Mitsubishi HC-PQ43K-UE — MELSERVO HC-PQ Series มอเตอร์เซอร์โว AC 400 W, 3000 รอบ/นาที, เพลาแบบมีลิ่ม, รุ่นสำหรับอเมริกาเหนือ

ภาพรวม

HC-PQ43K-UE เป็นมอเตอร์ขนาด 400 W ในตระกูล HC-PQ ของ Mitsubishi Electric ซึ่งเป็นซีรีส์ที่ออกแบบมาตั้งแต่ต้นเพื่อแข่งขันโดยตรงกับเทคโนโลยี micro-stepper และ 5-phase stepper ในกลุ่มงานระบบอัตโนมัติขนาดเล็กที่ต้องการรอบการทำงานสูง โดยที่มอเตอร์สเต็ปเปอร์แลกความแม่นยำของตำแหน่งกับความเรียบง่ายทางกลไก HC-PQ ให้การควบคุมความเร็วและตำแหน่งแบบวงปิดในขนาดที่กะทัดรัดเท่ากัน ช่วยขจัดปัญหาการก้าวพลาดของสเต็ปเปอร์และลดเวลาในการปรับจูนด้วยเทคโนโลยีการปรับจูนแบบเรียลไทม์ที่จดสิทธิบัตรของ Mitsubishi ซึ่งรวมอยู่ในชุดแอมพลิฟายเออร์ MR-C ที่เข้าคู่กัน

ที่กำลัง 400 W และความเร็ว 3,000 รอบ/นาที มอเตอร์นี้จึงเป็นรุ่นสูงสุดในกลุ่ม HC-PQ เหมาะสำหรับงานที่รุ่น 200 W หรือต่ำกว่า 200 W ก่อนหน้านี้มีข้อจำกัดด้านแรงบิด เช่น สายพานลำเลียงแนวนอนที่มีโหลดแปรผัน, การวางตำแหน่งแกนหลายแกน, เครื่องติดฉลาก, ระบบจ่ายสาร และกลไกใดๆ ที่ต้องการการวางตำแหน่งที่สม่ำเสมอภายใต้การเปลี่ยนแปลงของแรงเฉื่อย การระบุ "-UE" หมายถึงรุ่นที่สอดคล้องกับข้อกำหนดของอเมริกาเหนือ ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนด UL และ CE marking และมาพร้อมกับเอกสารภาษาอังกฤษ

ข้อมูลจำเพาะทางไฟฟ้าและทางกล

แนวคิดการออกแบบ HC-PQ: ทำไมจึงเข้ามาแทนที่มอเตอร์สเต็ปเปอร์ในงานรอบสูง

มอเตอร์สเต็ปเปอร์เป็นมอเตอร์หลักสำหรับระบบอัตโนมัติแกนขนาดเล็กมานานหลายทศวรรษ แต่ก็มีข้อจำกัดพื้นฐานคือทำงานแบบวงจรเปิด มอเตอร์จะรักษาตำแหน่งของมันไว้หรือไม่ก็ได้ และเมื่อสภาวะโหลดเปลี่ยนแปลงระหว่างรอบการทำงาน จะไม่มีกลไกแก้ไข ในงานที่มีรอบการทำงานสูงหรือโหลดแปรผัน สิ่งนี้จะส่งผลให้เกิดการสูญเสียตำแหน่ง ระบบหยุดทำงาน และเวลาหยุดการผลิต

Mitsubishi ได้พัฒนาซีรีส์ HC-PQ ขึ้นมาเพื่อเติมเต็มช่องว่างระหว่างเทคโนโลยีสเต็ปเปอร์และระบบเซอร์โวที่ใหญ่และซับซ้อนกว่า การตัดสินใจออกแบบที่สำคัญสามประการกำหนด HC-PQ:

สถาปัตยกรรมที่เน้นเอ็นโค้ดเดอร์เป็นหลัก มอเตอร์ HC-PQ ทุกตัวมาพร้อมกับเอ็นโค้ดเดอร์ 10,000 พัลส์/รอบ เป็นอุปกรณ์มาตรฐาน ไม่ใช่อุปกรณ์เสริม ตำแหน่งจะถูกป้อนกลับไปยังแอมพลิฟายเออร์อย่างต่อเนื่องตลอดเวลาการทำงาน

