Mitsubishi Servo motor HC-SFS1524B HCSFS1524B

Mitsubishi HC-SFS1524B (HCSFS1524B) — Motore Servo AC da 1,5 kW, Classe 400V con Freno Elettromagnetico, 2000 giri/min, Albero Cilindrico, Serie MELSERVO J2-Super

Panoramica del Prodotto

Codice Articolo: HC-SFS1524B

Cercato Anche Come: HCSFS1524B, HC SFS 1524B, HC-SFS-1524B

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

Classificazione: Motore Servo Brushless AC a Media Inerzia — 1,5 kW, classe 400V, 2000 giri/min, Albero Cilindrico, Freno Elettromagnetico a Molla

Cos'è questo motore

Due cose definiscono completamente l'HC-SFS1524B rispetto al resto della famiglia HC-SFS da 1,5 kW.

La prima è la tensione di alimentazione classe 400V — il "24" nel codice articolo. L'HC-SFS152B è la versione da 200V meccanicamente identica dello stesso motore. L'HC-SFS1524B avvolge gli stessi poli dello statore per il funzionamento su infrastrutture AC da 380–480V, assorbe circa la metà della corrente di linea a potenza equivalente e si accoppia con l'amplificatore MR-J2S-200_4 anziché con l'MR-J2S-200. Per fabbriche e costruttori di macchine su alimentazioni europee o internazionali da 400V, questo elimina il trasformatore che altrimenti sarebbe necessario per alimentare i servomotori Mitsubishi classe 200V. Stesse prestazioni del motore, collegato direttamente all'alimentazione locale.

La seconda è il freno elettromagnetico — il suffisso "B". Si tratta di un freno di mantenimento a molla, rilasciato elettricamente, integrato nella parte posteriore del motore. La molla applica le pastiglie del freno al disco quando la bobina del freno è diseccitata; l'eccitazione della bobina con 24V DC solleva le pastiglie e rilascia l'albero per il movimento. La conseguenza pratica è critica: il freno è innestato di default e si rilascia solo quando viene applicata alimentazione alla bobina. Una perdita di alimentazione — pianificata o imprevista — innesta automaticamente il freno e blocca l'asse. Per assi verticali e meccanismi caricati dalla gravità, questo è esattamente il comportamento necessario.

Oltre a queste due caratteristiche, l'HC-SFS1524B è lo stesso motore con encoder assoluto a 17 bit su una flangia da 130 × 130 mm con grado di protezione IP65 come ogni altro motore della famiglia HC-SFS da 1,5 kW e 2000 giri/min.

Specifiche Tecniche

Il Freno: a Molla, Rilasciato Elettromagneticamente

Tra i vari tipi di freni per motori utilizzati nei macchinari industriali, il design a molla rilasciato elettromagneticamente — a volte chiamato freno fail-safe o freno normalmente chiuso — ha una caratteristica specifica e importante che lo distingue dalle alternative: è fail-safe.

La bobina del freno deve essere continuamente eccitata con 24V DC per mantenere l'albero libero di ruotare. Rimuovere l'alimentazione dalla bobina per qualsiasi motivo — un comando di arresto di emergenza, un guasto del pannello, un'interruzione di corrente, una sequenza deliberata di spegnimento del servo — e la molla spinge immediatamente il disco del freno contro la superficie di attrito. L'asse si arresta e rimane fermo, meccanicamente, indipendentemente dal fatto che l'amplificatore sia attivo o che il blocco servo sia in funzione.

Questo è il design corretto per qualsiasi asse che potrebbe causare lesioni o danni alla macchina se si muovesse inaspettatamente. Una testa mandrino verticale. Una tavola rotante montata verticalmente. Un asse Z azionato da servo su un centro di lavoro o una trapano. Un braccio a portale controbilanciato dove il contrappeso è imperfetto e una forza netta verso il basso agisce sull'asse servo. Un nastro trasportatore inclinato che tornerebbe indietro sotto gravità senza resistenza. In tutte queste applicazioni, il freno a molla non è una comodità — è un requisito funzionale.

Per assi orizzontali su meccanismi a carico simmetrico dove nessuna forza gravitazionale agisce nella direzione di rotazione dell'albero, il blocco servo da solo mantiene la posizione in modo adeguato e un freno aggiunge complessità senza fornire benefici funzionali. L'HC-SFS1524B è specificamente destinato alle applicazioni in cui quel freno è veramente richiesto.

