Mitsubishi HC-SFS352B (HCSFS352B) — Servomotore AC da 3,5 kW con freno elettromagnetico, albero dritto, 2000 giri/min, serie MELSERVO J2-Super

Panoramica del prodotto

Codice articolo: HC-SFS352B

Cercato anche come: HCSFS352B, HC SFS 352B, HC-SFS-352B

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

Classificazione: Servomotore AC brushless a inerzia media — 3,5 kW, classe 200 V, 2000 giri/min, albero dritto, freno elettromagnetico a molla

Due caratteristiche che definiscono questo motore

Ogni motore della famiglia HC-SFS da 2000 giri/min condivide lo stesso encoder assoluto a 17 bit, la stessa protezione IP65, la stessa filosofia di progettazione a inerzia media e la stessa piattaforma di amplificatori J2-Super. Ciò che distingue una variante dall'altra all'interno di una determinata capacità sono la configurazione dell'albero e la presenza o assenza di un freno. Per l'HC-SFS352B, entrambe queste scelte sono state fatte in una direzione specifica, e capire perché sono state fatte in quel modo spiega esattamente in quali applicazioni rientra questo motore.176 × 176 mm Nessuna scanalatura, nessuna sede piana. L'albero cilindrico liscio accetta accoppiamenti di precisione per servomotori, accoppiamenti a soffietto, accoppiamenti a disco e mozzi a frizione di tutti i tipi standard. Per la maggior parte delle applicazioni di servomotori da 3,5 kW — assi di avanzamento accoppiati a vite a ricircolo di sfere, tavole a portale azionate da cinghia, azionamenti di avvolgimento accoppiati direttamente — un albero dritto con un accoppiamento di dimensioni adeguate è l'interfaccia più pulita e semplice.

Freno elettromagnetico a molla. La bobina deve essere continuamente eccitata con 24 V CC per mantenere l'albero libero. Rimuovere tale tensione per qualsiasi motivo — arresto di emergenza, interruzione di corrente, spegnimento programmato del servo, guasto del pannello — e la molla spinge immediatamente il disco del freno contro la superficie di attrito. L'asse si arresta meccanicamente e rimane fermo, senza dipendere dall'elettronica del servo, dalla logica del PLC o da qualsiasi sistema attivo per mantenerlo. A 3,5 kW e 16,7 Nm di coppia continua, i carichi che questo motore aziona tipicamente sono abbastanza sostanziali da rendere questa caratteristica di sicurezza non una caratteristica di convenienza. È un requisito di sicurezza.

Specifiche tecnicheParametro

Valore

Quando l'amplificatore MR-J2S-350 è abilitato e il servo è attivo, il loop di posizione si chiude attraverso l'encoder a 17 bit e l'amplificatore fornisce continuamente la corrente necessaria per mantenere la posizione comandata. Questo funziona, in modo affidabile, in condizioni operative normali. Il problema è cosa succede quando le condizioni operative normali finiscono — non gradualmente, ma istantaneamente. Un arresto di emergenza disabilita il segnale di abilitazione del servo. Un'interruzione di rete taglia l'alimentazione dell'amplificatore. Un guasto del pannello fa scattare il contattore principale. In ognuno di questi scenari, il blocco servo termina immediatamente e la forza gravitazionale che agisce sul carico dell'asse inizia ad accelerare la massa verso il basso.

A 3,5 kW, i carichi che questo motore aziona tipicamente — pesanti slitte Z su centri di lavoro, robuste slitte a portale, meccanismi di sollevamento pallet carichi, tavole rotanti pesanti inclinate rispetto all'orizzontale — hanno una massa tale che il movimento gravitazionale non vincolato non è solo un errore di posizionamento. È un evento meccanico che può danneggiare utensili, attrezzature, pezzi e la struttura della macchina, e può ferire il personale.

