มอเตอร์เซอร์โว AC Mitsubishi Electric HC-KFE73BK

750W | แรงบิดสูงสุด 2.4 Nm | 3000 RPM | เบรกแม่เหล็กไฟฟ้าแบบไม่กระตุ้น | เพลาแบบมีลิ่ม | หน้าแปลน 80x80 มม. | เข้ากันได้กับ MR-E-70A | ตัวเครื่อง IP55 | เลิกผลิตแล้ว

มอเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดในตระกูล HC-KFE — พร้อมคุณสมบัติด้านความปลอดภัยครบครัน

ก้าวขึ้นจากคลาส 400W เป็น 750W ภายในระบบ MELSERVO MR-E และคุณจะพบกับ HC-KFE73BK: จุดสูงสุดของกลุ่มผลิตภัณฑ์ HC-KFE ที่รวมกำลังวัตต์สูงสุดที่แพลตฟอร์มแอมพลิฟายเออร์ MR-E รองรับ พร้อมทั้งเบรกแม่เหล็กไฟฟ้าในตัวเพื่อความปลอดภัยของตำแหน่งเมื่อปิดเครื่อง และเพลาแบบมีลิ่มสำหรับการส่งแรงบิดแบบบวกที่เชื่อถือได้ เป็นรุ่นที่มีออปชันครบครันที่สุดในระดับเดียวกัน — เบรก ลิ่ม และกำลังสูงสุดในชุดมอเตอร์เดียว

HC-KFE73BK ครอบครองช่องทางการใช้งานที่เฉพาะเจาะจงและกำหนดไว้อย่างชัดเจน: แกนเซอร์โวอเนกประสงค์ที่ต้องการแรงบิดต่อเนื่องและกำลังเชิงกลมากกว่าที่คลาส 400W สามารถให้ได้ ในขณะที่ยังคงใช้ระบบขับเคลื่อนบนแอมพลิฟายเออร์ MR-E ที่ประหยัดและใช้คำสั่งพัลส์เป็นหลัก แทนที่จะต้องอัปเกรดเป็นแพลตฟอร์ม MR-J2S หรือ MR-J3 เบรกแบบสปริงทำงานด้วยไฟ DC 24V ช่วยให้แกนยึดแน่นเมื่อปิดเซอร์โว — ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่ HC-KFE73 มาตรฐานที่ไม่มีเบรกไม่สามารถตอบสนองได้

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค

สามคุณสมบัติที่โดดเด่น — สิ่งที่ BK มอบให้จริง ๆ

หมายเลขชิ้นส่วน HC-KFE73BK เข้ารหัสการตัดสินใจที่มีความหมายสามประการ ซึ่งแต่ละประการมีผลทางวิศวกรรมโดยตรงต่อการใช้งาน

73 — กำลังขับ 750W ที่ขีดจำกัดสูงสุดของ MR-Eกลุ่มผลิตภัณฑ์ HC-KFE มีตั้งแต่ 100W (HC-KFE13) ผ่าน 200W, 400W และสูงสุด 750W ตัวระบุ 73 วางมอเตอร์นี้ไว้ที่ขีดจำกัดสูงสุดของสิ่งที่แอมพลิฟายเออร์ MR-E สามารถขับเคลื่อนได้ เมื่อจับคู่กับ MR-E-70A ระบบจะให้แรงบิดต่อเนื่อง 2.4 Nm — เกือบสองเท่าของ 1.3 Nm ที่มีจาก HC-KFE43B 400W สำหรับแกนที่มอเตอร์ 400W ทำงานใกล้เคียงกับกระแสสูงสุดในการทำงานปกติ หรือที่การวิเคราะห์แรงบิดโหลดบ่งชี้ว่ามีระยะห่างไม่เพียงพอ คลาส 750W คือขั้นตอนต่อไปตามธรรมชาติโดยไม่ต้องเปลี่ยนสถาปัตยกรรมแพลตฟอร์มแอมพลิฟายเออร์

B — เบรกแม่เหล็กไฟฟ้าแบบไม่กระตุ้นเบรกแบบสปริงถูกรวมเข้าไว้ที่ด้านหลังของตัวเรือนมอเตอร์ เมื่อถอดไฟ 24VDC ออก — ไม่ว่าจะโดยการปิดระบบที่ควบคุม, การหยุดฉุกเฉิน, หรือการขัดข้องของแหล่งจ่ายไฟ — สปริงจะทำงานเบรกทันที ล็อคเพลาโดยไม่ต้องใช้สัญญาณใดๆ จากตัวควบคุม หลักการทำงานที่ปลอดภัยนี้คือคุณสมบัติที่ทำให้ HC-KFE73BK แตกต่างจาก HC-KFE73K มาตรฐาน ไม่ต้องใช้ไฟ, ไม่ต้องใช้สัญญาณควบคุม, ไม่ต้องใช้รีเลย์ภายนอกเพื่อให้เบรกทำงาน

