Nuovo in scatola sigillata Mitsubishi HC-SFS702B Servomotore HCSFS702B HC-SFS7O2B

Mitsubishi HC-SFS702B (HCSFS702B) — Motore Servo AC da 7kW con Freno Elettromagnetico, Albero Cilindrico, 2000 giri/min, Serie MELSERVO J2-Super

Panoramica del Prodotto

Codice Articolo: HC-SFS702B

Cercato Anche Come: HCSFS702B, HC SFS 702B, HC-SFS-702B

Serie: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (Generazione J2-Super)

Classificazione: Motore Servo Brushless AC a Inerzia Media — 7 kW, classe 200V, 2000 giri/min, Albero Cilindrico, Freno Elettromagnetico a Molla

Per Cosa è Progettato Questo Motore

Sette kilowatt. Trentatré virgola quattro Newton-metri di coppia continua, sostenuta a 2.000 giri/min. Cento Newton-metri disponibili su richiesta per l'accelerazione. E dietro l'albero, un freno elettromagnetico a molla che trattiene meccanicamente l'asse nel momento in cui i 24V vengono rimossi dalla bobina — sia che tale rimozione sia stata pianificata o meno.

Il Mitsubishi HC-SFS702B è il membro frenato da 7kW della famiglia HC-SFS a 2000 giri/min. È il motore da specificare quando l'asse è troppo grande per qualsiasi cosa più piccola, trasporta un carico con una componente gravitazionale che si muoverebbe senza restrizioni se la corrente del servo svanisse, e necessita di riportare la sua posizione assoluta dell'albero nell'istante in cui l'alimentazione ritorna — senza alcun movimento di ritorno di riferimento per trovarla.

Quest'ultimo punto merita un approfondimento. Su un asse verticale di grande capacità — una pesante testa di mandrino su un centro di lavoro a portale, un pezzo pallettizzato sollevato da un elevatore servo-controllato, una slitta Z contrappesata su un grande mulino a portale — la combinazione di un freno fail-safe e di un encoder assoluto non è un aggiornamento di funzionalità rispetto al blocco servo e a un encoder incrementale. È un livello fondamentalmente diverso di sicurezza operativa e di tempo di attività della macchina. Il freno trattiene il carico meccanicamente in ogni momento quando la bobina è diseccitata. L'encoder assoluto a 17 bit a 131.072 ppr conserva l'esatto angolo dell'albero attraverso qualsiasi evento di spegnimento, supportato dalla batteria A6BAT nell'amplificatore MR-J2S-700. Quando la macchina si riavvia — dopo un arresto di emergenza, dopo un'interruzione di corrente, dopo un cambio turno — l'asse si trova in una posizione nota, sicura e meccanicamente bloccata, e il controllore sa precisamente dove si trova tale posizione.

Specifiche Tecniche

Il Meccanismo del Freno: A Molla, Rilasciato Elettricamente

Tra tutte le decisioni di progettazione incorporate nell'HC-SFS702B, il tipo di freno merita la massima attenzione — perché determina il comportamento fail-safe del motore, e a 7kW su un asse verticale ad alta coppia, il comportamento fail-safe è ciò che distingue un arresto controllato da uno pericoloso.

Il freno montato sull'HC-SFS702B è a molla e rilasciato elettricamente. La molla trattiene il disco di frizione contro la superficie frenante per impostazione predefinita. L'applicazione di 24V DC alla bobina del freno crea un campo magnetico che allontana il disco dalla superficie, rilasciando l'albero per la rotazione. Rimuovere i 24V — per qualsiasi motivo — e la molla si riaggancia immediatamente. Non c'è uno stato intermedio, nessun graduale affievolimento, nessuna dipendenza dall'elettronica del servo funzionante. Il freno si applica.

Ciò significa: Arresto di emergenza rimuove l'alimentazione, il freno si applica. Guasto del pannello taglia i 24V, il freno si applica. Spegnimento servo pianificato a fine ciclo, il freno si applica. Interruzione di corrente non pianificata in qualsiasi momento del ciclo, il freno si applica. L'asse da 7kW e la massa che trasporta si arrestano meccanicamente, immediatamente, senza dipendere da alcun software, alcuna funzione dell'amplificatore o alcuna sequenza PLC per farlo accadere.

