มิตซูบิชิ เซอร์โวมอเตอร์ HF-SE102JW1-S100 HFSE102JW1S100 HF-SE1O2JW1-S1OO

Mitsubishi HF-SE102JW1-S100 | มอเตอร์เซอร์โว AC แรงเฉื่อยปานกลาง — 1.0kW, 4.77Nm, 2000RPM, ซีลน้ำมัน, 131072 ppr, ซีรีส์ MR-E

หมายเลขชิ้นส่วน: HF-SE102JW1-S100 ซีรีส์: MELSERVO HF-SE — มอเตอร์เซอร์โว AC แรงเฉื่อยปานกลาง

กำลังขับที่กำหนด: 1.0 kW

แรงบิดที่กำหนด: 4.77 Nm

แรงบิดสูงสุด: 14.3 Nm

ความเร็วที่กำหนด: 2,000 RPM

ความเร็วสูงสุด: 3,000 RPM

แรงดันไฟฟ้าที่จ่าย: คลาส 200 VAC (3 เฟส)

เบรกแม่เหล็กไฟฟ้า: ไม่มี

ซีลน้ำมัน: ใช่

เอ็นโค้ดเดอร์: 17-bit Incremental, 131,072 ppr

ระดับแรงเฉื่อย: ปานกลาง

แอมพลิฟายเออร์ที่เข้ากันได้: ซีรีส์ MR-E (Super MR-E / S100)

กำลังไฟฟ้าที่รองรับ: 1.7 kVA

สภาพ: ใหม่

ภาพรวม

Mitsubishi HF-SE102JW1-S100 เป็นมอเตอร์เซอร์โว AC แรงเฉื่อยปานกลางขนาด 1.0 กิโลวัตต์จากซีรีส์ HF-SE ของ Mitsubishi Electric ซึ่งออกแบบมาเพื่อใช้กับแพลตฟอร์มเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ Super MR-E โดยเฉพาะด้วยแรงบิดที่กำหนด 4.77 Nm และแรงบิดสูงสุด 14.3 Nm มอเตอร์นี้ให้แรงบิดสำรองที่จำเป็นสำหรับการเร่งความเร็วที่ตอบสนองต่อโหลดแกนที่มีแรงเฉื่อยปานกลาง — เครื่องจักรอุตสาหกรรมทั่วไป ระบบกำหนดตำแหน่งสายพานลำเลียง เครื่องบรรจุภัณฑ์ และการใช้งานที่คล้ายคลึงกันซึ่งอัตราส่วนแรงเฉื่อยของโหลดต่อมอเตอร์อยู่ในช่วงแรงเฉื่อยปานกลางที่ใช้งานได้จริง

การจำแนกประเภท "แรงเฉื่อยปานกลาง" ไม่ใช่แค่ป้ายชื่อ — แต่เป็นจุดสมดุลทางวิศวกรรมหลักของการออกแบบ โรเตอร์ที่มีแรงเฉื่อยสูงจะให้อภัยต่อความไม่แม่นยำในการจับคู่โหลดได้มากกว่า เนื่องจากโรเตอร์เองทำหน้าที่เป็นวงล้อช่วยหมุนที่ทำให้การตอบสนองความเร็วราบรื่นขึ้น

ซีรีส์ HF-SE ถูกจัดวางสำหรับการใช้งานที่แรงเฉื่อยของโหลดสามารถคาดการณ์ได้และปานกลาง ระบบเซอร์โวต้องการการตอบสนองที่แท้จริง และแบนด์วิดท์การควบคุมของแพลตฟอร์มแอมพลิฟายเออร์ MR-E เพียงพอต่อความต้องการในการกำหนดตำแหน่งของการใช้งาน

การรวมกันของเอ็นโค้ดเดอร์ 131,072 พัลส์ต่อรอบ, ฟังก์ชันการปรับแต่งอัตโนมัติแบบเรียลไทม์ของแอมพลิฟายเออร์ MR-E และแรงบิดสูงสุด 14.3 Nm ทำให้ HF-SE102JW1-S100 สามารถทำงานรอบการกำหนดตำแหน่งที่รวดเร็วและแม่นยำโดยไม่ต้องมีการปรับเทียบเกนด้วยตนเองอย่างกว้างขวางในระหว่างการติดตั้งใช้งาน

ส่วนต่อท้าย JW1 ระบุการกำหนดค่าทางกลเฉพาะ: เพลาแบบมีลิ่ม, ซีลน้ำมัน, ไม่มีเบรกแม่เหล็กไฟฟ้า

