SFS202'ye entegre edilmiş enkoder, Mitsubishi'nin 17-bit seri mutlak ünitesidir ve şaft devri başına 131.072 ayrı açısal pozisyon sağlar, ayrıca amplifikatördeki A6BAT pil tarafından güç kapalıyken çok turlu mutlak sayım korunur.

Uygulamada, bir üretim makinesi için bunun anlamı basittir:

Başlangıçta referans noktası bulma (homing) gerektirmez. Makine hafta sonu kapanışından, bakım duruşundan veya acil durdurmadan sonra açıldığında, MR-J2S-200 mutlak şaft açısını hemen okur. Kontrolör, şaft hareketi olmadan eksen pozisyonunu tam olarak bilir. Üretim doğrudan devam edebilir. Referans noktası bulma rutinlerinin tehlikeli bir bölgeden geçmesini gerektiren veya kapanış sırasındaki eksen pozisyonunun kritik olduğu ve yeniden başlatma dizisi için kesin olarak bilinmesi gereken makineler için bu bir kolaylık değil, işlevsel bir gerekliliktir.

Yüksek çözünürlüklü hız geri bildirimi. Devir başına 131.072 sayım ile hız döngüsü, düşük şaft hızlarında bile çalışmak için son derece ince pozisyon verilerine sahiptir. J2-Süper eksenlerinin düşük besleme hızlarında hız dalgalanması olmadan sorunsuz çalışmasının nedenlerinden biri budur — geri bildirim çözünürlüğü, kontrol algoritmasının şaft ne kadar yavaş dönerse dönsün doğru hız bilgilerine sahip olması için yeterince yüksektir. Düşük hızlı sarım sürücüleri, makine aletlerindeki yavaş hareket eden eksenler veya düşük hızlı pürüzsüzlüğün önemli olduğu tork kontrollü sürücüler gibi uygulamalar için, 17-bit çözünürlük, 14-bit öncüllere kıyasla ölçülebilir bir fark yaratır.

Pil bakımı. MR-J2S-200 amplifikatöründeki A6BAT, güç kapalıyken çok turlu sayıcıyı korur. Amplifikatör pil düşük alarmı gösterdiğinde değiştirin. Tamamen boşalmış bir pil, mutlak sayıcıyı sıfırlar ve eksenin üretime devam etmeden önce bir referans dönüş döngüsü gerektirir. Yüksek kullanılabilirlik sağlayan üretim hatlarında, pili tam boşalmasını beklemek yerine ilk pil düşük alarmında proaktif olarak değiştirmek, önlenebilir bir nedenden kaynaklanan plansız kesintileri ortadan kaldırır.

Uyumlu Amplifikatörler

HC-SFS202, MR-J2S-200 amplifikatör ailesiyle eşleşir — 2kW kapasiteli J2-Süper platformu. Üç arayüz varyantı ana kontrol mimarilerine hitap eder:

MR-J2S-200A genel amaçlı arayüz amplifikatörüdür. CNC kontrolörleri ve PLC'lerden darbe treni pozisyon komutlarının yanı sıra analog hız ve tork referanslarını kabul eder. Tüm kontrol modları mevcuttur: pozisyon, hız, tork ve anahtarlamalı mod kombinasyonları P/S, S/T, T/P. RS-232C, parametre ayarı ve teşhis için MR Configurator'a bağlanır. Bu, makine aleti besleme eksenleri ve genel endüstriyel konumlandırma uygulamaları için standart seçimdir.

MR-J2S-200B SSCNET fiber optik veri yolu üzerinden Mitsubishi A serisi ve Q serisi hareket kontrolörlerine bağlanır. Pozisyon komutları, enkoder geri bildirimi, alarm verileri ve izleme sinyalleri fiber bağlantı üzerinden iletilir. Koordineli çok eksenli makineler için — eşzamanlı çok eksenli konturlama yapan işleme merkezleri, senkronize eksenlere sahip transfer sistemleri, elektronik dişli uygulamaları — SSCNET veri yolu, analog veya darbe arayüzlerinin eşleşemeyeceği gerçek zamanlı senkronizasyonu sağlar.