Il freno a molla sull'HC-SFS352B affronta questo problema direttamente. La molla trattiene il disco del freno contro la superficie di attrito per impostazione predefinita. La bobina deve lavorare continuamente contro la molla per mantenere l'albero libero. Nel momento in cui la corrente della bobina si interrompe — per qualsiasi motivo — la molla chiude il freno. Non è necessario alcun software, alcun segnale, alcun temporizzatore di relè, alcuna sequenza PLC per far sì che ciò accada. Il freno si applica passivamente e immediatamente, ogni volta, indipendentemente da ciò che ha causato l'interruzione di corrente.

Questo è il motivo per cui il suffisso "-B" nel codice articolo non è semplicemente un'opzione. Per assi verticali e caricati dalla gravità a questo livello di potenza, è la specifica che rende sicura l'installazione.

16,7 Nm continui, 50,1 Nm di picco: analizzando i numeri

Sedici virgola sette Newton-metri è una coppia sostenuta considerevole per un motore su una flangia da 130 × 130 mm... aspettate — l'HC-SFS352B è sulla flangia da 176 × 176 mm, il telaio più grande. A 3,5 kW, è qui che la gamma HC-SFS passa al telaio medio-grande, e i numeri di coppia lo riflettono.

Per mettere 16,7 Nm in un contesto pratico: su una vite a ricircolo di sfere con passo da 10 mm ed efficienza del 90%, 16,7 Nm di coppia continua del motore sostengono circa 9,4 kN di forza di taglio o avanzamento assiale. Ciò copre assi di tavola di centri di lavoro medio-pesanti e meccanismi di avanzamento di macchine transfer di grandi dimensioni a velocità di avanzamento di produzione continue senza spingere il motore verso il suo limite termico. Per gli azionamenti di avvolgimento in modalità controllo di tensione, 16,7 Nm mantenuti a 2.000 giri/min forniscono un intervallo di lavoro utile attraverso la variazione del diametro del rotolo su stazioni di avvolgimento di formato medio.

Il picco di 50,1 Nm — esattamente tre volte la cifra continua — gestisce le transizioni di accelerazione e decelerazione. Un asse da 3,5 kW che effettua rapidi movimenti di posizionamento attraversa brevi fasi di coppia di picco all'inizio e alla fine di ogni traslazione, trascorrendo la maggior parte del ciclo a o al di sotto della coppia continua durante il funzionamento a velocità costante. Il modello termico elettronico dell'amplificatore J2-Super traccia l'effetto di riscaldamento cumulativo di questo ciclo di lavoro e segnala un allarme ben prima che la temperatura dell'avvolgimento raggiunga un punto dannoso.Per la progettazione di assi verticali, la documentazione Mitsubishi riporta una raccomandazione costante: mantenere la componente di coppia gravitazionale sostenuta — la coppia che il motore deve fornire continuamente per supportare il carico contro la gravità durante il movimento — al 70% o inferiore alla coppia continua nominale. A 16,7 Nm nominali, questo limite si attesta a circa 11,7 Nm di carico gravitazionale sostenuto. Gli assi che si avvicinano a questa cifra dovrebbero incorporare un contrappeso meccanico per ridurre la richiesta di coppia continua sul motore durante il movimento. Il freno a molla elimina completamente ogni richiesta di coppia durante la fermata, ma durante le fasi di movimento dell'asse, la componente di carico gravitazionale è supportata dal motore, e questa linea guida del 70% governa il limite operativo sicuro.Installazione del freno: sequenza e cablaggio

Il freno a molla sull'HC-SFS352B richiede un circuito dedicato da 24 V CC nel pannello della macchina — non è alimentato tramite l'uscita servo dell'amplificatore MR-J2S-350. La progettazione del pannello deve includere un alimentatore da 24 V CC di adeguata capacità per la bobina del freno, un relè del freno con contatti di adeguata capacità, soppressione dei picchi sui terminali della bobina e logica di interblocco che coordini il rilascio e l'innesto del freno con la sequenza di abilitazione del servo dell'amplificatore.