ซีลน้ำมันปิดช่องว่างทางเข้าเพลาเพื่อป้องกันละอองน้ำมันและการปนเปื้อนของอนุภาค ยืดอายุการใช้งานของแบริ่งและขดลวดในสภาพแวดล้อมของเครื่องจักรที่ซีรีส์ HF-SE มักถูกนำไปใช้มากที่สุด

การไม่มีเบรกบ่งชี้ว่านี่เป็นมอเตอร์แกนแนวนอน หรือแกนที่ใช้ตัวถ่วงน้ำหนักภายนอกหรือกลไกการยึดจับเพื่อรับภาระจากแรงโน้มถ่วงเมื่อหยุดนิ่ง

ข้อมูลจำเพาะหลัก

พารามิเตอร์

ซีรีส์ HF-SE เติมเต็มช่องว่างตรงกลางที่ใช้งานได้จริงในกลุ่มผลิตภัณฑ์มอเตอร์เซอร์โว HF ของ Mitsubishi ด้านล่างคือซีรีส์ HF-MP และ HF-KP ที่มุ่งเป้าไปที่การใช้งานแรงเฉื่อยต่ำมากและต่ำ — การกำหนดตำแหน่งความเร็วสูงโหลดเบาที่ทุกมิลลิวินาทีของเวลาเร่งมีความสำคัญ

ด้านบนคือซีรีส์ HF-SP และ HF-JP ที่รองรับความต้องการกำลังสูงของแกนเครื่องมือกลโหลดหนักที่มีขนาดเฟรมใหญ่ตามไปด้วย

HF-SE แรงเฉื่อยปานกลางถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งานกำหนดตำแหน่งอุตสาหกรรมที่พบบ่อยที่สุด: โหลดที่มีแรงเฉื่อยที่กำหนดและปานกลาง, เวลาทำงานเป็นร้อยมิลลิวินาทีแทนที่จะเป็นสิบ, และความต้องการความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งที่ตอบสนองโดยเอ็นโค้ดเดอร์ 17-bit ด้วยต้นทุนระบบที่แข่งขันได้

ไดรฟ์ดัชนีสายพานลำเลียง, แกนกำหนดตำแหน่งโต๊ะหมุน, กลไกป้อนเครื่องบรรจุภัณฑ์, รถรับส่งขนย้ายวัสดุ — นี่คือการใช้งานที่ซีรีส์ HF-SE ให้บริการ

ที่ระดับ 1.0 กิโลวัตต์, HF-SE102 เป็นขั้นที่สองในซีรีส์: HF-SE52 อยู่ด้านล่างที่ 0.5 กิโลวัตต์ / 2.39 Nm, HF-SE152 อยู่ด้านบนที่ 1.5 กิโลวัตต์ / 7.16 Nm, และ HF-SE202 อยู่ด้านบนสุดที่ 2.0 กิโลวัตต์ / 9.55 Nm

ทั้งสี่รุ่นใช้คุณสมบัติความเร็วที่กำหนด 2000 RPM / ความเร็วสูงสุด 3000 RPM และแพลตฟอร์มแอมพลิฟายเออร์ MR-E เดียวกัน

สำหรับการคำนวณขนาด, การเปลี่ยนจาก SE52 เป็น SE102 จะเพิ่มทั้งแรงบิดที่กำหนดและขีดความสามารถของมอเตอร์ในการเร่งอัตราส่วนแรงเฉื่อยที่กำหนดในเวลาที่กำหนดเป็นสองเท่า

เอ็นโค้ดเดอร์ 131,072 ppr — ความแม่นยำและการทำซ้ำ

เอ็นโค้ดเดอร์แบบ Incremental 17-bit ที่ 131,072 พัลส์ต่อรอบให้ความละเอียดการป้อนกลับตำแหน่งที่ทำให้ HF-SE102JW1-S100 สามารถกำหนดตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูงในการใช้งานที่หลากหลาย

ที่ระยะพิทช์บอลสกรูทั่วไป 10 มม. พร้อมการเชื่อมต่อมอเตอร์โดยตรง, 131,072 ppr ที่มอเตอร์จะแปลงเป็นประมาณ 0.076 ไมโครเมตรต่อพัลส์ที่โต๊ะ — ความละเอียดที่ละเอียดกว่าความแม่นยำทางกลของระบบบอลสกรูและรางนำทางที่ขับเคลื่อนอยู่หลายเท่า

