Nuovo Mitsubishi Servo Motor HC-SFS353 HCSFS353

Mitsubishi HC-SFS353 | MELSERVO J2S HC-SF Series Motore Servo AC — Flangia da 3,5 kW, 11,1 Nm, 3000 giri/min, 176×176 mm, Assoluto a 17 bit, IP65

Codice articolo: HC-SFS353

Serie: MELSERVO J2S — Serie HC-SF, Inerzia Media, Capacità Media

Design: Albero Dritto, Paraolio, Encoder Assoluto Integrato a 17 bit

Potenza Nominale: 3,5 kW

Coppia Nominale: 11,1 Nm

Coppia di Picco: 33,4 Nm

Velocità Nominale: 3.000 giri/min

Velocità Massima: 3.000 giri/min

Corrente Nominale: 16,4 A

Tensione di Alimentazione: Classe 200 VAC

Momento d'Inerzia: 0,00820 kg·m² (82 kg·cm²)

Encoder: Assoluto a 17 bit, 131.072 ppr

Dimensione Flangia: 176 × 176 mm

Grado di Protezione: IP65

Amplificatore Compatibile: Serie MR-J2S

Condizione: Nuovo / Ricondizionato / Surplus

Panoramica

Il Mitsubishi HC-SFS353 è un motore servo AC a inerzia media da 3,5 kW della serie MELSERVO J2S HC-SF, che eroga una coppia nominale di 11,1 Nm e un picco di 33,4 Nm su una flangia di montaggio da 176 × 176 mm.

A 3.000 giri/min senza margine di velocità oltre il valore nominale — a differenza di molti motori servo che operano a velocità nominale con un massimo superiore — l'HC-SFS353 è progettato per funzionare continuamente al suo punto nominale, con il picco di 33,4 Nm disponibile per l'accelerazione e i transitori di carico.

A 3,5 kW, questo motore entra nella gamma in cui la scala meccanica diventa sostanziale. La flangia da 176 × 176 mm è il formato di flangia standard più grande della serie HC-SF e l'inerzia del rotore di 0,00820 kg·m² riflette la massa fisica di un motore che deve sviluppare 11,1 Nm continuamente — un rotore considerevolmente più pesante dei motori di classe 80 × 80 mm o 130 × 130 mm.

Questo livello di inerzia ha implicazioni dirette per il dimensionamento dell'asse: l'inerzia del carico riflessa sull'albero motore deve essere valutata rispetto all'inerzia del rotore di 0,00820 kg·m², e il rapporto determina se il sistema servo può mantenere prestazioni di posizionamento stabili e ben regolate o se i guadagni vengono spinti verso il limite di stabilità dell'amplificatore.

Il paraolio all'uscita dell'albero e il grado di protezione del corpo IP65 forniscono la protezione ambientale richiesta dalle installazioni di macchine utensili e automazione industriale per impieghi gravosi a questo livello di potenza.

L'encoder assoluto a 17 bit a 131.072 ppr elimina il ritorno di riferimento all'avvio — la posizione è nota immediatamente all'accensione, il che è importante operativamente quando la macchina deve riprendere da un'interruzione a metà ciclo senza dover tornare prima a una posizione di riferimento.

Specifiche Chiave

3.000 giri/min nominali = 3.000 giri/min massimi — Cosa significa

La maggior parte dei motori servo ha una velocità nominale inferiore alla loro velocità massima. Un HC-SFS52 funziona a 2.000 giri/min nominali con un massimo di 3.000 giri/min; un HF-KP73 funziona a 3.000 giri/min nominali con un massimo di 6.000 giri/min.

L'HC-SFS353 è diverso: la velocità nominale e la velocità massima sono entrambe 3.000 giri/min. Non c'è riserva di velocità oltre il punto operativo nominale.

Questa non è una limitazione — è una caratteristica di progettazione della classe a inerzia media da 3.000 giri/min, di grandi dimensioni.

L'HC-SFS353 è costruito per erogare la piena coppia nominale fino a 3.000 giri/min continuamente.

La curva coppia-velocità è piatta a 11,1 Nm da zero giri/min a 3.000 giri/min; non c'è regione di indebolimento di campo in cui la coppia diminuisce prima che venga raggiunta la velocità massima, perché la velocità massima è la velocità nominale.

Il motore può essere comandato a qualsiasi velocità da zero a 3.000 giri/min ed erogherà la sua piena coppia nominale di 11,1 Nm in tutto questo intervallo.