K — เพลาแบบมีลิ่มที่กำลัง 750W การเชื่อมต่อแบบบวกไม่ใช่ทางเลือกสำหรับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ ลิ่มให้การเชื่อมต่อทางกลระหว่างเพลาและส่วนประกอบที่ขับเคลื่อน — ไม่ว่าจะเป็นดุมต่อ, พูลเลย์, หรือเฟือง — ที่ป้องกันการหมุนสัมพัทธ์ระหว่างทั้งสอง โดยไม่คำนึงถึงว่าการจับคู่แบบพอดีจะยังคงอยู่ตลอดเวลาและอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงหรือไม่ มอเตอร์จะมาพร้อมกับลิ่ม ขนาดของลิ่มเป็นไปตามมาตรฐาน JIS ที่เหมาะสมกับขนาดเพลา 750W

หน้าแปลน 80x80 มม.: ก้าวขึ้นจากคลาส 400W

HC-KFE73BK ติดตั้งบนหน้าแปลนสี่เหลี่ยมขนาด 80x80 มม. — ใหญ่ขึ้นหนึ่งขั้นจากหน้าแปลน 60x60 มม. ของ HC-KFE43BK 400W การก้าวขนาดนี้มีผลโดยตรงต่อการติดตั้งที่ได้รับการอัปเกรด: เครื่องจักรที่ออกแบบโดยใช้หน้าแปลนคลาส 60x60 มม. ที่เล็กกว่า ไม่สามารถรองรับมอเตอร์ 80x80 มม. ได้หากไม่มีการปรับเปลี่ยนแผ่นยึดมอเตอร์ รูปแบบรูสลักและเส้นผ่านศูนย์กลางของหน้าแปลนจะเปลี่ยนแปลงที่ขอบเขตขนาดนี้

อย่างไรก็ตาม ภายในคลาส 80x80 มม. HC-KFE73BK ใช้หน้าแปลนเดียวกันกับ HC-KFS73BK (เทียบเท่า MR-J2S) และมอเตอร์ 750W รุ่นปัจจุบัน เช่น HG-KR73BK ซึ่งหมายความว่าแผ่นยึดเครื่องจักรที่ออกแบบมาสำหรับมอเตอร์ MELSERVO 750W ขนาด 80x80 มม. ใดๆ ก็ตาม จะเข้ากันได้ทางกลกับ HC-KFE73BK ความยาวเพลาที่ยื่นออกมาและขนาดตามแนวแกนของตัวเครื่องยังคงต้องตรวจสอบกับแอปพลิเคชันเฉพาะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับรุ่นที่มีเบรก เนื่องจากตัวเรือนด้านหลังที่ยาวขึ้น แต่หน้าแปลนยังคงเป็นจุดอ้างอิงที่สม่ำเสมอ

ระยะห่างแรงบิด: สิ่งที่แรงบิดสูงสุด 7.2 Nm หมายถึงในทางปฏิบัติ

แรงบิดสูงสุด 2.4 Nm ของ HC-KFE73BK คือตัวเลขที่ใช้ในการคำนวณขนาดโหลดต่อเนื่อง แรงบิดสูงสุด 7.2 Nm — สามเท่าของแรงบิดสูงสุด — มีให้สำหรับความต้องการชั่วคราวในช่วงเร่งความเร็วและสภาวะโอเวอร์โหลดสั้นๆ ระหว่างการทำงานตัดหรือจับยึด

ส่วนต่าง 4.8 Nm ระหว่างแรงบิดสูงสุดและแรงบิดสูงสุดคือส่วนสำรองสำหรับการเร่งความเร็วของแกน บนแกนบอลสกรูแนวนอนที่มีอัตราส่วนความเฉื่อยของโหลดทั่วไป แรงบิดสูงสุด 7.2 Nm จะแปลเป็นการเร่งความเร็วที่ลดเวลาการเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งได้อย่างมาก เมื่อเทียบกับการทำงานของแกนที่แรงบิดสูงสุดเท่านั้น การที่ลิมิตกระแสอิเล็กทรอนิกส์ของแอมพลิฟายเออร์จะสามารถรองรับกระแสสูงสุดที่จำเป็นในการสร้างแรงบิด 7.2 Nm อย่างต่อเนื่องตลอดช่วงการเร่งความเร็วทั้งหมดหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนความเฉื่อยของโหลดต่อมอเตอร์และรอบการทำงาน — การป้องกันความร้อนอิเล็กทรอนิกส์ในตัวของ MR-E-70A จะตรวจสอบความร้อนสะสมและบังคับใช้ขีดจำกัดการป้องกันตามนั้น