MR-J2S-200CP yerleşik tek eksenli konumlandırma sağlar. 31 adede kadar hedef pozisyon, amplifikatörün dahili nokta tablolarında saklanır ve dijital G/Ç veya CC-Link ağ sinyalleri ile etkinleştirilir. Diğer eksenlerle koordinasyon gerektirmeyen bağımsız indekslenmiş konumlandırma eksenleri için CP, özel bir hareket kontrolörünün maliyetini ve karmaşıklığını ortadan kaldırır.

Uyumluluk notları. HC-SFS202, J2-Süper (MR-J2S) amplifikatör gerektirir. Orijinal MR-J2-200 (birinci nesil) amplifikatörlerle uyumlu değildir, bu amplifikatörler 17-bit enkoder seri protokolünü okuyamaz. Birinci nesil MR-J2 donanımı üzerinde çalışan makineler için HC-SF202 (aynı mekanik spesifikasyon, 14-bit enkoder) doğru motordur. HC-SFS202 ayrıca yenileme adaptör kiti olmadan MR-J3 veya MR-J4 amplifikatörlerle uyumlu değildir.

HC-SFS 2000 rpm Ailesi — Kapasite Bağlamı

HC-SFS202, 176 × 176 mm flanş üzerindeki 2000 rpm aralığındaki ilk modeldir ve daha büyük çerçevenin en düşük kapasiteli seçeneğidir. HC-SFS202'den HC-SFS152'ye geçiş, daha küçük 130 × 130 mm çerçeveye geçiş anlamına gelir. Daha büyük flanşa ihtiyaç duyan makine tasarımları için — ister motor kütlesi dağılımı, şaft çapı gereksinimleri veya gelecekteki kapasite boşluğu için olsun — HC-SFS202 başlangıç noktasıdır.

2000 rpm ailesindeki tüm kapasite varyantları dört şaft ve fren konfigürasyonunda gelir: düz şaft (HC-SFS202), frenli düz şaft (HC-SFS202B), anahtar yuvalı şaft (HC-SFS202K) ve frenli anahtar yuvalı şaft (HC-SFS202BK). Dördü de MR-J2S-200 amplifikatör sınıfını kullanır.

Tipik Uygulamalar

CNC makine aleti besleme eksenleri. Dikey ve yatay işleme merkezlerindeki bilyalı vida tahrikli X, Y ve ikincil Z eksenleri. 9,55 Nm sürekli tork ve 3.000 rpm maksimum hız, motor ve vida arasında bir redüksiyon kademesi olmadan orta tabla kütlesi için pratik hızlı hareket hızlarına uygundur.

Orta hizmet konveyör ve transfer sürücüleri. Montaj ve test hatlarındaki servo kontrollü konveyör bölümleri, shuttle mekanizmaları ve parça transfer sistemleri. 2kW kapasite orta hat yüklerini kapsar; mutlak enkoder, sık sık güç çeviren yüksek kullanılabilirlik sağlayan üretim sistemleri için önemli olan yeniden başlatmada referans noktası bulmayı ortadan kaldırır.

Döner indeksleme tablaları. Motorun bir sonsuz dişli veya sıfır boşluklu düz dişli redüksiyonu aracılığıyla masaya bağlandığı çok istasyonlu döner indeksleme tablaları. 17-bit enkoder, hassas istasyon konumlandırması için gereken açısal çözünürlüğü sağlar; 28,6 Nm tepe torku, istasyonlar arasındaki hızlı indeks hareketleri için hızlanma torkunu yönetir.

Gerginlik sarma ve çözme sürücüleri. Değişen rulo çapı boyunca sabit şerit gerginliğini korumak için tork kontrol modunda çalışan malzeme sarım sürücüleri. 2.000 rpm'de 9,55 Nm sürekli tork, kullanışlı bir sarım istasyonu boyutları ve şerit gerginliği ayar noktaları aralığını kapsar. MR-J2S-200'deki gerçek zamanlı otomatik ayar, rulo ataletinin çapla değişmesiyle tutarlı gerginlik yanıtını korumaya yardımcı olur.

Enjeksiyonlu kalıplama makinesi yardımcı eksenleri. Motorun kalıplama döngüsü sırasında yük altında hassas pozisyonu koruması gereken enjeksiyonlu kalıplama makinelerindeki servo tahrikli itici, çekirdek çekme ve vida döndürme eksenleri. Düz şaft, kremayer ve pinyonlu itici mekanizmalarına temiz bir şekilde bağlanır; frensiz konfigürasyon, servo kilidinin yeterli olduğu yatay itici eksenlerinde uygundur.