เอ็นโค้ดเดอร์เป็นแบบ Incremental ซึ่งหมายความว่ามันนับการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งจากจุดอ้างอิงที่ตั้งไว้เมื่อเริ่มต้น การเปิดเครื่องแต่ละครั้งต้องให้แกนทำงานรอบการกลับไปยังจุดอ้างอิง (homing) เพื่อตั้งค่าอ้างอิงตำแหน่งสัมบูรณ์อีกครั้งก่อนที่จะรับคำสั่งตำแหน่งที่ตั้งโปรแกรมไว้

ในการใช้งานเครื่องจักรที่เวลาเริ่มต้นไม่ใช่ข้อจำกัดในการผลิต สิ่งนี้ยอมรับได้โดยสิ้นเชิง

ในกรณีที่ความล่าช้าในการเริ่มต้นมีความสำคัญ — การเปลี่ยนกะการผลิตความถี่สูง, รอบการหยุดฉุกเฉิน/เริ่มใหม่บ่อยครั้ง — เอ็นโค้ดเดอร์แบบสัมบูรณ์จะช่วยขจัดความจำเป็นในการ homing; HF-SE102JW1-S100 แบบ Incremental เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมเมื่อสิ่งนี้ไม่ใช่ข้อกังวล

ความละเอียด 17-bit ยังรองรับฟังก์ชันการปรับแต่งอัตโนมัติแบบเรียลไทม์ของแอมพลิฟายเออร์ MR-E

การปรับแต่งอัตโนมัติจะสังเกตการตอบสนองความเร็วที่แท้จริงเทียบกับความเร็วที่สั่ง และปรับเกนเซอร์โว — เกนสัดส่วน, เกนปริพันธ์, เกนอนุพันธ์ — แบบเรียลไทม์เพื่อลดข้อผิดพลาดในการติดตามและเวลาในการตั้งค่า

ด้วยพัลส์ป้อนกลับ 131,072 ต่อรอบ, แอมพลิฟายเออร์มีความละเอียดเพียงพอที่จะตรวจจับการเบี่ยงเบนความเร็วเล็กน้อยที่การปรับแต่งอัตโนมัติใช้เพื่อจำแนกลักษณะโหลดทางกลและปรับการตั้งค่าเกนให้เหมาะสมโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงด้วยตนเอง

ซีลน้ำมัน — การป้องกันสิ่งแวดล้อมโดยไม่ต้องมีความซับซ้อนระดับ IP67

ซีลน้ำมันบน HF-SE102JW1-S100 เป็นซีลแบบลิปที่ทางออกเพลา มันป้องกันละอองน้ำมันจากแบริ่งปลายบอลสกรู, การกระเด็นของเกียร์, และระบบหล่อลื่นส่วนกลางจากการไหลเข้าสู่ตัวมอเตอร์ผ่านช่องว่างวงแหวนระหว่างเพลาที่หมุนและแผ่นปิดด้านหน้าของมอเตอร์

หากไม่มีซีลน้ำมัน, ช่องว่างนั้นจะเป็นทางเข้าสู่การปนเปื้อน จาระบีแบริ่งจะไหลออกตามเพลาเนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง, ในขณะที่ละอองน้ำมันที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของเครื่องจักรจะไหลเข้าผ่านช่องว่างเพลาเนื่องจากความผันผวนของแรงดัน

เมื่อเข้าไปในตัวเรือนมอเตอร์, การปนเปื้อนของสารหล่อลื่นต่อฉนวนขดลวดและชุดเอ็นโค้ดเดอร์จะตามมา — เริ่มแรกเป็นชั้นเคลือบผิวที่เพิ่มกระแสไฟรั่ว, จากนั้นเป็นการดูดซึมเข้าสู่ฉนวนที่เร่งการเสื่อมสภาพจากความร้อน

ซีลน้ำมันจะกำจัดการปนเปื้อนนี้โดยมีต้นทุนที่น้อยมากในเรื่องแรงเสียดทานและการสูญเสียกำลัง

สำหรับมอเตอร์ที่ทำงานติดกับบอลสกรูที่หล่อลื่น, เกียร์, หรือท่อหล่อลื่นส่วนกลาง — ซึ่งอธิบายถึงการติดตั้ง HF-SE102 ส่วนใหญ่ — ซีลน้ำมันไม่ใช่คุณสมบัติหรูหรา แต่เป็นการลงทุนเพื่อยืดอายุการใช้งาน "J" ในส่วนต่อท้าย JW1 ยืนยันว่ามีการติดตั้งซีลน้ำมัน