แรงเฉื่อยของโรเตอร์ต่ำ แรงเฉื่อยของโรเตอร์ 0.793 oz·in² ของรุ่น 400 W ช่วยให้สัดส่วนโหลดต่อมอเตอร์อยู่ในระดับที่จัดการได้ในเครื่องจักรขนาดเบาถึงปานกลาง ในทางปฏิบัติ สิ่งนี้แปลว่าการเร่งความเร็วที่เร็วขึ้น เวลาในการตั้งค่าที่สั้นลง และความต้องการเกนที่น้อยลง ซึ่งทั้งหมดนี้ช่วยลดความซับซ้อนในการปรับจูนสำหรับผู้สร้างเครื่องจักร

ขนาดการติดตั้งที่เข้ากันได้รุ่น -NK ในตระกูล HC-PQ ใช้ตัวอะแดปเตอร์ติดตั้ง NEMA 34 (มีให้สำหรับรุ่น 200 W และ 400 W) ช่วยให้การอัปเกรดเครื่องจักรที่เดิมสร้างขึ้นรอบโครงมอเตอร์สเต็ปเปอร์ทำได้ง่ายขึ้น HC-PQ43K-UE มาตรฐานใช้ขนาดการติดตั้งเซอร์โวมอเตอร์ของ Mitsubishi เอง

ลักษณะแรงบิด

กราฟแรงบิดของ HC-PQ43 บอกเล่าเรื่องราวที่ข้อมูลบนป้ายชื่อเพียงอย่างเดียวไม่สามารถบอกได้ ที่ความเร็วที่กำหนด (3,000 รอบ/นาที) มอเตอร์จะให้แรงบิดที่กำหนดอย่างต่อเนื่อง 184 oz·in ซึ่งเป็นการส่งออกที่คงที่และยั่งยืนตลอดรอบการทำงานทางความร้อน ในโซนการทำงานไม่ต่อเนื่อง แรงบิดสูงสุดจะอยู่ที่ประมาณ 414 oz·in ซึ่งมากกว่าสองเท่าของค่าที่กำหนดอย่างต่อเนื่อง สำหรับช่วงเวลาสั้นๆ ในการเร่งความเร็ว ความสามารถของแรงบิดสูงสุดนี้คือสิ่งที่ทำให้เซอร์โวมอเตอร์มีประสิทธิภาพในรอบการทำงานแบบหยุด-เริ่มที่มีแรงเฉื่อยสูง ซึ่งสเต็ปเปอร์มักจะหยุดทำงาน

ช่วงการทำงานต่อเนื่องขยายไปถึง 4,500 รอบ/นาที โดยมีแรงบิดลดลงที่ความเร็วสูงขึ้น ทำให้ผู้ออกแบบเครื่องจักรมีความยืดหยุ่นในการทำงานแกนที่เร็วกว่าความเร็วที่ระบุบนป้ายชื่อ เมื่อเหตุการณ์แรงบิดสูงสุดเกิดขึ้นไม่บ่อยและขีดจำกัดทางความร้อนอนุญาต

แอมพลิฟายเออร์ที่เข้ากันได้

HC-PQ43K-UE เปิดตัวพร้อมกับแอมพลิฟายเออร์ MR-C series และยังคงผลิตต่อเนื่องมาจนถึงยุค MR-J2 และ MR-J2-Super แอมพลิฟายเออร์ที่เข้ากันได้ที่ได้รับการยืนยัน ได้แก่:

MR-C Series (รุ่นหลักที่เข้าคู่กัน):

• MR-C40A-UE — อินพุต AC 230 V เฟสเดียว, แรงดันพัลส์อินเทอร์เฟซ 24 VDC
• MR-C40A-L-UE — อินพุต AC 230 V เฟสเดียว, แรงดันพัลส์อินเทอร์เฟซ 5 VDC