Sequenza di rilascio — apertura freno:

Il servo deve raggiungere lo stato abilitato e di blocco servo prima che la bobina del freno venga eccitata e il freno si rilasci. Rilasciare il freno prima che il blocco servo sia stabilito consente al carico gravitazionale di accelerare l'asse prima che l'amplificatore possa rispondere. Su un asse verticale da 3,5 kW con un carico pesante, questo slittamento può essere sufficiente a innescare un allarme di errore di inseguimento, causare una collisione meccanica o produrre un errore di posizione che interrompe il ciclo di produzione. L'uscita MBR (Magnetic Brake Release) dell'MR-J2S-350 fornisce un contatto gestito dall'amplificatore specificamente per la sequenza del relè del freno — l'amplificatore segnala quando il blocco servo è stabilito e il freno può rilasciarsi in sicurezza.Sequenza di innesto — chiusura freno: La procedura corretta è decelerare l'asse fino all'arresto sotto controllo servo, quindi innestare il freno per mantenere la posizione di arresto, quindi rimuovere l'abilitazione servo. Innestare il freno su un asse in movimento — anche a bassa velocità — genera calore nel disco di attrito e produce usura. Sugli assi con cicli servo-off frequenti, seguire questa sequenza in tre fasi anziché innestare il freno e rimuovere il servo contemporaneamente prolunga la durata del freno in modo misurabile.

Soppressione dei picchi:

Quando la bobina del freno si diseccita, il campo magnetico collassante produce un picco di tensione induttiva che può danneggiare i contatti del relè e influenzare l'elettronica adiacente. Un diodo di ricircolo su una bobina freno CC — o un varistore/rete RC per CA — è obbligatorio. Questa è una pratica standard di pannello industriale per qualsiasi carico induttivo; la bobina del freno non fa eccezione. Dimensionare il soppressore in base all'induttanza della bobina e alla corrente nominale dei contatti del relè; il manuale di istruzioni del servomotore Mitsubishi e i dati applicativi del produttore del relè forniscono i valori di riferimento.Encoder assoluto su asse verticale frenatoL'encoder assoluto seriale a 17 bit a 131.072 ppr sull'HC-SFS352B è un'apparecchiatura standard J2-Super, ma il suo valore su un asse verticale frenato va oltre il numero di risoluzione.

Il contatore assoluto multi-giro viene mantenuto durante i periodi di spegnimento dalla batteria A6BAT nell'amplificatore MR-J2S-350. In combinazione con il freno a molla, ciò crea un vantaggio operativo specifico: quando la macchina si spegne — sia alla fine del turno, per arresto di emergenza, o per interruzione di corrente imprevista — il freno trattiene meccanicamente l'asse nella posizione in cui si è fermato, e l'encoder conserva l'esatto angolo dell'albero in memoria per tutta la durata dell'interruzione. Al riavvio, il controller legge immediatamente la posizione assoluta senza alcun movimento dell'albero richiesto.Per un asse verticale pesante su una macchina di produzione, ciò significa: l'asse si parcheggia in sicurezza, il freno lo trattiene lì, e quando torna l'alimentazione, la macchina sa esattamente dove si trova l'asse e può riprendere la produzione direttamente. Nessun movimento di homing, nessuna sequenza di ricerca di riferimento, nessun rischio di contatto involontario con un'attrezzatura o un pezzo durante il movimento di avvio per trovare un marcatore di riferimento. La combinazione di encoder assoluto e freno fail-safe è ciò che rende un asse servo verticale di grande capacità sia sicuro da fermo che efficiente operativamente al riavvio.