Il contrasto con il blocco servo è netto. Il blocco servo — la capacità dell'MR-J2S-700 di mantenere la posizione dell'asse correggendo continuamente con la corrente del motore — richiede che l'amplificatore sia alimentato, il servo abilitato e il sistema di controllo funzionante normalmente. Il blocco servo è affidabile in condizioni operative normali. Non fornisce alcuna protezione quando tali condizioni non sono soddisfatte. Per un asse da 7kW che trasporta una massa significativa con una componente di carico gravitazionale, quella distinzione è ciò che il freno a molla è progettato per affrontare.

33,4 Nm Continui, 100 Nm di Picco: Dimensionamento dell'Asse

Trentatré virgola quattro Newton-metri continui è la coppia sostenuta più alta nella gamma HC-SFS 2000 giri/min. È un numero considerevole, e capire cosa significa meccanicamente per il meccanismo azionato è utile per chiunque specifichi o sostituisca questo motore.

Su un asse a vite a ricircolo di sfere con un passo di 10 mm e un'efficienza della vite del 90%, 33,4 Nm di coppia motore continua si traducono in circa 18,8 kN di forza assiale sostenuta. Ciò copre le combinazioni più pesanti di tavola e pezzo trovate su centri di lavoro CNC di grande formato, grandi mulini a portale e macchine di trasferimento per impieghi gravosi. Per azionamenti di avvolgimento in modalità di controllo della coppia, 33,4 Nm a 2.000 giri/min rappresentano una sostanziale capacità di tensione e velocità su un'ampia gamma di diametri di bobina. Per alimentatori servo-controllati, la forza di avanzamento sostenuta durante la fase di avanzamento del materiale rientra ampiamente nell'inviluppo termico del motore.

I 100 Nm di picco — tre volte la cifra continua, disponibili per i brevi transitori di accelerazione e decelerazione di ogni ciclo di posizionamento — sono ciò che consente un rapido movimento dell'asse su meccanismi a carico pesante senza richiedere un motore più grande. Un ciclo di posizionamento che trascorre il 10% del suo tempo accelerando a coppia di picco, l'80% del suo tempo a o al di sotto della coppia continua e il 10% decelerando rimane ben all'interno delle soglie del modello termico dell'amplificatore. La protezione termica elettronica integrata dell'MR-J2S-700 monitora questo carico cumulativo e segnala in modo predittivo prima che gli avvolgimenti raggiungano una temperatura dannosa.

Una linea guida di progettazione dalla documentazione Mitsubishi degna di nota esplicitamente per gli assi verticali: la componente di coppia gravitazionale sostenuta — la coppia che il motore deve mantenere continuamente per sostenere il carico contro la gravità — dovrebbe essere mantenuta al 70% o meno della coppia continua nominale. A 33,4 Nm nominali, questo limite è di circa 23,4 Nm. I progetti di assi verticali che si avvicinano o superano questa cifra necessitano di un contrappeso meccanico per ridurre la domanda di coppia gravitazionale sostenuta, o di un motore con una coppia continua nominale più elevata. Il freno trattiene meccanicamente il carico durante lo stallo e rimuove tutta la domanda di coppia sostenuta dal motore e dall'amplificatore a riposo — ma durante il movimento, il motore sopporta il carico gravitazionale, e quel carico deve rimanere entro questa linea guida affinché il sistema di protezione funzioni come progettato.

Cablaggio e Sequenza del Freno

La bobina del freno richiede un circuito dedicato da 24V DC separato dall'alimentazione dell'amplificatore servo. Il pannello della macchina deve includere un alimentatore da 24V DC dimensionato per la bobina del freno, un relè del freno con soppressione dei picchi attraverso la bobina e una logica di interblocco che coordini il rilascio e l'innesto del freno con la sequenza di abilitazione del servo.

Al rilascio (apertura del freno): Il servo deve essere abilitato prima del rilascio del freno. Questa sequenza garantisce che l'amplificatore abbia stabilito il blocco servo e stia attivamente mantenendo la posizione prima che il freno meccanico si sollevi. Se il freno si rilascia prima che il blocco servo sia stabilito, l'asse si muoverà sotto il suo carico gravitazionale finché l'amplificatore non recupererà — potenzialmente uno slittamento significativo su un asse verticale pesante senza contrappeso. L'uscita MBR (Magnetic Brake Release) sull'MR-J2S-700 fornisce un'uscita comoda gestita dall'amplificatore per il relè del freno, sequenziata correttamente rispetto all'abilitazione del servo. Consultare il manuale di istruzioni dell'MR-J2S-700 per i parametri di temporizzazione specifici pertinenti alla dinamica dell'asse.