Sequenza del Freno: Cosa Deve Sapere l'Amplificatore

Il freno elettromagnetico sull'HC-SFS1524B richiede un circuito di alimentazione separato da 24V DC per la bobina del freno — non è alimentato tramite l'uscita U/V/W dell'amplificatore servo. La progettazione del pannello della macchina deve includere un alimentatore da 24V DC dimensionato per la corrente della bobina del freno, un relè del freno con soppressione dei picchi appropriata e una logica di interblocco che coordini l'innesto e il rilascio del freno con la sequenza di abilitazione del servo.

La sequenza è importante. Il manuale di istruzioni dei servomotori Mitsubishi è esplicito: quando si rilascia il freno, confermare sempre che il servo sia ACCESO prima di rilasciare. Un asse che rilascia il freno prima che l'amplificatore abbia stabilito il blocco servo si muoverà sotto gravità o carico finché l'amplificatore non si adegua. Su un asse verticale con carico significativo, questo slittamento può essere sufficiente a causare una collisione o un allarme di errore di posizione. L'interblocco che impedisce ciò non è opzionale.

Il segnale MBR (Magnetic Brake Release) disponibile sull'amplificatore MR-J2S-200_4 fornisce un'uscita conveniente per questo interblocco — l'amplificatore può segnalare il relè del freno come parte della sua sequenza di abilitazione, garantendo che il rilascio avvenga nell'ordine corretto rispetto all'instaurazione del blocco servo. Consultare il manuale di istruzioni dell'amplificatore per i tempi di sequenza raccomandati, che variano a seconda della dinamica dell'asse.

All'arresto: innestare il freno prima di rimuovere l'abilitazione del servo. Lasciare che l'asse deceleri fino a zero in blocco servo e poi applicare il freno — piuttosto che applicare il freno contemporaneamente alla rimozione dell'abilitazione del servo — garantisce che l'asse sia già fermo quando le pastiglie del freno entrano in contatto con il disco. Questo prolunga significativamente la vita del disco del freno su assi con cicli di spegnimento servo frequenti.

400V in un Telaio da 130 × 130 mm

I motori HC-SFS da 400V con flangia da 130 × 130 mm occupano una nicchia di progettazione utile: macchine che necessitano di un ingombro motore compatto, operano su infrastrutture da 400V e richiedono un asse verticale o caricato dalla gravità che necessita di un freno di mantenimento a riposo.

La gamma di capacità disponibile in questa combinazione — classe 400V, 130 × 130 mm, con freno — va dall'HC-SFS524B da 500W all'HC-SFS1024B da 1kW fino all' HC-SFS1524B da 1,5 kW. L'HC-SFS1524B è il limite superiore del telaio compatto da 130 × 130 mm in questa classe di tensione. Il passo successivo in capacità — l'HC-SFS2024B da 2kW — viene fornito con la flangia più grande da 176 × 176 mm, il che significa una nuova interfaccia di montaggio motore. Se il telaio della macchina è stato progettato per l'ingombro da 130 × 130 mm e 1,5 kW è sufficiente per il budget di coppia dell'asse, l'HC-SFS1524B è la risposta corretta e definitiva.

A 7,16 Nm continui e 21,6 Nm di picco, il punto operativo da 1,5 kW e 2000 giri/min gestisce un'ampia gamma di requisiti per assi verticali nel mondo reale — assi Z azionati da vite a ricircolo di sfere con massa tavola e utensile moderata, meccanismi di sollevamento azionati da servo, stazioni di trasferimento verticali e assi di alimentazione a pressa dove la posizione deve essere mantenuta in qualsiasi punto della corsa senza deriva.

Encoder Assoluto a 17 Bit e Funzionamento su Asse Verticale

Su un asse verticale frenato, l'encoder assoluto seriale a 17 bit dimostra il suo valore in un modo specifico che è meno ovvio rispetto a un asse di posizionamento orizzontale.

Considerare cosa succede quando un asse servo verticale viene spento alla fine di un turno di produzione — o, più urgentemente, quando si ferma a metà corsa con un arresto di emergenza. Il freno mantiene la posizione meccanicamente. L'encoder conserva l'angolo assoluto dell'albero multi-giro in memoria, supportato dalla batteria A6BAT nell'amplificatore MR-J2S-200_4. Alla riaccensione della macchina, il controllore legge la posizione assoluta corrente dall'encoder, stabilisce il blocco servo, quindi rilascia il freno nella sequenza corretta. L'asse è immediatamente pronto senza alcun movimento di ritorno al riferimento.

Confrontare questo con un encoder incrementale: alla riaccensione, la posizione dell'asse è sconosciuta. È necessario un ciclo di ritorno al punto di riferimento (homing), che significa muovere l'asse — potenzialmente attraverso l'intervallo di gravità del carico — per trovare il marcatore di riferimento prima che la produzione possa iniziare. Su un asse Z verticale in un centro di lavoro o su un braccio robotico a movimento verticale, questo movimento di homing richiede una sequenza attenta ed è un'aggiunta non trascurabile alla procedura di avvio. L'encoder assoluto lo elimina.

