Nuovo Mitsubishi Servo Motor HF-KE43 HFKE43

Mitsubishi HF-KE43∙ Low Inertia AC Servo Motor ∙ 0.4kW, 1.3Nm, 3000RPM, 60×60mm Flange, 131072 ppr, No Oil Seal, Serie MR-E

Numero della parte:HF-KE43

Serie:MELSERVO HF-KE Low Inertia, AC Servo Motor di piccola capacità

Output nominale:0.4 kW (400 W)

Torsione nominale:1.3 Nm

Torsione massima:3.8 Nm

velocità nominale:3,000 RPM

Velocità massima6,000 RPM

Tensione di alimentazione:Classe 200 VAC, 3 fasi

Corrente nominale:2.9 A

Voltaggio del motore:di tensione superiore a 100 V

Freno elettromagnetico:Nessuna

Sigillo di olio:Nessuna (norma)

Codificatore:17-bit Incrementale, 131.072 ppr

Classe di inerzia:Basso

Dimensione della flangia:60 × 60 mm

Protezione da ingresso:Protezione IP65

Amplificatore compatibile:Serie MR-E

Condizione:Nuovo

Visualizzazione

IlMitsubishi HF-KE43è un servomotore a corrente alternata a bassa inerzia da 0,4 kW della serie HF-KE di Mitsubishi Electric, progettato per l'uso con la piattaforma di servoamplificatore MR-E.

a coppia nominale di 1,3 Nm e picco di 3,8 Nm, funzionante a una velocità nominale di 3.000 giri al minuto con un tetto di 6.000 giri al minuto e montato su una flange compatta di 60 × 60 mm,fornisce prestazioni di posizionamento reattive in un pacchetto fisicamente piccolo il formato adatto all'automazione a carico leggero in cui lo spazio di installazione e il costo del sistema sono entrambi importanti.

L'HF-KE43 non ha freno elettromagnetico e sigillo dell'olio.

Si tratta di scelte deliberate delle specifiche, non di omissioni.o qualsiasi asse in cui il carico non richiede un trattenimento meccanico quando il servo è disattivato.

L'assenza di un sigillo dell'olio significa che l'uscita dell'albero del motore non è sigillata.che è accettabile in ambienti puliti e applicazioni in cui il motore non è esposto a nebbia di lubrificante proveniente da meccanismi adiacentiIn ambienti in cui tali condizioni non sono soddisfatte, la variante di sigillo ad olio aggiunge tale protezione.

Quello che porta l'HF-KE43 e' un codificatore incrementale a 17 bit a 131,072 impulsi per rotazione ¢ la risoluzione che consente all'auto-tuning in tempo reale dell'amplificatore MR-E di caratterizzare e abbinare i guadagni del servo al carico meccanico senza intervento manuale.

In combinazione con il design del rotore a bassa inerzia, questo produce un motore in grado di accelerare e decelerare un carico di posizionamento leggero a velocità di ciclo elevate mantenendo stabile il servosistema,seguire con precisione in tutto.

Specificità principali

Serie HF-KE Low Inertia per posizionamento ad alto ciclo

La caratteristica di ingegneria della serie HF-KE è il suo rotore a bassa inerzia.L'inerzia nel rotore di un servomotore è l'equivalente di rotazione della massa, che determina la quantità di coppia necessaria per produrre una determinata accelerazione angolare.

Un rotore a bassa inerzia risponde ai comandi di velocità più velocemente perché è necessaria meno energia per cambiare la sua velocità; il servosistema può ottenere il cambio di posizione comandato in meno tempo,e la domanda di corrente dell'amplificatore durante la fase di accelerazione è inferiore per un dato profilo di movimento.

Ciò è particolarmente importante nelle applicazioni in cui l'asse esegue molti movimenti brevi e veloci al minuto: meccanismi di pick-and-place, applicatori di etichette, azionamenti indici del trasportatore, alimentatori elettronici di montaggio,e simili automazioni ad alto ciclo.