สำหรับแกนแนวตั้งที่แรงบิดโหลดมีอยู่ตลอดเวลา ตัวเลขสูงสุด 2.4 Nm จะครอบคลุมส่วนประกอบของแรงโน้มถ่วง และส่วนที่เหลือจะไปใช้กับพลวัต กฎแรงบิดสูงสุด 70% สำหรับแอปพลิเคชันที่มีแรงบิดไม่สมดุล — ตามที่ระบุในเอกสาร MR-E ของ Mitsubishi — หมายความว่าโหลดแรงโน้มถ่วงบนเพลาไม่ควรเกิน 1.68 Nm ในการออกแบบแกนแนวตั้งที่ปรับขนาดอย่างเหมาะสม

การรวมเบรกในการออกแบบเครื่องจักร

การเพิ่มมอเตอร์เบรกในการออกแบบเครื่องจักรนั้นมากกว่าการเปลี่ยนรุ่นมอเตอร์ HC-KFE73BK ต้องการการพิจารณาการออกแบบเฉพาะสองประการที่ไม่ใช้กับ HC-KFE73K มาตรฐาน

ประการแรก วงจรจ่ายไฟเบรก 24VDC ตามคู่มือ MR-E ของ Mitsubishi แหล่งจ่ายไฟ 24VDC ของเบรกต้องเป็นวงจรเฉพาะ — ไม่ใช้ร่วมกับ 24VDC ที่ใช้สำหรับสัญญาณ I/O ดิจิทัลของแอมพลิฟายเออร์ ขั้วต่อสายไฟมอเตอร์ 6 พินบน HC-KFE73BK (เทียบกับขั้วต่อ 4 พินในรุ่นมาตรฐาน) จะมีทั้งสายไฟมอเตอร์ 3 เฟส และสายไฟจ่ายเบรก 2 สาย วงจรคอนแทคเตอร์หรือรีเลย์แยกต่างหาก ซึ่งขับเคลื่อนด้วยสัญญาณเอาต์พุต MBR (อินเตอร์ล็อกเบรกแม่เหล็กไฟฟ้า) ของแอมพลิฟายเออร์ MR-E จะควบคุมไฟ 24VDC ไปยังคอยล์เบรก

ประการที่สอง สัญญาณ MBR และพารามิเตอร์หมายเลข 1 เอาต์พุตอินเตอร์ล็อกเบรกแม่เหล็กไฟฟ้าของแอมพลิฟายเออร์ MR-E ต้องเปิดใช้งานผ่านการตั้งค่าพารามิเตอร์ เอาต์พุตนี้จะประสานเวลาการเปลี่ยนสถานะเซอร์โวเปิด/ปิด และการทำงานของเบรก ป้องกันไม่ให้เบรกทำงานบนเพลาที่กำลังหมุน และปกป้องอายุการใช้งานของผ้าเบรกและส่วนประกอบขับเคลื่อนทางกล สำหรับแกนแนวตั้งโดยเฉพาะ เอกสารของ Mitsubishi ระบุสัญญาณ MBR เป็นองค์ประกอบการกำหนดค่าที่จำเป็น — การควบคุมเวลาเบรกจะป้องกันการตกของโหลดระหว่างลำดับการหยุดแกน

การจัดตำแหน่ง HC-KFE73BK ภายในรุ่นของมัน

กลุ่มผลิตภัณฑ์ HC-KFE และแอมพลิฟายเออร์ MR-E แสดงถึงรุ่นผลิตภัณฑ์ที่ให้การควบคุมเซอร์โวอเนกประสงค์ที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่า ในช่วงเวลาที่ระบบเอ็นโค้ดเดอร์สัมบูรณ์และอินเทอร์เฟซบัสแบบดิจิทัลเป็นตัวเลือกพรีเมียมมากกว่าคุณสมบัติหลัก HC-KFE73BK เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมเมื่อแอปพลิเคชันต้องการกำลังขับ 750W และฟังก์ชันเบรก แต่ไม่คุ้มค่ากับเอ็นโค้ดเดอร์สัมบูรณ์และแอมพลิฟายเออร์ที่มีราคาสูงกว่าของระดับ HC-KFS/MR-J2S