Per macchine che possono subire arresti imprevisti — sia per allarme, per arresto di emergenza o per perdita di alimentazione — la combinazione di freno a molla ed encoder assoluto significa che l'asse si arresta in sicurezza, rimane dove si è fermato e riparte da una posizione esatta conosciuta. Questo è il design fornito dall'HC-SFS1524B.

Amplificatori Compatibili

Tre varianti di amplificatori MR-J2S-200 classe 400V supportano l'HC-SFS1524B:

MR-J2S-200A4 è l'amplificatore per interfaccia analogica e a treno di impulsi per uso generale. Accetta comandi di posizione come treni di impulsi da CNC esterni, PLC o posizionatori, e comandi di velocità o coppia come ingressi di tensione analogica. Sono disponibili tutte le modalità di controllo di posizione, velocità e coppia, così come le combinazioni a commutazione P/S, S/T e T/P. La porta RS-232C si collega al software di configurazione MR Configurator. Questa è la scelta standard per la maggior parte delle applicazioni di macchine utensili e automazione industriale in cui il comando dell'asse proviene da un controllore esterno.

MR-J2S-200B4 si collega ai controllori di movimento Mitsubishi serie A e serie Q tramite il bus seriale a fibra ottica SSCNET. Tutti i dati di posizione e le informazioni di monitoraggio viaggiano sul collegamento in fibra — non ci sono cablaggi analogici o a impulsi separati verso l'asse. Per sistemi multi-asse coordinati sotto un controllore di movimento Mitsubishi, questo è l'amplificatore corretto. La sincronizzazione in tempo reale fornita da SSCNET è particolarmente preziosa su macchine multi-asse dove gli assi verticali devono muoversi in coordinamento con quelli orizzontali.

MR-J2S-200CP4 incorpora funzionalità di posizionamento integrate. Fino a 31 posizioni target sono memorizzate come dati di tabella di punti all'interno dell'amplificatore e attivate da segnali I/O o comandi di rete CC-Link. Per assi di posizionamento verticali autonomi — stazioni di sollevamento, alimentatori a pressa azionati da servo, posizionatori Z su attrezzature di assemblaggio — dove non è richiesto un controllore di movimento completo, il CP4 fornisce l'intelligenza di posizionamento localmente.

Tutti e tre gli amplificatori includono il segnale di uscita MBR (Magnetic Brake Release) per coordinare i tempi del relè del freno con la sequenza di abilitazione/disabilitazione del servo.

Nota sulla classe di tensione: Gli amplificatori MR-J2S-200_4 sono solo classe 400V e non devono essere collegati a un'alimentazione da 200V. Il suffisso "4" sia sul motore che sull'amplificatore deve corrispondere in tutto il sistema.

Famiglia HC-SFS 400V con Freno: Dove si Posiziona il 1524B

L'HC-SFS1524B è il motore di maggiore capacità nella famiglia 400V con freno che si adatta a una flangia da 130 × 130 mm. Passare all'HC-SFS2024B significa accettare un telaio più grande e riprogettare l'interfaccia di montaggio motore. Per i progetti di macchine che hanno optato per l'ingombro da 130 × 130 mm, il 1524B è l'opzione con la più alta potenza e coppia disponibile prima che aumenti la dimensione del telaio.

Applicazioni Tipiche

Asse Z verticale su centri di lavoro e trapani. L'applicazione archetipica di servo con freno: una testa mandrino a movimento verticale o una slitta Z dove il peso del mandrino, dell'utensile e del meccanismo di slittamento cadrebbe per gravità se la corrente del servo venisse rimossa. Il freno a molla mantiene la posizione Z meccanicamente all'arresto di emergenza e allo spegnimento. L'encoder assoluto elimina l'homing al riavvio. La classificazione 400V si collega direttamente all'alimentazione principale della macchina senza trasformatore.

Alimentazioni servo azionate per presse e macchine per stampaggio. Azionamenti a pistone verticali e assi di cuscini di stampo azionati da servo su presse dove la posizione deve essere mantenuta con precisione in qualsiasi punto della corsa, anche durante arresti a metà ciclo. La combinazione di 7,16 Nm di coppia continua, 21,6 Nm di picco per l'accelerazione e un freno fail-safe si adatta a questi meccanismi su macchine con tensione europea.