MR-J2 / MR-J2-Super Series:

• MR-J2-40A / MR-J2S-40A — อินเทอร์เฟซพัลส์/อนาล็อกอเนกประสงค์, คลาส 400 W
• MR-J2S-40B — รุ่นบัสใยแก้วนำแสง SSCNET สำหรับเครือข่ายคอนโทรลเลอร์การเคลื่อนที่ของ Mitsubishi

แอมพลิฟายเออร์ MR-C ทั้งหมดได้รับการกำหนดค่าสำหรับการควบคุมตำแหน่งด้วย pulse-train พร้อมฟังก์ชันเกียร์อิเล็กทรอนิกส์ (อัตราส่วน A/B ตั้งแต่ 1/50 ถึง 20) รับความถี่พัลส์คำสั่งสูงสุด 200 kpps และรองรับรูปแบบอินพุต CW/CCW, sign+pulse และ A/B quadrature จำนวนพัลส์ป้อนกลับตำแหน่งสูงสุดที่แอมพลิฟายเออร์คือ 4,000 พัลส์/รอบ (ความละเอียดภายในของแอมพลิฟายเออร์) ซึ่งขับเคลื่อนโดยเอ็นโค้ดเดอร์จริง 10,000 P/rev ผ่านสายโซ่การประมวลผลสัญญาณ

การสื่อสาร RS-232Cไปยังแอมพลิฟายเออร์ MR-C จัดการผ่านอะแดปเตอร์ MR-C-T01 และซอฟต์แวร์ Windows MR-Configurator ที่เป็นอุปกรณ์เสริม ทำให้สามารถแก้ไขพารามิเตอร์ ตรวจสอบรูปคลื่น ตรวจสอบประวัติการแจ้งเตือน และดำเนินการปรับจูนอัตโนมัติจากพีซีมาตรฐานได้

สายเคเบิลเอ็นโค้ดเดอร์และรายการอุปกรณ์เสริม

หมายเหตุ: กำลังมอเตอร์เชื่อมต่อผ่านสายไฟแยกต่างหากกับแอมพลิฟายเออร์ — HC-PQ43K-UE มาพร้อมกับสายไฟแบบ pigtail ยาว 0.3 ม. พร้อมขั้วต่อแบบห่วงสำหรับสายไฟและสายดิน

สภาพสินค้าและการจำหน่าย

รายการนี้ครอบคลุม HC-PQ43K-UE ที่จำหน่ายเป็นสินค้าใหม่ในกล่อง พร้อม การรับประกันหนึ่งปี สภาพใหม่ในกล่องหมายถึงมอเตอร์ไม่เคยถูกติดตั้งมาก่อน มีบรรจุภัณฑ์เดิมจากโรงงาน และยังคงมีป้ายชื่อเดิมที่สามารถตรวจสอบได้เมื่อได้รับ การรับประกันหนึ่งปีครอบคลุมข้อบกพร่องจากการผลิตและรับประกันการเปลี่ยนหรือซ่อมแซมภายในระยะเวลาการรับประกัน

HC-PQ43K-UE ถูกยกเลิกการผลิตโดย Mitsubishi Electric ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนผ่านสู่ช่วงสิ้นสุดอายุการใช้งานของซีรีส์ MR-J2/HC สินค้าใหม่จะไม่ถูกผลิตอีกต่อไป สำหรับเครื่องจักรที่มีอยู่ซึ่งสร้างขึ้นรอบแอมพลิฟายเออร์ MR-C หรือ MR-J2 และมอเตอร์ HC-PQ สินค้าใหม่ในกล่องที่มีจำหน่ายผ่านตลาดสินค้าอุตสาหกรรมมือสองเป็นโซลูชันที่ต้องการสำหรับการรักษาประสิทธิภาพเครื่องจักรเดิมโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายด้านวิศวกรรมในการย้ายระบบขับเคลื่อน

