Motore Servo AC Mitsubishi HC-SFS102K

Serie MELSERVO-J2S | 1 kW | 2000 RPM | Albero con Chavetta | Encoder Assoluto a 17 bit | IP65

Quando la connessione dell'albero è non negoziabile

Non tutti gli accoppiamenti meccanici possono fare affidamento solo sull'attrito e sull'accoppiamento a interferenza. Pulegge dentate, pignoni, mozzi ingranaggi e camme montati su un albero motore sono tipicamente soggetti a carichi di coppia invertita e, in tali condizioni, un albero liscio e dritto rappresenta un rischio. Il Mitsubishi HC-SFS102K affronta questo problema direttamente con un albero con chavetta lavorato, fornendo un blocco meccanico positivo tra l'albero motore e qualsiasi componente azionato dotato di una sede per chavetta corrispondente.

Oltre alla configurazione dell'albero, l'HC-SFS102K è identico nelle specifiche all'HC-SFS102 standard: un servomotore brushless AC da 1 kW, 2000 RPM della famiglia MELSERVO-J2S, dotato di un encoder assoluto a 17 bit e protezione ambientale IP65. È lo stesso motore di fascia media collaudato, con la geometria dell'albero di cui le applicazioni azionate da cinghie, ingranaggi e catene hanno effettivamente bisogno.

Specifiche Tecniche

Il caso di un albero con chavetta nelle applicazioni servo

Una chavetta potrebbe sembrare una semplice fessura lavorata, ma il suo effetto sull'affidabilità del sistema è significativo. Senza una chavetta, la trasmissione di potenza da un albero motore a una puleggia o a un mozzo dipende interamente dalla forza di serraggio di un blocco conico, una vite di fissaggio del mozzo o un accoppiamento a interferenza. Quando il carico si inverte, come accade in quasi tutti gli assi controllati da servo, quella forza di serraggio deve opporsi allo shock inerziale del cambio di direzione. Nel tempo, o in caso di decelerazione di arresto di emergenza, la connessione può scivolare o svilupparsi usura per sfregamento all'interfaccia.

Una chavetta e un perno trasformano quella dipendenza dall'attrito in un percorso di taglio diretto. La connessione meccanica è positiva: la chavetta impedisce fisicamente la rotazione relativa tra albero e mozzo. Per macchine in cui l'asse servo aziona una cinghia dentata, uno stadio di ingranaggi o un pignone a catena, l'albero con chavetta dell'HC-SFS102K è la scelta di specifica che elimina una categoria di potenziali guasti.

Il manuale di istruzioni dei servomotori Mitsubishi documenta specificamente la corretta procedura di montaggio della chavetta: un perno a doppia estremità inserito nel foro della vite dell'estremità dell'albero, con una rondella e un dado per premere assialmente il componente sull'albero. Questo evita l'impatto a martello sull'estremità dell'albero che altrimenti danneggerebbe l'encoder integrato.

Encoder Assoluto a 17 bit - Risoluzione fino a 0,00274°

A 131.072 posizioni per rivoluzione, l'encoder assoluto integrato divide ogni rotazione dell'albero in passi di circa 0,00274°. Il beneficio pratico si manifesta più chiaramente a basse velocità, dove un encoder più grossolano produce un'ondulazione di coppia visibile mentre il loop di controllo passa attraverso incrementi di conteggio discreti. La risoluzione dell'encoder dell'HC-SFS102K è sufficientemente elevata da rendere questo effetto impercettibile nell'intera gamma di velocità operative del motore.

La natura assoluta dell'encoder è importante per un motivo diverso: la posizione viene mantenuta attraverso i cicli di alimentazione. Non c'è ritorno di riferimento, nessuna sequenza di homing, nessuna dipendenza dal fatto che il motore sia rimasto fermo durante un'interruzione di corrente. L'amplificatore legge la posizione esatta dell'albero nel momento in cui il sistema si accende, indipendentemente da ciò che è accaduto mentre era spento. Per macchine che ciclicamente accendono e spengono l'alimentazione frequentemente o che necessitano di riprendere un posizionamento preciso dopo un arresto di emergenza, questo è un vantaggio operativo pratico piuttosto che teorico.

Amplificatori Servo Compatibili

L'HC-SFS102K è progettato per l'accoppiamento con amplificatori classe 1 kW MR-J2S. I modelli verificati come compatibili dal catalogo MELSERVO-J2-Super di Mitsubishi includono:

L'MR-J2S-100A supporta modalità di controllo di posizione, velocità e coppia in modo indipendente, nonché funzionamento in modalità mista durante un ciclo - commutazione posizione/velocità, commutazione velocità/coppia, commutazione coppia/posizione - rendendolo l'opzione più versatile per macchine che necessitano di cambiare strategia di controllo tra le fasi operative. L'MR-J2S-100B è la scelta giusta ovunque più assi debbano muoversi con stretta sincronizzazione su SSCNET.

Il cablaggio segue la disposizione standard MELSERVO: alimentazione motore ai terminali U, V, W; cavo di feedback encoder al connettore CN2. Non sono necessari hardware di interfaccia aggiuntivi o modifiche ai file dei parametri specificamente a causa della variante con albero con chavetta.