ขั้วต่อ S100 และการรวมเข้ากับแอมพลิฟายเออร์ MR-E

การระบุ S100 ระบุการกำหนดค่าขั้วต่อของมอเตอร์ที่ตรงกับซีรีส์เซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ Super MR-E แพลตฟอร์ม Super MR-E วางขั้วต่อกำลังมอเตอร์และเอ็นโค้ดเดอร์ไว้ที่ด้านหน้าของแอมพลิฟายเออร์ ทำให้การเชื่อมต่อสายเคเบิลทำได้ง่ายแม้ว่าแอมพลิฟายเออร์จะติดตั้งอยู่ในพื้นที่ตู้ที่จำกัด

การเข้าสายเคเบิลจากด้านหน้า — แทนที่จะเป็นจากด้านบนหรือด้านข้าง — หมายความว่าสายเคเบิลสามารถวิ่งตรงจากหน้าแอมพลิฟายเออร์ไปยังมอเตอร์ได้โดยไม่ต้องเดินอ้อมตัวเรือนแอมพลิฟายเออร์, ลดความยาวเส้นทางสายเคเบิลและจำนวนการโค้งงอในสายเอ็นโค้ดเดอร์

การปรับแต่งอัตโนมัติแบบเรียลไทม์ของแอมพลิฟายเออร์ MR-E เริ่มทำงานตั้งแต่เปิดใช้งานเซอร์โวและตรวจสอบการตอบสนองทางกลอย่างต่อเนื่อง, ปรับพารามิเตอร์เกนตามสภาพการทำงานของเครื่องจักรที่เปลี่ยนแปลงไป

สำหรับวิศวกรติดตั้งใช้งาน, สิ่งนี้หมายถึงเวลาที่น้อยลงกับการใช้ออสซิลโลสโคปและตารางพารามิเตอร์ และเวลาที่มากขึ้นในการรันรอบทดสอบจริง

ฟังก์ชันการปรับแต่งอัตโนมัติใช้การป้อนกลับ 131,072 ppr ของเอ็นโค้ดเดอร์เพื่อสังเกตข้อผิดพลาดในการติดตามความเร็วด้วยความละเอียดเพียงพอที่จะตรวจจับการสั่นพ้องทางกลที่ละเอียดอ่อนซึ่งการปรับเกนด้วยตนเองมักมองข้ามไป

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: เหตุใด HF-SE102JW1-S100 จึงถูกอธิบายว่าเป็น "แรงเฉื่อยปานกลาง" และมีความหมายอย่างไรต่อการคำนวณขนาดแกน?

แรงเฉื่อยปานกลางหมายถึงโมเมนต์ความเฉื่อยของโรเตอร์ — โรเตอร์ซีรีส์ HF-SE หนักกว่าการออกแบบแรงเฉื่อยต่ำ, ซึ่งทำให้มีความไวต่อการไม่ตรงกันของแรงเฉื่อยโหลดน้อยลง แต่ตอบสนองการเร่งความเร็วสูงสุดช้าลงเล็กน้อย

นัยสำคัญที่ใช้งานได้จริงสำหรับการคำนวณขนาดแกน: แรงเฉื่อยของโหลดที่เชื่อมต่อกับมอเตอร์โดยทั่วไปควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 15 เท่าของแรงเฉื่อยของมอเตอร์เองเพื่อประสิทธิภาพเซอร์โวที่เหมาะสมที่สุด

การเกินอัตราส่วนนี้จะทำให้เกนเซอร์โวที่จำเป็นสำหรับการควบคุมที่เสถียรและตอบสนองเข้าใกล้ขอบเขตความเสถียรของแอมพลิฟายเออร์, ทำให้การปรับจูนทำได้ยากและจำกัดแบนด์วิดท์ที่ทำได้ มอเตอร์แรงเฉื่อยปานกลางจะทนต่ออัตราส่วนแรงเฉื่อยโหลดที่สูงกว่าการออกแบบแรงเฉื่อยต่ำได้ดีกว่า

คำถามที่ 2: มอเตอร์ไม่มีเบรกแม่เหล็กไฟฟ้า — สามารถใช้กับแกนแนวตั้งได้หรือไม่?

หากไม่มีเบรกแม่เหล็กไฟฟ้า, มอเตอร์จะไม่ให้การยึดจับทางกลเมื่อเซอร์โวถูกปิดการทำงาน บนแกนแนวตั้ง, แรงโน้มถ่วงจะเคลื่อนโหลดเมื่อปิดไฟเซอร์โว เว้นแต่จะมีวิธีการรองรับภายนอก — ตัวถ่วงน้ำหนักแบบนิวเมติก, ตัวล็อคทางกล, หรือเบรกภายนอก

หากไม่มีสิ่งเหล่านี้, ต้องระบุรุ่น HF-SE102 ที่มีเบรก (มีส่วนต่อท้าย "B" ในรหัสรุ่น)

หากเป็นแกนแนวนอนหรือแกนแนวตั้งที่สมดุลด้วยแรงโน้มถ่วง, HF-SE102JW1-S100 แบบไม่มีเบรกคือตัวเลือกที่เหมาะสม

คำถามที่ 3: ต้องใช้เซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ MR-E รุ่นใดสำหรับ HF-SE102JW1-S100?