ทั้งมอเตอร์และแอมพลิฟายเออร์ MR-E ได้เลิกผลิตแล้ว แหล่งจ่ายที่มีอยู่มาจากสินค้าคงคลังหลังการขาย, สต็อกส่วนเกิน, และยูนิตที่ถอดออกจากบริการแล้ว สำหรับการออกแบบเครื่องจักรใหม่ เส้นทางการย้ายข้อมูลที่บันทึกโดย Mitsubishi นำไปสู่แอมพลิฟายเออร์ซีรีส์ MR-JE หรือ MR-J4 พร้อมมอเตอร์ซีรีส์ HG รุ่นปัจจุบัน — โดย HG-KR73BK เป็นตัวแทนที่ใกล้เคียงกันในคลาส 750W พร้อมเบรกและลิ่ม ซึ่งมีหน้าแปลน 80x80 มม. เดียวกัน แต่มีเอ็นโค้ดเดอร์สัมบูรณ์ 22 บิต และอินเทอร์เฟซ MELSERVO J4 รุ่นปัจจุบัน

คำถามที่พบบ่อย

Q1: โมเดลแอมพลิฟายเออร์ MR-E ที่ตรงกับ HC-KFE73BK คือรุ่นใด และรองรับโหมดการควบคุมใดบ้าง?

HC-KFE73BK จับคู่กับ MR-E-70A (อินพุตพัลส์, โหมดควบคุมตำแหน่ง) หรือ MR-E-70AG (อินพุตคำสั่งความเร็วอนาล็อก, โหมดควบคุมความเร็ว) "70" ในการระบุแอมพลิฟายเออร์สอดคล้องกับคลาส 750W ของมอเตอร์ MR-E-70A รับคำสั่งพัลส์ + ทิศทาง หรือพัลส์ควอดราเจอร์จากตัวควบคุมตำแหน่งภายนอก, โมดูลควบคุมตำแหน่ง MELSEC PLC, หรือเอาต์พุต CNC MR-E-70AG เปิดใช้งานการรวมคำสั่งความเร็วอนาล็อกสำหรับแอปพลิเคชันที่ตัวควบคุมระดับบนสุดส่งสัญญาณอนาล็อก ±10V สำหรับการอ้างอิงความเร็ว แอมพลิฟายเออร์ทั้งสองรุ่นรองรับเบรกแม่เหล็กไฟฟ้าของ HC-KFE73BK ผ่านเอาต์พุตอินเตอร์ล็อก MBR

Q2: เหตุใด HC-KFE73BK ขนาด 80x80 มม. จึงใช้หน้าแปลนที่ใหญ่กว่า HC-KFE43BK ขนาด 60x60 มม. และแผ่นยึดเครื่องจักรเดียวกันสามารถรองรับทั้งสองรุ่นได้หรือไม่?

ขนาดหน้าแปลนจะเพิ่มขึ้นที่คลาส 750W เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางโครงมอเตอร์จะใหญ่ขึ้นเพื่อรองรับชุดสเตเตอร์, ขดลวด, และโรเตอร์ที่ใหญ่ขึ้นซึ่งจำเป็นสำหรับกำลังขับที่สูงขึ้น หน้าแปลน 60x60 มม. ของคลาส 400W และหน้าแปลน 80x80 มม. ของคลาส 750W มีรูปแบบรูสลักและเส้นผ่านศูนย์กลางหน้าแปลนที่แตกต่างกัน — ไม่สามารถสลับกันได้ แผ่นยึดเครื่องจักรที่ออกแบบมาสำหรับ HC-KFE43BK 400W ไม่สามารถรองรับ HC-KFE73BK ได้โดยตรงหากไม่มีการตัดแต่งหรือเปลี่ยนแผ่น หากเครื่องจักรที่ออกแบบเดิมโดยใช้มอเตอร์ 400W ได้รับการอัปเกรดเป็น 750W การปรับเปลี่ยนทางกลที่จุดยึดมอเตอร์จะเป็นส่วนหนึ่งของขอบเขตงาน

Q3: รายการผลิตภัณฑ์ระบุว่าส่วนที่ทะลุเพลาไม่ใช่ IP55 ซึ่งหมายความว่าอย่างไรต่อการติดตั้งเครื่องจักร?