Dove viene specificato questo motore

L'HC-SFS102K viene utilizzato in qualsiasi applicazione che combini potenza servo da 1 kW con trasmissione di potenza a cinghia o ingranaggi. Le aree applicative documentate nel catalogo MELSERVO-J2S includono:

• Macchinari per nastri trasportatori e trasferimento - nastri trasportatori a passo con cinghia dentata dove la chavetta garantisce una registrazione affidabile sotto cicli di avvio-arresto invertiti
• Robot industriali - azionamenti di giunti del braccio dove il mozzo con chavetta previene lo slittamento sotto i carichi dinamici ad alto ciclo tipici delle operazioni di pick-and-place
• Tavoli di posizionamento X-Y - assi che utilizzano trasmissione a cinghia dentata o vite a ricircolo di sfere con attacco puleggia a cinghia
• Torrette e teste di indicizzazione - meccanismi di posizionamento rotativo dove il carico cambia direzione ad ogni passo di indicizzazione
• Avvolgitori e controllo della tensione - azionamenti di bobine dove l'inversione di coppia durante la regolazione della tensione agirebbe contro un accoppiamento dell'albero basato solo sull'attrito
• Macchinari specializzati e attrezzature di prova - meccanismi personalizzati dove la geometria di accoppiamento rende un albero con chavetta la scelta pratica di installazione

Inerzia del Carico: L'unico parametro da verificare prima della messa in servizio

La documentazione MELSERVO-J2S di Mitsubishi raccomanda di mantenere il rapporto tra il momento d'inerzia del carico e il momento d'inerzia del motore pari o inferiore a 15 volte per prestazioni stabili in anello chiuso. Per un motore a inerzia media come l'HC-SFS102K, ciò lascia un margine ragionevole per la maggior parte dei carichi meccanici tipici, ma vale la pena calcolarlo prima della messa in servizio, in particolare quando il motore aziona un carico ad alta inerzia tramite un accoppiamento diretto 1:1.

Quando il rapporto d'inerzia supera la linea guida, la funzione di auto-tuning in tempo reale dell'MR-J2S-100A tenterà comunque di adattarsi, ma la larghezza di banda di risposta e il tempo di assestamento si degraderanno. L'aggiunta di uno stadio di riduzione meccanica per aumentare il rapporto d'inerzia effettivo è spesso una soluzione più affidabile rispetto ai soli aggiustamenti di guadagno.

Domande Frequenti

D1: Qual è esattamente la differenza tra l'HC-SFS102K e l'HC-SFS102 standard?

L'unica differenza è la configurazione dell'albero. L'HC-SFS102 ha un albero liscio dritto senza chavetta. L'HC-SFS102K ha lo stesso diametro e lunghezza dell'albero ma include una fessura per chavetta lavorata con una chavetta. Tutte le specifiche elettriche - potenza, velocità, coppia, encoder, compatibilità amplificatore - sono identiche tra le due varianti.

D2: La chavetta dell'albero influisce sul carico radiale massimo ammissibile?

No. I carichi radiali e assiali ammissibili dell'albero sono determinati dalla capacità dei cuscinetti e dalla geometria della sezione trasversale dell'albero, che sono gli stessi sia nella variante liscia che in quella con chavetta. La chavetta non riduce la capacità di carico dell'albero nella serie MELSERVO HC-SFS. Consultare la tabella di carico dell'albero nel manuale di istruzioni del servomotore per i valori specifici applicabili alle dimensioni dell'albero dell'HC-SFS102.

D3: Esiste una versione con freno dell'HC-SFS102K disponibile?

Sì. L'HC-SFS102BK designa il motore equivalente sia con albero con chavetta che con freno elettromagnetico di sicurezza integrato. Il freno è a innesto a molla e si disattiva quando viene applicata una tensione di 24 VDC - mantiene l'asse in posizione quando l'azionamento è diseccitato, il che è necessario per gli assi verticali e alcune installazioni critiche per la sicurezza. La variante BK ha un momento d'inerzia maggiore e un peso maggiore a causa dell'aggiunta del gruppo freno.

D4: L'HC-SFS102K può essere utilizzato con famiglie di amplificatori Mitsubishi più recenti come MR-J4?

La serie HC-SFS appartiene alla generazione MR-J2S. La compatibilità diretta con gli amplificatori MR-J4 non è standard - l'interfaccia dell'encoder e il protocollo di comunicazione differiscono. Mitsubishi offre strumenti di conversione (gli strumenti di rinnovo MR-J2S-B renewal tools) che consentono agli amplificatori MR-J4-B-RJ020 di pilotare motori della serie HC utilizzando il cablaggio esistente, che è il percorso di aggiornamento consigliato per le strutture che desiderano mantenere i propri motori HC passando a hardware di azionamento più recenti. Confermare i requisiti della versione software con Mitsubishi prima di tentare questa combinazione.

D5: L'HC-SFS102K è elencato come dismesso - è ancora disponibile?

Mitsubishi ha gradualmente eliminato la serie MELSERVO-J2S attraverso i canali di produzione ufficiali, ma l'HC-SFS102K rimane ampiamente disponibile da fornitori di surplus certificato e di ricondizionamento/scambio. La base installata di macchine dell'era J2S continua a creare una domanda costante, quindi la disponibilità di fornitura è generalmente affidabile. Per le strutture che mantengono più macchine con questo motore, tenere un'unità di ricambio riduce il rischio di tempi di inattività imprevisti durante i ritardi di approvvigionamento.