Mitsubishi HC-SF502BK (HCSF502BK) — Motore Servo AC da 5kW, Albero con Chavetta + Freno, Serie MELSERVO J2

Identificazione Prodotto

Codice Articolo: HC-SF502BK

Ricercato Anche Come: HCSF502BK, HC-SF-502BK

Serie: Mitsubishi MELSERVO HC-SF (Generazione J2)

Tipo Motore: Motore Servo Brushless AC — Albero con Chavetta con Freno Elettromagnetico, 2000 giri/min

Condizione: Nuovo In Scatola, Sigillato di Fabbrica

Panoramica

che supporta l'encoder assoluto a 14 bit è installata all'interno dell'amplificatore servo — non nel motore. Mantiene il contatore di posizione assoluta multi-giro attraverso qualsiasi interruzione di corrente, eliminando i cicli di homing al riavvio. Sostituire la A6BAT quando l'amplificatore visualizza il suo allarme di batteria scarica. Non aspettare la completa scarica: una A6BAT completamente scarica causa il reset del contatore di posizione assoluta, richiedendo un ciclo di ritorno di riferimento prima che la macchina possa riprendere la produzione.Mitsubishi HC-SF502BK è un motore servo brushless AC a inerzia media da 5kW della piattaforma MELSERVO J2 originale, che presenta entrambe le caratteristiche che definiscono la sua variante: una scanalatura per chavetta lavorata sull'albero di trasmissione e un freno elettromagnetico a molla. Con 23,9 Nm continui e 71,6 Nm di picco, eroga la capacità di uscita richiesta dagli assi di macchine utensili pesanti e dagli azionamenti di automazione ad alto carico, mentre il freno garantisce che tale capacità sia accompagnata dal blocco meccanico fail-safe indispensabile per le applicazioni più esigenti.

Questa specifica combinazione — albero con chavetta più freno a 5kW — si ritrova in una categoria riconoscibile di assi. Colonne Z di grandi macchine CNC che supportano pesanti gruppi mandrino che necessitano di un'interfaccia di accoppiamento positiva e di un blocco meccanico contro la gravità. Azionamenti di tavole rotanti con mozzi ingranaggio con chavetta che devono mantenere la posizione di indicizzazione in assenza di alimentazione. Meccanismi di trasferimento e traslazione in cui l'accoppiamento lato motore richiede una scanalatura per chavetta e l'asse caricato non può fare affidamento esclusivamente sul blocco servo tra un ciclo e l'altro. L'HC-SF502BK è costruito appositamente per questo preciso incrocio di requisiti.

Come motore di generazione J2, l'HC-SF502BK è dotato di encoder assoluto seriale a 14 bit a 16.384 posizioni per rivoluzione e mantiene la piena compatibilità sia con la famiglia di amplificatori originali MR-J2-500 sia con la piattaforma successiva MR-J2S-500. Questa compatibilità con amplificatori di doppia generazione è uno degli aspetti più utili in pratica della serie HC-SF — le macchine che utilizzano hardware MR-J2 di prima generazione possono accettare questo motore senza alcuna modifica all'amplificatore, rendendolo il target di approvvigionamento pulito per una vasta base installata di macchine utensili dell'era J2.

Specifiche Tecniche

5kW, 23,9 Nm: Dove Viene Specificato Questo Motore

Cinque kilowatt a 2.000 giri/min si collocano in una fascia esigente della gamma di capacità dei motori servo — al di sopra degli assi di fascia media gestiti da motori da 2kW e 3,5kW, al di sotto della capacità standard più elevata da 7kW. L'HC-SF502BK è il motore specificato quando un azionamento da 3,5kW raggiunge il suo limite di coppia in condizioni di produzione e un'unità da 7kW sarebbe sovradimensionata e più difficile da giustificare in termini di spazio nel quadro e capacità dell'alimentatore.

La coppia nominale continua di 23,9 Nm è ciò che il motore può sostenere indefinitamente entro i suoi limiti termici. Avanzamenti pesanti degli assi Z di VMC che spingono pezzi grandi a velocità di taglio sostenute, azionamenti di traslazione pallet di HMC che ciclicamente ripetono sotto peso del pallet caricato, grandi assi di tavole rotanti che eseguono contornatura attraverso programmi di lavorazione multi-faccia — queste sono le condizioni operative in cui la cifra di coppia continua determina se il motore funziona entro il suo budget termico o si avvicina al sovraccarico durante un turno di produzione.

Il picco di 71,6 Nm — tre volte il continuo — è la risorsa dell'amplificatore per l'accelerazione. Muovere un carico grande e ad alta inerzia da fermo a velocità di rapido richiede un impulso di coppia considerevolmente superiore alla cifra continua. La classificazione di picco definisce il limite di tale impulso; il ciclo di lavoro determina la frequenza con cui il motore può utilizzarlo senza avvicinarsi ai suoi limiti termici. Un'applicazione d'asse ben abbinata utilizza la capacità di picco durante le fasi di accelerazione e ritorna ben al di sotto della classificazione continua durante la porzione di taglio o trasferimento di ogni ciclo.