สำหรับการออกแบบเครื่องจักรใหม่ รุ่นเทียบเท่าปัจจุบันของ Mitsubishi ในกลุ่ม 400 W / 3,000 รอบ/นาที คือ HG-KR43 (แพลตฟอร์ม MELSERVO-J4) ซึ่งต้องใช้แอมพลิฟายเออร์ MR-J4-40A หรือ MR-J4-40B HC-PQ43K-UE ไม่สามารถใช้แทนที่มอเตอร์ยุค J4 ได้ทั้งทางกลไกและทางไฟฟ้าโดยไม่ต้องทบทวนระบบทั้งหมด

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: ความแตกต่างระหว่าง HC-PQ43K-UE และ HC-PQ43NK-UE คืออะไร?

ทั้งสองรุ่นเหมือนกันทางไฟฟ้า — กำลัง 400 W เท่ากัน, ข้อมูลจำเพาะทางไฟฟ้า 2.8 A / 122 V เท่ากัน, เอ็นโค้ดเดอร์ 10,000 P/rev เท่ากัน, ขนาดเพลาและลิ่มเท่ากัน ความแตกต่างอยู่ที่อินเทอร์เฟซการติดตั้ง HC-PQ43K-UE ใช้ขนาดหน้าแปลนติดตั้งเซอร์โวมอเตอร์ของ Mitsubishi เอง ออกแบบมาสำหรับการติดตั้งโดยตรงบนแผ่นติดตั้งที่ระบุโดย Mitsubishi หรือโครงเครื่องจักรที่สร้างขึ้นตามแบบวาดหน้าแปลนของมอเตอร์เอง HC-PQ43NK-UE มี ตัวอะแดปเตอร์ติดตั้ง NEMA 34 ซึ่งมีขนาดพอดีกับรูปแบบรูน็อต NEMA 34 มาตรฐาน — มีประโยชน์เมื่อทำการอัปเกรดเครื่องจักรที่เดิมออกแบบมาสำหรับมอเตอร์สเต็ปเปอร์ NEMA 34 หากโครงเครื่องจักรเดิมไม่ได้สร้างขึ้นสำหรับขนาด NEMA HC-PQ43K-UE จะเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมกว่า

คำถามที่ 2: ควรจับคู่ Mitsubishi servo amplifier รุ่นใดกับ HC-PQ43K-UE?

แอมพลิฟายเออร์ที่จับคู่กันคือ MR-C40A-UE (เฟสเดียว 230 VAC, รุ่นสำหรับอเมริกาเหนือ) MR-C40A-UE เป็นรุ่น 400 W ในตระกูลแอมพลิฟายเออร์ MR-C ซึ่งได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้กับมอเตอร์ตระกูล HC-PQ โดยเฉพาะ สำหรับการติดตั้งที่ใช้แอมพลิฟายเออร์ MR-J2-Super อยู่แล้ว MR-J2S-40A (อินเทอร์เฟซพัลส์/อนาล็อกอเนกประสงค์) ก็เข้ากันได้และรองรับมอเตอร์ HC-PQ43 เดียวกัน การผสมผสานกับแอมพลิฟายเออร์ MR-J3 หรือ J4 ไม่ได้รับการสนับสนุน — รุ่นเหล่านั้นใช้โปรโตคอลอินเทอร์เฟซเอ็นโค้ดเดอร์ที่แตกต่างกันและต้องใช้มอเตอร์ซีรีส์อื่น

คำถามที่ 3: HC-PQ43K-UE มีระดับ IP65 หรือไม่ และหมายความว่าอย่างไรสำหรับสภาพแวดล้อมการติดตั้ง?