Per il dimensionamento della macchina, ciò significa che il limite di velocità della tavola è impostato dalla classificazione del motore a 3.000 giri/min che agisce direttamente sulla vite a ricircolo di sfere o sulla trasmissione, senza possibilità di scambiare coppia per una maggiore velocità operando in indebolimento di campo.

Le applicazioni che richiedono velocità superiori a quelle prodotte dalla trasmissione meccanica a 3.000 giri/min di velocità del motore devono affrontare questo problema attraverso la progettazione della trasmissione — rapporto di trasmissione, passo della vite — non operando il motore oltre la sua classificazione.

11,1 Nm e 33,4 Nm — Elevata Coppia Continua con Picco 3:1

A 11,1 Nm nominali, l'HC-SFS353 si colloca nella gamma tipicamente richiesta per gli assi di avanzamento primari su centri di lavoro più grandi: tavole pesanti, lavorazioni aggressive e distanze di rapido avanzamento in cui il motore dell'asse deve sostenere una forza considerevole durante l'intero ciclo di lavorazione.

Il rapporto picco/nominale di 3:1 a 33,4 Nm fornisce l'autorità di accelerazione per portare questi carichi pesanti alla velocità di rapido avanzamento in una fase di accelerazione breve e controllata.

La conseguenza pratica del funzionamento a 3,5 kW e 16,4 A di corrente nominale è termica.

Il motore genera calore reale a carico nominale, e l'armadio circostante, la struttura di montaggio del motore e il telaio della macchina devono condurre e dissipare questo calore in modo efficace. Le condizioni operative nominali presuppongono un raffreddamento adeguato del corpo del motore — le caratteristiche di convezione naturale dell'alloggiamento del motore, il dissipatore di calore fornito dalla flangia della macchina e la temperatura ambiente nell'area di installazione del motore contribuiscono tutti alla temperatura effettiva degli avvolgimenti a regime in condizioni di carico nominale sostenuto.

L'elettronica di protezione termica dell'amplificatore MR-J2S monitora continuamente la corrente RMS e modella lo stato termico del motore.

È consentita una breve operatività a corrente di picco di 33,4 Nm; l'operatività sostenuta a coppia di picco o vicino ad essa attiverà la protezione da sovraccarico termico prima che l'avvolgimento del motore raggiunga una temperatura dannosa. Il corretto dimensionamento del profilo di movimento per mantenere la coppia RMS entro il valore nominale di 11,1 Nm è il passaggio ingegneristico che garantisce un funzionamento affidabile e ininterrotto.

Flangia da 176 × 176 mm — Scala e Integrazione Meccanica

La flangia da 176 × 176 mm contraddistingue l'HC-SFS353 come un motore servo di grandi dimensioni.

Questa dimensione della flangia è l'interfaccia meccanica standard per i motori di maggiore capacità della serie HC-SF e dei suoi successori — lo stesso cerchio dei bulloni e il diametro di riscontro utilizzati dagli HC-SFS502 e HC-SFS702 a livelli di potenza superiori, consentendo ai progetti di macchine di ospitare una gamma di capacità del motore senza modificare il montaggio strutturale.

Per retrofitting e sostituzioni, la flangia da 176 mm è la dimensione chiave di compatibilità.

L'HC-SFS353 può sostituire qualsiasi motore della serie HC-SF sulla stessa flangia da 176 mm senza modifiche strutturali, a condizione che anche l'interfaccia di accoppiamento dell'albero sia compatibile.

La profondità fisica, il diametro dell'albero e la posizione del connettore dell'encoder differiscono tra le varianti del motore nella stessa classe di flangia — questi devono essere verificati individualmente rispetto ai disegni meccanici della macchina prima di ordinare un ricambio.

Il montaggio a flangia a questa scala fisica impone anche requisiti pratici di installazione.

Un motore servo da 3,5 kW nella classe da 176 mm è un componente pesante — la movimentazione, l'allineamento e la coppia dei bulloni di montaggio richiedono una pratica di installazione a due persone e una chiave dinamometrica calibrata alla coppia specificata dei bulloni. Il disallineamento tra il riscontro del motore e il foro dell'alloggiamento della macchina impone carichi radiali sul cuscinetto anteriore del motore che possono ridurre significativamente la durata del cuscinetto.

Encoder Assoluto a 17 bit — 131.072 ppr, Nessuna Necessità di Homing

L'encoder assoluto a 17 bit dell'HC-SFS353 è il sistema di feedback di posizione della generazione MELSERVO J2-Super, che fornisce 131.072 impulsi per rivoluzione di dati di posizione assoluta. Con una batteria installata sull'amplificatore MR-J2S, l'encoder conserva la posizione assoluta dell'albero del motore durante le interruzioni di corrente.