Manutenzione batteria: Sostituire la A6BAT quando l'MR-J2S-350 visualizza un allarme di batteria scarica. Su un asse verticale frenato in particolare, un reset del contatore dovuto all'esaurimento della batteria richiede un ciclo di ritorno al riferimento — il che significa muovere l'asse in condizioni definite per trovare la posizione di casa prima che la produzione possa riprendere. Su una macchina in cui tale movimento comporta rischi o richiede lo sgombero manuale dell'area di lavoro, trattare l'allarme di batteria scarica come un elemento di manutenzione immediato anziché differito è una gestione del rischio semplice.

Amplificatori compatibiliL'HC-SFS352B si abbina alla famiglia di amplificatori MR-J2S-350 — la piattaforma J2-Super con capacità di 3,5 kW. Tre varianti di interfaccia:

MR-J2S-350A

accetta comandi di posizione a treno di impulsi e riferimenti analogici di velocità o coppia da controller CNC e PLC esterni. Tutte le modalità di controllo — posizione, velocità, coppia e combinazioni commutate P/S, S/T, T/P — sono disponibili. RS-232C si collega a MR Configurator per la messa in servizio, l'impostazione dei parametri e la diagnosi dei guasti. Questa è la scelta standard per gli assi di avanzamento delle macchine utensili e le applicazioni di posizionamento industriale generale in cui la sorgente del comando dell'asse è un controller esterno.

MR-J2S-350B

si collega ai controller di movimento Mitsubishi serie A e serie Q tramite bus seriale a fibra ottica SSCNET. Tutti i comandi dell'asse, il feedback dell'encoder, i dati di allarme e i segnali di monitoraggio viaggiano sulla rete in fibra. Per macchine multi-asse coordinate — assi verticali che devono muoversi in relazione sincronizzata con assi orizzontali, sistemi a portale con avanzamenti Z e X collegati, macchine transfer multi-asse — il bus SSCNET fornisce l'accoppiamento degli assi in tempo reale che le interfacce a impulsi e analogiche non possono raggiungere.

MR-J2S-350CP incorpora il posizionamento a singolo asse integrato con fino a 31 posizioni memorizzate in una tabella, attivate da I/O digitali o comandi di rete CC-LINK. Per assi di sollevamento autonomi, avanzamenti a indice di pressa o elevatori per pallet che non richiedono coordinamento in tempo reale con altri assi, il CP elimina il costo e la complessità di un controller di movimento dedicato.

Tutti e tre gli amplificatori forniscono l'uscita MBR (Magnetic Brake Release) per la sequenza del relè del freno, supportano la suite completa di funzioni protettive J2-Super e includono auto-tuning in tempo reale e soppressione adattiva delle vibrazioni.

Note di compatibilità: L'HC-SFS352B richiede un amplificatore MR-J2S-350. Non è compatibile con l'amplificatore di prima generazione MR-J2-350, che non può leggere l'encoder J2-Super a 17 bit. Per le macchine che utilizzano hardware MR-J2-350 originale, l'HC-SF352B (stessa specifica meccanica, encoder a 14 bit, freno a molla) è il motore corretto. Non compatibile con gli amplificatori MR-J3 o MR-J4 senza un kit adattatore di rinnovo.Famiglia HC-SFS 2000 rpm con freno: dove si colloca il 352B

ModelloPotenza

Coppia nominaleCoppia di picco

FlangiaHC-SFS202B

2.000 W

9,55 Nm28,6 Nm176 × 176 mmHC-SFS352B3.500 W16,7 Nm

50,1 Nm

D1: Qual è la differenza tra l'HC-SFS352B e l'HC-SFS352?

Entrambi sono motori J2-Super da 3,5 kW, 2000 giri/min, con alberi dritti, encoder a 17 bit e specifiche elettriche identiche su una flangia da 176 × 176 mm. L'unica differenza è il freno. L'HC-SFS352 non ha freno — la posizione a riposo è mantenuta dal blocco servo dell'amplificatore. L'HC-SFS352B ha un freno elettromagnetico a molla che si innesta meccanicamente ogni volta che viene rimossa la tensione da 24 V dalla bobina del freno. Per assi orizzontali confermati senza carico gravitazionale, l'HC-SFS352 senza freno è più semplice e leggero. Per assi verticali, avanzamenti inclinati e qualsiasi meccanismo caricato dalla gravità, il freno fail-safe dell'HC-SFS352B è la specifica richiesta.