HF-SE102JW1-S100 ที่ 1.0 กิโลวัตต์ จะจับคู่กับเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ MR-E-100A/AG-QW003 MR-E-100A เป็นแอมพลิฟายเออร์คลาส 1.0 กิโลวัตต์ในกลุ่ม Super MR-E, ที่ตรงกับการกำหนดค่าขั้วต่อมอเตอร์ S100

การใช้แอมพลิฟายเออร์ที่มีพิกัดต่ำกว่า (เช่น MR-E-70A) มีความเสี่ยงที่จะเกิดกระแสเกินที่แรงบิดสูงสุดของมอเตอร์; การใช้แอมพลิฟายเออร์ที่มีพิกัดสูงกว่าสามารถทำได้ในทางทฤษฎี แต่ต้องยืนยันความเข้ากันได้ของพารามิเตอร์ ส่วนต่อท้าย QW003 บนแอมพลิฟายเออร์หมายถึงการกำหนดค่า Super MR-E ที่ตรงกับมอเตอร์ S100

คำถามที่ 4: ขั้นตอนการ homing เอ็นโค้ดเดอร์เมื่อเริ่มต้นคืออะไร?

เอ็นโค้ดเดอร์ 17-bit บน HF-SE102JW1-S100 เป็นแบบ Incremental — ไม่มีหน่วยความจำตำแหน่งสัมบูรณ์ที่เก็บไว้ เมื่อเปิดเครื่องแต่ละครั้ง, แอมพลิฟายเออร์ MR-E ต้องทำการกลับไปยังจุดอ้างอิงบนแกนนี้เพื่อตั้งค่าจุดอ้างอิงพิกัด

แกนจะเคลื่อนที่ไปยังสวิตช์อ้างอิงหรือจุดหยุดทางกลด้วยความเร็วลดลง, แอมพลิฟายเออร์จะบันทึกจำนวนเอ็นโค้ดเดอร์ที่จุดอ้างอิง, และระบบพิกัดจะถูกตั้งค่าจากจุดนั้น สิ่งนี้ต้องเสร็จสมบูรณ์สำเร็จก่อนที่ CNC หรือ PLC จะยอมรับคำสั่งตำแหน่งบนแกน

หากไฟดับระหว่างรอบและหยุดการกลับไปยังจุดอ้างอิง, ต้องเริ่มการกลับไปยังจุดอ้างอิงใหม่อีกครั้ง

คำถามที่ 5: HF-SE102JW1-S100 ต้องการการบำรุงรักษาอะไรบ้างในการใช้งาน?

การตรวจสอบตามระยะหลักคือสภาพสายเคเบิลและขั้วต่อเอ็นโค้ดเดอร์ (ตรวจสอบการเสียดสี, ฉนวนแตกที่จุดโค้งงอ, และการเข้าที่ของขั้วต่อที่ถูกต้อง — ขั้วต่อเอ็นโค้ดเดอร์ที่เข้าไม่สนิทจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการป้อนกลับซึ่งปรากฏเป็นความเคลื่อนไหวของแกนที่ผิดปกติ), สภาพซีลน้ำมันเพลา (ตรวจสอบการแตกร้าวหรือแข็งตัวในช่วงเวลาบำรุงรักษาตามกำหนด; ซีลที่เสียหายจะยอมให้สารหล่อลื่นไหลเข้า), และสภาพแบริ่ง (ฟังเสียงความหยาบหรือการสั่นสะเทือนระหว่างการทดสอบแบบไม่มีโหลด) Mitsubishi แนะนำให้เปลี่ยนแบริ่งที่ 20,000 ชั่วโมงการทำงานหรือเมื่อเกิดเสียงหยาบที่ได้ยิน

เอ็นโค้ดเดอร์เองไม่มีชิ้นส่วนที่สามารถซ่อมบำรุงได้; หากข้อผิดพลาดของเอ็นโค้ดเดอร์ยังคงอยู่หลังจากตรวจสอบความสมบูรณ์ของสายเคเบิลและขั้วต่อแล้ว, มอเตอร์ต้องได้รับการเปลี่ยนหรือซ่อมแซมจากโรงงาน