In queste applicazioni, il profilo di movimento è dominato dall'accelerazione e dalla decelerazione piuttosto che dalla velocità sostenuta.

Un motore a bassa inerzia completa ogni fase di accelerazione più velocemente, rimane nella posizione di destinazione per meno tempo prima del comando successivo,e la velocità complessiva del ciclo aumenta senza richiedere un amplificatore più grande o limiti di corrente più aggressivi.

Il vincolo pratico è l'adeguamento dell'inerzia di carico.

I motori a bassa inerzia sono più sensibili al rapporto tra inerzia del carico e inerzia del rotore rispetto ai progetti a media o alta inerzia.

Mitsubishi's application guidance recommends keeping the load-to-rotor inertia ratio within recommended limits — typically 10 to 15 times for the HF-KE class — for stable servo performance without excessive gain requirements.

Il superamento di questo rapporto non impedisce il funzionamento, ma fa sì che i guadagni di servo richiesti per un posizionamento sensibile e ben smorzato si avvicinino al limite di stabilità dell'amplificatore,rendendo la sintonizzazione più difficile e limitando la larghezza di banda raggiungibile.

131,072 ppr Encoder

Il codificatore incrementale a 17 bit fornisce 131.072 impulsi per rivoluzione al circuito di controllo della posizione dell'amplificatore MR-E.

La risoluzione pratica di posizionamento che questo crea dipende dalla trasmissione meccanica tra motore e carico: ad un passo di vite a sfera di 10 mm con accoppiamento diretto del motore,ogni impulso di codifica corrisponde a circa 0.076 μm di movimento del tavolo più fine della precisione di qualsiasi assemblaggio pratico di vite a sfera, il che significa che l'encoder non è il fattore limitante in nessun sistema di posizionamento reale dell'asse.

Il codificatore è incrementale

Un ciclo di ritorno di riferimento (homing) è richiesto ad ogni ciclo di potenza prima che l'asse accetti i comandi di posizione.su sistemi in cui si verificano frequenti interruzioni di emergenza o di alimentazione, il ripetuto orientamento aggiunge un modesto costo operativo.

L'elevato conteggio di impulsi fornisce inoltre alla funzione di sintonizzazione automatica dell'amplificatore MR-E una risoluzione sufficiente per osservare e ridurre al minimo la velocità a seguito di un errore a livello sub-millisecondo.La regolazione automatica funziona osservando l'intervallo tra velocità comandata e reale durante i movimenti di prova, quindi regolando i parametri di guadagno ∆ guadagno di posizionamento del circuito, guadagno di velocità del circuito, tempo integrale ∆ per ridurre questo errore senza introdurre oscillazioni.

A 131.072 ppr, l'osservazione della velocità è abbastanza accurata da consentire all'auto-tuning di convergere su impostazioni di guadagno stabili e ben abbinate in tutta la gamma di velocità e coppia della serie MR-E.

Nessun sigillo dell'olio

L'HF-KE43 è descritto come il "servomotore senza sigillo dell'olio" una configurazione di motore standard in cui l'intervallo di uscita dell'albero al parabrezza frontale non è sigillato contro l'ingresso di fluidi o particelle.

Questa è la specifica di base ed è pienamente appropriata per la maggior parte degli ambienti di applicazione del motore: sale macchine pulite,impianti montati in camera lontani dalle zone di fluido di taglio, apparecchiature di montaggio elettronico e qualsiasi impianto in cui la carrozzeria del motore non sia direttamente esposta alla nebbia di lubrificante o al liquido di raffreddamento.

Quando l'impianto colloca il motore vicino a meccanismi lubrificati ̇ viti a sfera con lubrificazione centralizzata, zone di spruzzo del cambio,o ambienti di macchine che trasportano liquidi di raffreddamento ̇ la variante del sigillo ad olio è la scelta corretta.