Sıkça Sorulan Sorular

S1: HC-SFS202 ile HC-SF202 arasındaki fark nedir?

Her ikisi de 2kW, 2000 rpm, 176 × 176 mm flanş üzerinde düz şaftlı motorlardır ve her ikisi de boyut ve kaplin arayüzü açısından mekanik olarak aynıdır. Kritik fark enkoder neslidir. HC-SF202, 14-bit (16.384 ppr) enkoder taşır ve hem orijinal MR-J2 hem de MR-J2S amplifikatörlerle uyumludur. HC-SFS202, 17-bit (131.072 ppr) enkoder taşır ve bir MR-J2S-200 amplifikatör gerektirir — birinci nesil bir MR-J2 ile çalışmaz. Zaten MR-J2S-200 amplifikatörleri çalıştıran makineler için HC-SFS202 doğru motordur. Orijinal MR-J2-200 donanımı üzerindeki makineler için HC-SF202'yi belirtin.

S2: HC-SFS202, fren olmadan dikey bir eksende kullanılabilir mi?

Yalnızca dikkatli analizle. MR-J2S-200 aracılığıyla servo kilidi, yatay eksenleri dinlenme durumunda güvenilir bir şekilde tutar, ancak dikey bir eksende, servo akımı sıfıra düştüğünde eksen üzerinde etki eden yerçekimi yükü aşağı doğru harekete neden olur. Servo kapalıyken hareketin tehlikeli veya mekanik olarak zarar verici olduğu herhangi bir eksen için — çoğu dikey eksen dahil — HC-SFS202B (düz şaft, yay tarafından uygulanan elektromanyetik fren) doğru spesifikasyondur. Fren varsayılan olarak devreye girer ve servo durumundan bağımsız olarak ekseni mekanik olarak tutar.

S3: HC-SFS202, 176 × 176 mm flanş üzerindedir. Bu, 1,5kW HC-SFS152'den daha büyük bir montaj gerektirdiği anlamına mı geliyor?

Evet. HC-SFS152 ve 130 × 130 mm flanş varyantları fiziksel olarak daha küçük motorlardır. HC-SFS202, 176 × 176 mm flanşa yükselir, bu da farklı bir motor montaj arayüzü gerektirir — daha büyük cıvata dairesi, farklı pilot çapı. Bir makine 130 × 130 mm flanş etrafında tasarlanmışsa ve HC-SFS202'yi yükseltme olarak düşünüyorsanız, motor montaj plakası modifikasyon gerektirecektir. Makine çerçevesi zaten 176 × 176 mm montajını kullanıyorsa, HC-SFS202, HC-SFS352, HC-SFS502 ve HC-SFS702 varyantlarıyla mekanik bir değişiklik olmadan uyumludur.

S4: Hangi amplifikatör gereklidir ve mutlak enkoder pili nerededir?

HC-SFS202, MR-J2S-200 amplifikatör gerektirir — A (analog/darbe), B (SSCNET) veya CP (yerleşik konumlandırma) varyantlarından biri. Çok turlu mutlak sayıcı için yedek pil, motorda değil, amplifikatörün içinde bulunan Mitsubishi A6BAT lityum ünitesidir. Amplifikatörden gelen ilk pil düşük alarmında değiştirin. Tamamen boşalmış bir pil, mutlak pozisyon belleğini sıfırlar ve eksenin üretime devam etmeden önce bir referans dönüş döngüsü gerektirir.

S5: HC-SFS202, üretimden kaldırılmasına rağmen hala mevcut mu?

Evet. Mitsubishi, HC-SFS serisini daha geniş MR-J2S platformuyla birlikte resmi olarak üretimden kaldırmış olsa da, HC-SFS202, hem yeni stok hem de test edilmiş yenilenmiş üniteler olarak endüstriyel otomasyon fazlası satıcıları ve özel Mitsubishi servo bileşen tedarikçileri aracılığıyla yaygın olarak mevcuttur. J2-Süper donanımında kalması gereken makineler için fazlası kolayca bulunur. Yeni makine tasarımları için, mevcut nesil eşdeğeri HG-SR202 (MR-J4 serisi, 2kW, 2000 rpm, düz şaft, 22-bit enkoder, 176 × 176 mm flanş, IP67) olup, bir MR-J4-200 amplifikatör gerektirir.