Stazioni di sollevamento e assi verticali di macchine di trasferimento. Sollevamento pezzi, elevatori per pallet e assi di traslazione verticali su macchine di assemblaggio e trasferimento per saldatura. Questi meccanismi funzionano a velocità moderata, trasportano carichi definiti e devono mantenere la posizione in ogni stazione sotto carico mentre l'operazione della stazione si completa. L'encoder assoluto significa che la posizione di sollevamento è nota immediatamente a qualsiasi riavvio.

Assi di giunto robot su piattaforme da 400V. Azionamenti secondari di giunto robot — spalla, gomito — dove le norme europee per le macchine richiedono un freno di mantenimento su qualsiasi asse che si muoverebbe per gravità quando l'alimentazione del servo viene rimossa. Il telaio compatto da 130 × 130 mm si adatta alle geometrie dei bracci robotici dove l'imballaggio del motore è limitato.

Assi di alimentazione verticali su macchine per rettifica CNC e EDM. Testate di rettifica e avanzamenti Z dell'elettrodo dove l'asse deve parcheggiare in una posizione nota allo spegnimento della macchina e riprendere da quella posizione esatta senza alcun movimento di homing che potrebbe toccare il pezzo o danneggiare l'elettrodo. Il freno mantiene; l'encoder assoluto riporta; l'asse riparte in modo pulito.

Domande Frequenti

D1: Qual è la differenza tra l'HC-SFS1524B e l'HC-SFS152B?

Sono lo stesso motore a tensioni di alimentazione diverse. L' HC-SFS152B è un motore classe 200V che produce 7,16 Nm di coppia continua e richiede un amplificatore MR-J2S-200A/B/CP. L' HC-SFS1524B è l'equivalente classe 400V — stesso telaio, stessa coppia, stesso freno, stesso encoder a 17 bit — che richiede un amplificatore MR-J2S-200A4/B4/CP4. Per le macchine che operano su infrastrutture da 400V, il 1524B è la scelta diretta; il motore e l'amplificatore si collegano all'alimentazione senza un trasformatore di riduzione.

D2: Quale tensione e corrente richiede la bobina del freno elettromagnetico?

Il freno a molla sull'HC-SFS1524B si rilascia con 24V DC applicati alla bobina del freno. Questa alimentazione da 24V deve provenire dal pannello della macchina — è separata dall'alimentazione del motore e dall'uscita dell'amplificatore servo. Il relè del freno e la sua alimentazione da 24V devono essere dimensionati e sequenziati in modo appropriato. È necessaria una soppressione dei picchi (diodo o varistore) ai capi della bobina per proteggere i contatti del relè quando la bobina è diseccitata.

D3: Il freno può essere utilizzato come freno di arresto dinamico durante la decelerazione?

No. Il freno elettromagnetico sull'HC-SFS1524B è un freno di mantenimento, non un freno di servizio. È progettato per mantenere un asse fermo — non per decelerare uno in movimento. Applicare il freno mentre il motore è in funzione usurerà rapidamente le superfici di attrito e potrebbe danneggiare il meccanismo del freno. La sequenza corretta è: decelerare l'asse fino all'arresto sotto controllo servo, quindi innestare il freno per mantenere la posizione arrestata.

D4: Dov'è la batteria dell'encoder assoluto e come funziona con un asse verticale frenato?

La batteria di backup — Mitsubishi A6BAT — si trova nell' amplificatore MR-J2S-200_4, non nel motore. Mantiene il contatore assoluto multi-giro durante gli eventi di spegnimento. Su un asse verticale frenato, ciò significa che l'asse si arresta e mantiene la sua posizione meccanicamente quando viene rimossa l'alimentazione, e l'encoder conserva quella posizione esatta in memoria. Alla riaccensione, il controllore legge immediatamente la posizione assoluta — nessun movimento di homing richiesto. Sostituire l'A6BAT quando l'amplificatore segnala un allarme batteria scarica; una batteria scarica reimposta il contatore assoluto e richiede un ciclo di ritorno al riferimento.

D5: L'HC-SFS1524B è compatibile con gli amplificatori MR-J3 o MR-J4?

No. L'HC-SFS1524B richiede un amplificatore MR-J2S-200 classe 400V (variante A4, B4 o CP4). Non è direttamente compatibile con gli amplificatori MR-J3 o MR-J4. Per nuovi progetti di macchine dove l'hardware J2-Super non è più disponibile, l'equivalente di generazione attuale verrebbe tratto dalle serie HG-SR o HF-SP con un amplificatore MR-J4 da 400V — ma ciò richiede la sostituzione sia del motore che dell'amplificatore insieme, oltre alla verifica della compatibilità dei cavi e dei connettori.