All'avvio, l'amplificatore legge direttamente la posizione effettiva dell'albero — non è richiesto alcun ritorno di riferimento e l'asse è pronto per l'operatività comandata immediatamente dopo il completamento della sequenza di accensione.

Per un asse da 3,5 kW su un centro di lavoro di grandi dimensioni o una macchina industriale, ciò elimina l'overhead di avvio del movimento di una tavola pesante verso un interruttore di riferimento a velocità ridotta, ed elimina il rischio che un'interruzione di corrente a metà homing lasci la posizione dell'asse indeterminata.

Sulle macchine in cui l'asse deve ripartire precisamente da dove si trovava quando l'alimentazione è stata persa — saldatura a metà, tornitura a metà, alesatura a metà — la continuità della posizione assoluta è un requisito di sicurezza e qualità, non una comodità.

La risoluzione di 131.072 ppr al motore si traduce, attraverso la trasmissione meccanica, nella risoluzione posizionale sulla superficie di lavoro della macchina.

Con un passo della vite a ricircolo di sfere di 10 mm con accoppiamento 1:1, ogni conteggio dell'encoder corrisponde a circa 0,076 μm di movimento della tavola — una risoluzione di diversi ordini di grandezza superiore alla precisione ottenibile di qualsiasi sistema reale di vite a ricircolo di sfere e guida.

L'encoder non è il fattore limitante nella precisione di posizionamento per alcun sistema meccanico realistico che l'HC-SFS353 potrebbe azionare.

Paraolio e IP65 — Specifiche Ambientali per Uso Gravoso

La combinazione della protezione del corpo IP65 e del paraolio dell'albero rende l'HC-SFS353 appropriato per gli ambienti in cui operano assi servo da 3,5 kW: la zona di taglio di grandi centri di lavoro, la base della macchina di centri di tornitura con elevati flussi di refrigerante e l'automazione industriale con cicli di manutenzione di lavaggio regolari.

IP65 copre completamente il corpo del motore — esclusione della polvere e resistenza ai getti d'acqua da tutte le direzioni.

Il paraolio all'uscita dell'albero aggiunge lo strato di tenuta che la classificazione strutturale IP65 non può fornire all'interfaccia dell'albero rotante. Nebbia di refrigerante, nebbia di lubrificante da viti a ricircolo di sfere e riduttori, e particelle metalliche fini generate da lavorazioni pesanti rappresentano tutti rischi di contaminazione nello spazio dell'albero che il paraolio mitiga per tutta la vita utile del motore.

Il labbro del paraolio è l'elemento di manutenzione con l'intervallo di sostituzione più breve nell'assieme del motore. L'ispezione periodica delle condizioni del paraolio — controllo dell'indurimento del labbro, screpolature o perdite visibili attraverso il paraolio — è l'azione di manutenzione primaria per i motori HC-SFS353 in ambienti con elevata esposizione al refrigerante.

Un paraolio danneggiato è economico da sostituire come elemento di manutenzione programmata; la contaminazione che raggiunge la cavità del cuscinetto e l'encoder da un paraolio degradato non rilevato è una riparazione molto più significativa.

Amplificatore MR-J2S-350A/B — Configurazione del Sistema

L'HC-SFS353 da 3,5 kW e 16,4 A di corrente nominale è abbinato all'amplificatore MR-J2S-350A (interfaccia di comando analogica/traino di impulsi) o MR-J2S-350B (interfaccia di rete seriale SSCNET). A questo livello di potenza, l'MR-J2S-350 è un amplificatore sostanziale — dotato di ventola di raffreddamento, con capacità di frenatura rigenerativa per gestire l'energia restituita dalla decelerazione di un motore da 3,5 kW che aziona un carico pesante.

La serie HC-SF a questo livello di potenza utilizza connettori circolari di tipo a cannone (serie MS) sui cavi di alimentazione del motore e dell'encoder.

A 16,4 A nominali, il connettore di alimentazione deve essere completamente inserito e l'anello di bloccaggio posizionato prima dell'operatività — un connettore a cannone parzialmente inserito a questa corrente crea una giunzione ad alta resistenza che si riscalderà rapidamente e potrebbe innescare archi sotto corrente.

Anche il connettore dell'encoder deve essere confermato come completamente inserito; una connessione intermittente dell'encoder a 3,5 kW produce allarmi servo e un potenziale comportamento incontrollato del motore.