All'innesto (chiusura del freno): Decelerare l'asse fino all'arresto sotto controllo servo, quindi innestare il freno prima di rimuovere l'abilitazione del servo. Applicare il freno a un asse in movimento — anche uno lentamente in movimento — usura le superfici di frizione e genera calore all'interno del gruppo freno. Consentire al servo di portare l'asse all'arresto completo prima, quindi innestare il freno per mantenere la posizione arrestata, estende significativamente la vita utile del freno sugli assi con cicli di spegnimento servo frequenti.

La soppressione dei picchi è obbligatoria. Quando la bobina del freno viene diseccitata, il campo magnetico che collassa induce un picco di tensione che può danneggiare i contatti del relè e influenzare l'elettronica vicina. Un soppressore di picchi correttamente dimensionato — diodo per DC, varistore o rete RC per AC — attraverso i terminali della bobina del freno non è opzionale. Fa parte dell'installazione.

Encoder Assoluto e Vantaggio di Riavvio dell'Asse Verticale

L'encoder seriale assoluto a 17 bit a 131.072 ppr sull'HC-SFS702B fa tutto ciò che fanno gli encoder J2-Super: alta risoluzione angolare per controllo di velocità ad ampia larghezza di banda, posizione assoluta multi-giro supportata dalla batteria A6BAT nell'amplificatore e segnalazione immediata della posizione all'accensione senza movimento dell'albero.

Su un asse verticale frenato in particolare, l'ultima di queste tre caratteristiche ha il maggior peso operativo.

Considerare l'alternativa. Un encoder incrementale riporta la posizione rispetto a un marcatore di riferimento che deve essere trovato muovendo l'albero. Su un asse verticale, trovare questo riferimento all'avvio significa muovere il carico — verso il basso o verso l'alto — per raggiungere il sensore di posizione di riferimento prima che il controllore sappia dove si trova l'asse. Su una macchina in cui il movimento della posizione di riferimento potrebbe entrare in contatto con un dispositivo, un pezzo o uno strumento nella posizione arrestata, quel movimento introduce rischi e richiede un'attenta sequenza. Su una macchina in un ambiente di produzione in cui un arresto di emergenza potrebbe verificarsi in qualsiasi punto della corsa, la procedura di riavvio dopo un arresto dell'asse con encoder incrementale a metà corsa non è banale.

Con l'encoder assoluto dell'HC-SFS702B e il freno a molla, la procedura di riavvio è: alimentare il pannello, il freno trattiene meccanicamente l'asse, l'encoder riporta l'esatto angolo dell'albero all'amplificatore, il controllore stabilisce il blocco servo, il freno si rilascia nella sequenza corretta e l'asse è pronto — da qualsiasi posizione si sia fermato. Nessun movimento di homing, nessun ritrovamento di riferimento, nessun rischio di contatto del carico durante il riavvio. La macchina torna in produzione direttamente.

Manutenzione della batteria: Sostituire la A6BAT nell'amplificatore MR-J2S-700 al primo allarme di batteria scarica. Consentire la completa scarica della batteria reimposta il contatore multi-giro, richiedendo un ciclo di ritorno di riferimento. Su linee di produzione ad alta disponibilità, trattare un allarme di batteria scarica come un elemento di manutenzione urgente — non qualcosa da rimandare alla prossima fermata programmata — elimina i tempi di inattività non pianificati che un reset del contatore causa.

Amplificatori Compatibili

L'HC-SFS702B è progettato per la famiglia di amplificatori MR-J2S-700 — la piattaforma J2-Super con capacità di 7kW. Tre varianti di interfaccia affrontano le principali architetture di controllo:

MR-J2S-700A accetta comandi di posizione a treno di impulsi e riferimenti di velocità o coppia analogici da sistemi CNC esterni e PLC. Tutte le modalità di controllo — posizione, velocità, coppia e combinazioni di modalità commutate — sono disponibili. RS-232C si collega a MR Configurator per l'impostazione dei parametri e il monitoraggio diagnostico. La scelta standard per applicazioni di macchine utensili e automazione generale in cui l'asse riceve comandi da un controllore esterno.

MR-J2S-700B si collega ai controllori di movimento Mitsubishi serie A e serie Q tramite bus seriale in fibra ottica SSCNET. Tutti i comandi dell'asse e il feedback dell'encoder viaggiano sulla rete in fibra. Su macchine multi-asse di grandi dimensioni — centri di lavoro a portale, grandi linee di trasferimento, sistemi a portale multi-asse — SSCNET fornisce la sincronizzazione in tempo reale tra gli assi che le interfacce analogiche e a impulsi non possono raggiungere. Per gli assi verticali che operano in coordinamento con quelli orizzontali, questa sincronizzazione è particolarmente importante negli eventi di avvio e arresto.