ใช่ — HC-PQ43K-UE มีระดับ IP65 ซึ่งหมายความว่าตัวมอเตอร์ได้รับการป้องกันฝุ่นเข้าอย่างสมบูรณ์และป้องกันน้ำที่ฉีดโดยตรงจากทิศทางใดก็ได้ ทำให้เหมาะสำหรับการติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่มีการฉีดล้าง, ละอองน้ำมันหล่อเย็น หรือการปนเปื้อนในอากาศที่สำคัญ ข้อยกเว้นสองประการคือช่องเพลาทะลุ (ที่เพลาออกจากด้านหน้า) และปลายขั้วต่อสายเคเบิล — พื้นที่เหล่านั้นไม่มีระดับ IP65 สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการจุ่มลงในน้ำหรือการสัมผัสกับน้ำแรงดันสูงอย่างต่อเนื่อง จะต้องมีการซีลเพิ่มเติมที่ช่องเพลา มอเตอร์ที่มีตัวเลือกซีลน้ำมันในสายการผลิตของ Mitsubishi จะตอบสนองความต้องการการป้องกันที่สูงขึ้นนี้

คำถามที่ 4: สามารถใช้ HC-PQ43K-UE สำหรับการใช้งานแกนแนวตั้งได้หรือไม่?

HC-PQ43K-UE ไม่มีเบรกแม่เหล็กไฟฟ้า — รหัส K หมายถึงเพลาแบบมีลิ่ม ไม่ใช่เบรก สำหรับแกนแนวตั้งที่โหลดอาจตกลงมาเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเมื่อเซอร์โวหยุดทำงาน หรือเมื่อเกิดการแจ้งเตือน มอเตอร์นี้เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ การใช้งานแกนแนวตั้งกับมอเตอร์นี้ต้องใช้ เบรกเชิงกลภายนอก บนกลไกที่ขับเคลื่อน หรือเปลี่ยนไปใช้ HC-PQ43BK-UE (มอเตอร์เดียวกันพร้อมเบรกแม่เหล็กไฟฟ้าแบบสปริงกดและปล่อยด้วยไฟฟ้าในตัว) รุ่นเบรกต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ 24 VDC สำหรับการปลดเบรก และเพิ่มแรงเฉื่อยของโรเตอร์รวมประมาณ 0.247 oz·in² หากการออกแบบเครื่องจักรไม่สามารถรองรับมอเตอร์เบรกได้ อาจใช้ตุ้มน้ำหนักถ่วงหรือสกรูนำที่มีความสามารถในการล็อคตัวเองเพียงพอ — แต่นั่นเป็นการตัดสินใจออกแบบทางกลไกที่ต้องประเมินตามการใช้งานแต่ละประเภท

คำถามที่ 5: HC-PQ43K-UE เปรียบเทียบกับ Mitsubishi HG-KR43 ปัจจุบันอย่างไร และสามารถใช้แทนกันได้โดยตรงหรือไม่?

มอเตอร์ทั้งสองรุ่นมีกำลัง 400 W และความเร็ว 3,000 รอบ/นาที แต่ไม่สามารถใช้แทนกันได้โดยตรง HC-PQ43K-UE ออกแบบมาสำหรับ แอมพลิฟายเออร์ยุค MR-C และ MR-J2 และใช้อินเทอร์เฟซเอ็นโค้ดเดอร์รุ่นเก่า HG-KR43 ออกแบบมาสำหรับ แอมพลิฟายเออร์ MR-J4 พร้อมเอ็นโค้ดเดอร์แบบ Absolute ที่ทันสมัย 18 บิต (262,144 นับ/รอบ) ขนาดการติดตั้งทางกายภาพก็แตกต่างกัน — ขนาดหน้าแปลนและรูปแบบรูน็อตเปลี่ยนไปมาระหว่างรุ่น การย้ายจาก HC-PQ43K-UE ไปยัง HG-KR43 ต้องใช้แอมพลิฟายเออร์ใหม่ (MR-J4-40A หรือ -40B), สายเคเบิลเอ็นโค้ดเดอร์และสายไฟใหม่, การแมปพารามิเตอร์ทั้งหมดใหม่ และการตรวจสอบอินเทอร์เฟซทางกลก่อนที่จะสามารถติดตั้งมอเตอร์ใหม่ได้ สำหรับเครื่องจักรที่ต้องการการซ่อมแซมแบบเดียวกัน การจัดหาสินค้า HC-PQ43K-UE ใหม่ในกล่องจะเร็วกว่าและมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าการย้ายแพลตฟอร์มอย่างมาก