D2: L'HC-SFS352B può essere installato come sostituzione diretta di un HC-SF352B su una macchina che utilizza un amplificatore MR-J2-350?

Meccanicamente sì — entrambi i motori condividono la stessa flangia da 176 × 176 mm, diametro dell'albero e disposizione del connettore del freno. La compatibilità dell'amplificatore, tuttavia, è il fattore decisivo. L'HC-SF352B ha un encoder a 14 bit compatibile sia con gli amplificatori MR-J2-350 che MR-J2S-350. L'HC-SFS352B ha un encoder a 17 bit che richiede solo un amplificatore MR-J2S-350. L'installazione dell'HC-SFS352B su una macchina che utilizza un amplificatore MR-J2-350 di prima generazione produrrà un errore di comunicazione dell'encoder. Abbina la generazione del motore alla generazione dell'amplificatore.D3: Il freno si innesta quando il servo è disabilitato alla fine del ciclo, o solo in caso di interruzione di corrente?

Il freno si innesta ogni volta che viene rimossa l'alimentazione da 24 V alla bobina del freno, indipendentemente dal motivo — spegnimento programmato del servo alla fine del ciclo, arresto di emergenza, interruzione di corrente o diseccitazione del relè. Per lo spegnimento programmato del servo, la sequenza consigliata è: decelerare l'asse fino all'arresto sotto controllo servo, eccitare la bobina del freno per mantenere la posizione di arresto meccanicamente, quindi rimuovere l'abilitazione servo. Questa sequenza impedisce l'innesto del freno su un asse in movimento, che genera calore e usura. Molti progetti di macchine utilizzano l'uscita MBR dell'MR-J2S-350 per gestire questa sequenza automaticamente tramite la temporizzazione interna dell'amplificatore.D4: Dov'è la batteria dell'encoder assoluto e cosa succede se non viene sostituita tempestivamente?

La cella al litio Mitsubishi A6BAT è alloggiata nell'amplificatore MR-J2S-350, non nel motore. Mantiene il contatore assoluto multi-giro durante tutti i periodi di spegnimento. Sostituirla al primo allarme di batteria scarica dall'amplificatore. Una batteria completamente scarica resetta il contatore multi-giro — i dati di posizione assoluta vengono persi. Al successivo avvio, il controller non conoscerà la posizione dell'asse e sarà necessario un ciclo di ritorno al riferimento prima che la produzione possa riprendere. Su un asse verticale frenato dove il movimento di homing richiede un'attenta preparazione dello spazio dell'asse, questa è un'interruzione di produzione significativa che una sostituzione tempestiva della batteria previene completamente.D5: Quale soppressione dei picchi è richiesta per il cablaggio della bobina del freno e perché?

La bobina del freno è un carico induttivo. Quando il relè si diseccita e interrompe la corrente alla bobina, il campo magnetico collassante induce un picco di tensione che può innescare archi sui contatti del relè e potenzialmente accoppiare rumore all'elettronica di controllo adiacente. Un diodo di ricircolo ai terminali della bobina (per circuiti freno CC) o un varistore o uno snubber RC (per circuiti CA) assorbe questo picco e protegge i contatti del relè. Questo è un requisito standard per qualsiasi bobina induttiva in un pannello industriale — non specifico per i freni Mitsubishi. Ometterlo riduce la durata dei contatti del relè e introduce un rischio EMC. Dimensionare il soppressore in base all'induttanza della bobina e alla tensione nominale; il manuale di istruzioni del motore e i dati del produttore del relè forniscono i parametri di riferimento.