MR-J2S-700CP fornisce posizionamento a singolo asse integrato con fino a 31 posizioni di tabella memorizzate attivate da I/O o comando CC-Link. Per assi di posizionamento verticali autonomi — stazioni di sollevamento servo-controllate, meccanismi di ascensore, alimentatori verticali per presse — che non richiedono coordinamento con altri assi, il CP elimina il costo di un controllore di movimento dedicato.

Tutte e tre le varianti includono l'uscita MBR per la sequenza del relè del freno e supportano la suite completa di funzioni protettive J2-Super, tra cui protezione da sovraccarico termico elettronico, protezione da sovravelocità, rilevamento guasti encoder e protezione da sovratensione rigenerativa.

Note di compatibilità: L'HC-SFS702B richiede un amplificatore MR-J2S-700. Non è compatibile con la prima generazione MR-J2-700, che non può leggere il protocollo encoder J2-Super a 17 bit. Non compatibile con amplificatori MR-J3 o MR-J4 senza un kit adattatore di rinnovo. Per macchine che utilizzano hardware MR-J2-700 originale, l' HC-SF702B — meccanicamente identico, encoder a 14 bit, albero cilindrico con freno — è il motore corretto.

Famiglia HC-SFS 2000 giri/min — La Posizione da 7kW

L'HC-SFS702B è il motore frenato a coppia più elevata nella gamma HC-SFS 2000 giri/min. Tutti e quattro i modelli in questa tabella condividono la stessa flangia di montaggio da 176 × 176 mm — un telaio macchina costruito per uno qualsiasi di essi li accoglie tutti senza modifiche. Il salto di coppia dall'HC-SFS502B (23,9 Nm) all'HC-SFS702B (33,4 Nm) è di circa il 40%, il che diventa rilevante quando un asse che funziona vicino al limite di coppia sostenuta dell'unità da 5kW necessita di margine per futuri cambiamenti di carico, maggiori richieste di accelerazione o riserva di coppia sugli assi caricati dalla gravità che si avvicinano alla linea guida del 70%.

L'intera famiglia HC-SFS702 a 7kW 2000 giri/min copre quattro configurazioni di albero e freno: albero cilindrico senza freno (HC-SFS702), albero cilindrico con freno (HC-SFS702B), albero con linguetta senza freno (HC-SFS702K) e albero con linguetta con freno (HC-SFS702BK). Tutti e quattro utilizzano la famiglia di amplificatori MR-J2S-700.

Applicazioni Tipiche

Pesante asse Z verticale su grandi centri di lavoro e mulini a portale. L'applicazione distintiva per l'HC-SFS702B. Grandi teste di mandrino, pesanti teste di spianatura e sostanziali assiemi di slitte Z su centri di lavoro a portale e grandi alesatrici orizzontali necessitano di capacità servo da 7kW a 2000 giri/min, un freno fail-safe per mantenere la posizione a macchina spenta e arresto di emergenza, e conoscenza della posizione assoluta per un riavvio sicuro. L'HC-SFS702B fornisce tutti e tre.

Elevatori e meccanismi di sollevamento servo-controllati. Pesanti sollevatori di pezzi pallettizzati, elevatori di magazzini utensili e sollevatori di sistemi di stoccaggio pezzi su celle di lavorazione e installazioni FMS. Carichi gravitazionali di questa scala — pallet con pesanti attrezzature, magazzini di pezzi impilati — richiedono un freno a molla per la sicurezza e un encoder assoluto per un riavvio efficiente della produzione. La coppia continua di 33,4 Nm gestisce la forza di sollevamento sostenuta nell'intervallo di carico di lavoro.

Azionamenti verticali di ramme per presse e macchine formatrici di grande formato. Azionamenti di ramme per presse servo-attuati, assi di cuscini per stampi e assi di raddrizzatori o livellatori servo-controllati dove la ramme verticale trasporta un carico significativo e deve essere mantenuta in qualsiasi posizione della corsa durante i cambi utensile, le pause a metà ciclo e gli arresti di emergenza.

Azionamenti di tavole rotanti e di indicizzazione per impieghi gravosi con asse verticale. Tavole rotanti basculanti servo-controllate, assi di traslazione e meccanismi di indicizzazione inclinati su grandi centri di lavoro dove la massa combinata tavola-pezzo crea una significativa componente di coppia gravitazionale in tutte le posizioni tranne quella perfettamente bilanciata. Il freno fail-safe trattiene la tavola a qualsiasi angolazione indipendentemente dallo stato del servo.