Per i clienti che passano da MR-J2S a generazioni di amplificatori più recenti, gli strumenti di rinnovo Mitsubishi supportano la migrazione agli amplificatori MR-J4-B mantenendo l'hardware del controller di movimento MR-J2S-B esistente, consentendo l'aggiornamento dell'elettronica di azionamento senza sostituire l'hardware del controller.

FAQ

D1: Perché la velocità massima è identica alla velocità nominale a 3.000 giri/min?

A differenza della maggior parte dei motori servo in cui esiste una riserva di velocità oltre la velocità nominale, l'HC-SFS353 è classificato per il funzionamento a piena coppia fino a 3.000 giri/min — la velocità massima e nominale coincidono.

Ciò significa che il motore eroga 11,1 Nm a qualsiasi velocità da zero a 3.000 giri/min senza de-rating della coppia in una regione di indebolimento di campo.

Le applicazioni che richiedono velocità della tavola più elevate devono ottenerle tramite la trasmissione meccanica (passo della vite, rapporto di trasmissione) piuttosto che operando il motore oltre la sua velocità nominale.

D2: L'inerzia del rotore è 0,00820 kg·m² — come influisce sul dimensionamento dell'asse?

L'inerzia del rotore di 0,00820 kg·m² è il riferimento per l'abbinamento del carico. La guida generale di Mitsubishi per la serie a inerzia media HC-SF raccomanda di mantenere l'inerzia del carico riflessa sull'albero motore entro circa 15 volte l'inerzia del rotore — in questo caso, fino a circa 0,123 kg·m² di inerzia del carico riflessa.

Superare questo rapporto rende le impostazioni del guadagno servo più conservative e può ridurre la larghezza di banda di posizionamento ottenibile. La sostanziale inerzia del rotore dell'HC-SFS353 rispetto ai motori più piccoli significa che tollera intrinsecamente carichi meccanici più pesanti prima che la discrepanza di inerzia diventi problematica.

D3: L'HC-SFS353 richiede un ritorno di riferimento all'avvio?

No. L'encoder assoluto a 17 bit conserva la posizione dell'albero durante la perdita di alimentazione quando una batteria di backup è installata sull'amplificatore MR-J2S.

All'accensione, l'amplificatore legge direttamente la posizione assoluta dall'encoder — l'asse dispone di dati di posizione corretti senza alcun movimento di homing.

Le condizioni della batteria devono essere controllate a intervalli di manutenzione programmati; una batteria scarica significa che i dati di posizione assoluta vengono persi alla successiva interruzione di corrente e l'homing diventa necessario fino alla sostituzione della batteria.

D4: Qual è l'amplificatore MR-J2S compatibile per l'HC-SFS353?

L'HC-SFS353 da 3,5 kW richiede l'amplificatore MR-J2S-350A (interfaccia analogica/traino di impulsi) o MR-J2S-350B (interfaccia SSCNET). Questa è la classe di amplificatori da 3,5 kW della gamma MELSERVO J2-Super, dotata di ventola di raffreddamento e capacità di frenatura rigenerativa.

La designazione "350" nell'amplificatore si riferisce alla classe di capacità, non ai watt — copre applicazioni di motori da 3,5 kW all'interno della famiglia di prodotti MR-J2S. Confermare se la macchina utilizza comandi di impulsi/analogici per asse singolo (tipo A) o rete di controller di movimento SSCNET (tipo B) prima di ordinare.

D5: Quali sono i controlli chiave di installazione per l'HC-SFS353 da 3,5 kW?

Confermare l'allineamento del riscontro della flangia di montaggio e del foro prima di applicare la coppia ai bulloni di montaggio — una flangia da 176 mm disallineata su un motore così pesante impone carichi radiali sul cuscinetto anteriore che accelerano l'usura.

Verificare che l'inserimento dei connettori a cannone sui cavi di alimentazione e dell'encoder sia completo con gli anelli di bloccaggio completamente inseriti. A 16,4 A di corrente nominale, verificare che la sezione del cavo di alimentazione del motore e i contatti del connettore siano classificati per questa corrente senza surriscaldamento eccessivo alle giunzioni.

Dopo l'installazione iniziale, azionare l'asse a velocità e carico ridotti monitorando il display dell'errore di inseguimento dell'amplificatore MR-J2S — qualsiasi errore di inseguimento che aumenta con la velocità indica un problema meccanico o di connessione dell'encoder che dovrebbe essere risolto prima dell'operatività di produzione a pieno carico.