Un sigillo a labbra all'uscita dell'albero non costa nulla in termini di prestazioni funzionali, ma elimina il percorso di contaminazione che causa la progressiva penetrazione del lubrificante nella cavità del cuscinetto e, infine,l'insieme di codificatori.

Il modello equivalente HF-KE43 con sigillo ad olio è dotato di una "J" nel suffisso (ad esempio HF-KE43JW1-S100) e le dimensioni fisiche sono le stesse.

In caso di incertezza circa la pulizia dell'ambiente di installazione, la scelta a minor rischio è quella di specificare la variante di tenuta dell'olio; la differenza di costo è trascurabile;la differenza di durata di vita in ambiente umido o lubrificato non è.

Nessun freno Implicazioni sulla configurazione dell'asse

Per gli assi di posizionamento orizzontali, la classe di applicazione primaria per un motore a bassa inerzia da 0,4 kW è corretta.Non vi è alcuna tendenza a muoversi a causa della gravità quando il servo è disattivato, quindi non è necessario alcun meccanismo di trattenimento tra i movimenti di posizionamento o al fermo della macchina.

Per gli assi inclinati o verticali in cui la gravità agisce sul carico quando il motore è spento, deve essere selezionata la variante con freno (HF-KE43B o equivalente con il suffisso "B").L'installazione dell'HF-KE43 senza freno su un asse verticale non supportato crea un rischio di caduta in ogni caso di disabilitazione del servo E-stop, servo programmato spento e perdita di potenza.

Su macchine con contrappesi pneumatiche che sostengono pienamente il carico verticale, la variante senza freno è nuovamente accettabile; il supporto meccanico sostituisce la funzione di freno.

Sistema di amplificatore MR-E Controllo posizione, velocità e coppia

L'HF-KE43 è progettato per la serie di servoamplificatori MR-E, in particolare l'MR-E-40A per la classe dei motori da 400 W.

La piattaforma MR-E fornisce due interfacce di controllo: a pulse train interface for position and speed control (accepting differential or open-collector pulse inputs from a host controller or PLC) and an analogue input interface for speed and torque control (0 to ±10V analogue reference).

Entrambe le interfacce sono disponibili sul MR-E-40A standard, dando al progettista del sistema la possibilità di scegliere l'architettura di controllo senza cambiare l'hardware del motore o dell'amplificatore.

L'Auto-Tuning in tempo reale dell'MR-E inizia dal momento in cui il servo e' attivato e regola continuamente i parametri di guadagno mentre la macchina e' in funzione.e il tempo di integrazione del ciclo di velocità sono tutti gestiti dalla funzione di sintonizzazione automatica basata sul seguente errore osservato.

Per l'ingegnere di messa in servizio, questo significa che il motore può essere installato, collegato,e eseguire cicli produttivi senza una sessione di regolazione del guadagno dedicata  converge la regolazione automatica sulle impostazioni appropriate entro i primi cicli di funzionamento.

Controllo di soppressione delle vibrazioni adattivo è disponibile anche tramite l'amplificatore MR-E:l'amplificatore identifica le risonanze meccaniche a bassa frequenza nella struttura del carico e le esclude dalla risposta del servo, impedendo che la risonanza venga amplificata dal circuito di controllo della posizione.

Su macchine a telaio leggero in cui la risonanza meccanica è un problema, questa funzione può eliminare la necessità di regolare manualmente i parametri antivibrazione.

Domande frequenti

D1: Qual è la differenza tra l'HF-KE43 e l'HF-KE43B?

L'HF-KE43 non ha freno elettromagnetico; l'HF-KE43B è lo stesso motore con un freno elettromagnetico montato in fabbrica.e la compatibilità dell'amplificatore sono identiche tra i due.

La variante equipaggiata con freno è fisicamente più lunga a causa del modulo freno, attinge corrente aggiuntiva dal circuito di alimentazione del freno e richiede la sequenza di blocco dei freni dell'amplificatore MR-E.L'HF-KE43 (senza freno) è specificato per assi orizzontali e assi verticali bilanciati per gravità; l'HF-KE43B è richiesto per assi verticali o inclinati in cui il carico deve essere mantenuto meccanicamente quando il servo è disattivato.