Azionamenti primari di macchine avvolgitrici industriali con mandrini verticali per bobine. Macchine avvolgitrici di grande formato che gestiscono pesanti bobine di carta, film o tessuto su assi con mandrini verticali dove la massa della bobina richiede un bloccaggio meccanico durante le fermate di produzione, i cambi bobina e le operazioni di giunzione.

Domande Frequenti

D1: Qual è la differenza tra l'HC-SFS702B e l'HC-SFS702?

Entrambi sono motori J2-Super da 7kW, 2000 giri/min, su una flangia da 176 × 176 mm con encoder a 17 bit, alberi cilindrici e specifiche elettriche identiche. L'unica differenza è il freno: l' HC-SFS702 non ha freno — la posizione a riposo è mantenuta dal blocco servo dell'amplificatore. L' HC-SFS702B ha un freno elettromagnetico a molla che si innesta meccanicamente quando l'alimentazione della bobina da 24V viene rimossa. Utilizzare l'HC-SFS702B su assi verticali, alimentazioni inclinate, meccanismi caricati dalla gravità e qualsiasi applicazione in cui il movimento dell'asse a servo spento sarebbe pericoloso. Su assi orizzontali o con carico simmetrico confermati, l'HC-SFS702 è più semplice e leggero.

D2: Il freno è descritto come "a molla". Cosa succede durante un'interruzione di corrente?

La molla applica il freno per impostazione predefinita — la bobina deve essere continuamente eccitata per mantenere l'albero libero. Un'interruzione di corrente rimuove i 24V dalla bobina, la molla innesta immediatamente il disco del freno e l'asse si arresta meccanicamente e rimane fermo. Questo è il principale vantaggio di sicurezza del design a molla: fornisce un vincolo meccanico dell'asse in qualsiasi modalità di guasto che rimuova l'alimentazione, inclusa un'interruzione di rete non pianificata. Nessun software, nessuna funzione dell'amplificatore e nessuna sequenza PLC è necessaria per mantenere l'asse — la molla lo fa passivamente.

D3: L'HC-SFS702B può sostituire un HC-SF702B su una macchina esistente?

Meccanicamente sì — le dimensioni della flangia, il diametro dell'albero e la disposizione del connettore del freno sono gli stessi. Il controllo critico è l'amplificatore. L' HC-SF702B ha un encoder a 14 bit compatibile sia con gli amplificatori MR-J2-700 che MR-J2S-700. L' HC-SFS702B ha un encoder a 17 bit che richiede solo un amplificatore MR-J2S-700. Se la macchina utilizza un amplificatore MR-J2-700 di prima generazione originale, solo l'HC-SF702B funzionerà. Se la macchina è su MR-J2S-700, l'HC-SFS702B è una sostituzione diretta con una risoluzione dell'encoder superiore.

D4: Dov'è la batteria di backup dell'encoder assoluto?

La batteria — cella al litio Mitsubishi A6BAT — è alloggiata all'interno dell' amplificatore MR-J2S-700, non nel motore. Mantiene il contatore assoluto multi-giro durante lo spegnimento. Su un asse verticale frenato, ciò significa che l'asse mantiene la sua posizione meccanicamente mentre l'encoder conserva l'esatto angolo dell'albero, in modo che il controllore possa leggere la posizione assoluta immediatamente al riavvio senza alcun movimento di homing. Sostituire la A6BAT al primo allarme di batteria scarica dall'amplificatore.

D5: Quale soppressione dei picchi è necessaria per il cablaggio della bobina del freno?

La bobina del freno deve avere una soppressione dei picchi attraverso i suoi terminali — tipicamente un diodo flyback (per bobine DC) o un varistore o snubber RC (per AC) — per assorbire il picco di tensione prodotto quando la bobina viene diseccitata. Senza soppressione, il picco induttivo quando il relè si apre può danneggiare i contatti del relè e potenzialmente influenzare l'elettronica vicina. Questo è un requisito standard per qualsiasi carico induttivo nella progettazione di pannelli industriali. La valutazione specifica del componente dovrebbe essere abbinata all'induttanza della bobina del freno e alla valutazione dei contatti del relè — consultare il manuale di istruzioni del motore servo Mitsubishi o i dati applicativi del produttore del relè per la specifica appropriata.