มอเตอร์ซีรีส์ HC-KFE มีระดับการป้องกันตัวเครื่อง IP55 ครอบคลุมพื้นผิวตัวเรือนมอเตอร์ แต่เอกสารของ Mitsubishi ระบุไว้อย่างชัดเจนว่าส่วนที่ทะลุเพลา — ที่เพลาออกจากตัวเรือนลูกปืนด้านหน้า — และขั้วต่อไฟฟ้า ไม่ได้รับการป้องกันระดับ IP55 ในสภาพแวดล้อมที่มีละอองน้ำหล่อเย็น, น้ำล้าง, หรือการปนเปื้อนของเหลวในอากาศ จุดที่ไม่มีการป้องกันเหล่านี้คือจุดอ่อนของมอเตอร์ ตัวเลือกการบรรเทาผลกระทบในทางปฏิบัติ ได้แก่ การวางมอเตอร์ในตำแหน่งที่ได้รับการป้องกันภายในตู้เครื่องจักร, การติดตั้งฝาปิดซีลเพลาหากการออกแบบเครื่องจักรเอื้ออำนวย, หรือการระบุรุ่นมอเตอร์ที่มีซีลน้ำมัน (มีในรุ่น HC ซีรีส์อื่น ๆ) สำหรับสภาพแวดล้อมที่เปียก ปลายขั้วต่อก็ต้องการการป้องกันเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับขั้วต่อเอ็นโค้ดเดอร์ เนื่องจากสิ่งสกปรกบนขาต่อสัญญาณเอ็นโค้ดเดอร์เป็นสาเหตุทั่วไปของข้อผิดพลาดในการป้อนกลับตำแหน่ง

Q4: เบรกแม่เหล็กไฟฟ้าบน HC-KFE73BK สามารถรับแรงบิดได้ 2.4 Nm หรือไม่ — แรงบิดสูงสุดของมอเตอร์ทั้งหมด?

แนวทางการออกแบบของ Mitsubishi สำหรับรุ่นเบรกของ HC-KFE จะจับคู่แรงบิดเสียดทานสถิตของเบรกกับแรงบิดสูงสุดของมอเตอร์ สำหรับคลาส 750W เบรกได้รับการจัดอันดับให้ยึดเพลาเทียบกับโหลดแรงบิดที่สอดคล้องกับตัวเลขแรงบิดสูงสุด 2.4 Nm ของมอเตอร์ ซึ่งหมายความว่าเบรกสามารถยึดโหลดที่หยุดนิ่งภายในแรงบิดการทำงานปกติได้โดยไม่ลื่นไถล ซึ่งเป็นกรณีการใช้งานที่ตั้งใจไว้ เบรกไม่ได้ออกแบบมาเพื่อหยุดการหมุนของเพลาที่กำลังหมุนด้วยความเร็วสูงสุด — การทำเช่นนั้นจะทำให้อายุการใช้งานของเบรกหมดไปอย่างรวดเร็วและอาจทำให้เกิดแรงกระแทกทางกลในระบบขับเคลื่อน การปฏิบัติที่ถูกต้องคือการหยุดมอเตอร์อย่างควบคุมผ่านแอมพลิฟายเออร์เซอร์โวก่อนที่เบรกจะทำงานเพื่อยึดตำแหน่งที่หยุดนิ่ง

Q5: HC-KFE73BK สามารถใช้แทน HC-KFS73BK ในแง่ของการรวมระบบได้หรือไม่?

มอเตอร์ทั้งสองรุ่นใช้หน้าแปลนยึดขนาด 80x80 มม. ทำให้สามารถเปลี่ยนทดแทนทางกลได้ง่าย อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถใช้แทนกันได้ในระดับระบบหากไม่เปลี่ยนแอมพลิฟายเออร์เซอร์โว HC-KFE73BK ใช้เอ็นโค้ดเดอร์แบบ Incremental 10,000 ppr และจับคู่กับ MR-E-70A ในขณะที่ HC-KFS73BK ใช้เอ็นโค้ดเดอร์สัมบูรณ์ 17 บิต (131,072 ppr) และจับคู่กับแอมพลิฟายเออร์ MR-J2S-70A/B/CP/CL ขั้วต่อเอ็นโค้ดเดอร์, โปรโตคอลสัญญาณ, และอินเทอร์เฟซแอมพลิฟายเออร์แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง การเปลี่ยนรุ่นหนึ่งไปเป็นอีกรุ่นหนึ่งต้องเปลี่ยนแอมพลิฟายเออร์ที่เข้าคู่กันและกำหนดค่าแกนขับใหม่ การเปลี่ยนจาก HC-KFE73BK ไปเป็น HC-KFS73BK ถือเป็นการอัปเกรด (ความละเอียดเอ็นโค้ดเดอร์สูงขึ้น, การรักษาตำแหน่งสัมบูรณ์, ไม่ต้องทำการโฮมมิ่ง) ในขณะที่การย้อนกลับถือเป็นการดาวน์เกรดซึ่งไม่ค่อยมีการระบุไว้โดยเจตนา