D2: Il motore non ha sigillo dell'olio.

No la classificazione IP65 si applica alla carrozzeria del motore indipendentemente dal fatto che sia montata o meno una tenuta dell'olio. IP65 significa completamente impermeabile alla polvere e protetto contro i getti d'acqua da qualsiasi direzione,che copre l'alloggiamento del motore, area di avvolgimento e compartimento di codifica.

Il sigillo dell'olio affronta specificamente l'intervallo di uscita dell'albero, uno spazio anulare stretto che i test IP65 non proteggono completamente dall'ingresso di nebbia di lubrificante sotto esposizione prolungata.L'HF-KE43 standard senza sigillo dell'olio è adatto per ambienti industriali puliti e normali.

In ambienti con nebbia di lubrificante, la variante di tenuta dell'olio fornisce lo strato di tenuta aggiuntivo al punto di ingresso dell'albero.

Q3: Quale amplificatore è necessario e l'HF-KE43 supporta sia il controllo della posizione che della velocità?

Il MR-E-40A è l'amplificatore servo compatibile per l'HF-KE43.Supporta sia il controllo della posizione (attraverso l'ingresso del treno di impulsi per l'uscita di impulsi CNC o PLC) sia il controllo della velocità/coppia (attraverso il riferimento analogo ±10V).

La modalità di controllo è selezionata per parametro e configurazione del cablaggio, non per variante hardware, quindi la stessa combinazione di motore e amplificatore può essere utilizzata in entrambe le architetture.

Il MR-E-40A fornisce anche una modalità di controllo della posizione con uscita di impulsi dell'encoder per l'integrazione con i controller di movimento o PLC che si aspettano un feedback dell'encoder quadrato.

D4: Che cosa significa la risoluzione dell'encoder 131.072 ppr per la precisione di posizionamento?

Risoluzione e precisione sono cose diverse: 131.072 ppr è la risoluzione di feedback, che imposta l'incremento di posizione più fine che il servosistema può rilevare e controllare.La precisione del posizionamento effettivo dipende dal sistema meccanico √ passo della vite a sfera, reazione inversa, rettitudine della guida e espansione termica.

In una vite a sfera a 10 mm di passo con accoppiamento diretto, 131.072 ppr dà circa 0,076 μm di percorso per numero di codificatori, che è molto più fine della precisione di qualsiasi vite a sfera pratica.

In pratica, l'encoder non è il fattore limitante nella precisione del posizionamento – la meccanica lo è.Ciò che la risoluzione a 17 bit fornisce principalmente è un feedback di velocità stabile a basse velocità e la densità di dati necessaria all'autotuning MR-E per impostare guadagni servo accurati.

D5: Quali sono i principali controlli quando si installa un HF-KE43 usato?

ruotare l'albero a mano e verificare il movimento liscio del cuscinetto senza rugosità o macinatura il rotore a bassa inerzia della serie HF-KE ha un albero leggero,e l'usura del cuscinetto è udibile prima che diventi meccanicamente significativa. ispezionare il connettore di codificazione per i perni piegati e il sollievo della tensione di uscita del cavo per le crepe. misurare la resistenza di avvolgimento in tutte e tre le fasi per l'equilibrio.

Verificare la resistenza dell'isolamento alla terra con un megger anche un motore standard (senza sigillo dell'olio) che ha funzionato in un ambiente umido può mostrare una ridotta resistenza all'isolamento.

Durante la prova, monitorare la seguente visualizzazione dell'errore dell'amplificatore MR-E alla velocità nominale e confermare che si trova entro i limiti normali;eccessivo errore di seguito a una velocità con cui il motore è stato precedentemente gestito correttamente indica un degrado dell'encoder o problemi di accoppiamento meccanico piuttosto che un difetto dell'avvolgimento del motore.