La richiesta di impianto elettrico di 7,5 kVA governa la progettazione dell'alimentazione elettrica, il cablaggio del quadro e la gestione dell'energia rigenerativa. Con una corrente nominale di 25A, il dimensionamento dei cavi, la fusione e la selezione dei contattori devono essere appropriati per questo livello di corrente. La rigenerazione da carichi ad alta inerzia in decelerazione — un pallet caricato che decelera ad alta velocità di traslazione, una pesante colonna Z che si ferma da rapido — restituisce energia al bus DC dell'amplificatore. L'amplificatore MR-J2 o MR-J2S-500 gestisce questo, ma la capacità della resistenza rigenerativa dovrebbe essere confermata per gli assi con frequenti eventi di decelerazione ad alta energia.

Albero con Chavetta a 5kW: Ingegnerizzazione della Connessione

Ventitré virgola nove Newton-metri di coppia nominale continua rappresentano un carico considerevole per un'interfaccia di accoppiamento albero-mozzo da gestire in modo affidabile nel corso di anni di servizio di produzione. Settantuno virgola sei Newton-metri di picco sono il target di progettazione effettivo: questo è ciò che l'accoppiamento deve trasmettere senza slittamenti nelle peggiori condizioni operative che l'asse incontrerà — una traslazione a massima accelerazione seguita immediatamente da un'inversione brusca, una rapida decelerazione da rapido completo, o un improvviso shock di carico da un taglio interrotto.

Su un albero dritto semplice a questa capacità, il mozzo di accoppiamento a frizione deve essere dimensionato e installato con una forza di serraggio significativa per garantire l'assenza di slittamenti a 71,6 Nm. Il margine è gestibile ma non generoso, e dipende dalla coppia di installazione costante, dalle superfici dell'albero pulite e da una tolleranza del foro del mozzo che ottiene l'interferenza specificata. Qualsiasi deviazione — un foro leggermente sovradimensionato, una superficie dell'albero contaminata, elementi di fissaggio di serraggio sottocoppiati — riduce il margine, e su un asse da 5kW con un carico pesante, un evento di slittamento significa perdita di posizione su un pezzo significativo di macchinario.

La scanalatura per chavetta sull'HC-SF502BK elimina questa dipendenza. Il percorso di coppia passa attraverso la sezione trasversale di taglio della chavetta, non attraverso l'attrito superficiale. Sotto i carichi ciclici, inversi e di shock che caratterizzano l'operatività delle macchine utensili di produzione, una connessione con chavetta correttamente montata non sviluppa micro-slittamenti. Il serraggio dell'accoppiamento contribuisce ancora alla ritenzione assiale e alla rigidità complessiva del giunto, ma la trasmissione di coppia è garantita meccanicamente dalla chavetta.

La scanalatura per chavetta serve progetti lato azionato che la richiedono specificamente. Mozzi ingranaggio su azionamenti di tavole rotanti a vite senza fine, pulegge per cinghie dentate su grandi assi a vite a ricircolo di sfere, azionamenti a pignone su catene di trasferimento pallet e mozzi di accoppiamento di precisione su meccanismi ad accoppiamento diretto — tutti questi richiedono o sono meglio serviti da un albero con chavetta. Se il mozzo lato azionato ha una scanalatura per chavetta lavorata, anche l'albero motore ne ha bisogno, e l'HC-SF502BK è la specifica.

Guida all'installazione: utilizzare il foro filettato all'estremità dell'albero per tirare assialmente il mozzo di accoppiamento sull'albero utilizzando un tirante e una rondella anziché premerlo o batterlo. A questa classe di telaio, qualsiasi impatto assiale durante l'installazione si trasmette attraverso l'albero al disco encoder e all'assemblaggio cuscinetto nella parte posteriore del motore. Il danno che ne deriva potrebbe non causare un guasto immediato — spesso appare settimane o mesi dopo come errori encoder intermittenti estremamente difficili da ricondurre all'installazione. Il metodo del tirante richiede trenta secondi in più rispetto a un martello. Vale sempre la pena di dedicare quel tempo.

Freno Elettromagnetico: Blocco Fail-Safe a 5kW

Il freno a molla sull'HC-SF502BK è un dispositivo fail-safe. La molla si innesta quando i 24V DC vengono rimossi — l'albero viene bloccato meccanicamente, indipendentemente dallo stato dell'amplificatore, dall'alimentazione di controllo o da qualsiasi condizione software. Questa caratteristica lo rende genuinamente fail-safe anziché semplicemente bloccato elettricamente: lo stato predefinito è bloccato.

A 5kW, le conseguenze del carico di un asse non frenato che perde il controllo servo aumentano di conseguenza. Un motore servo da 5kW che aziona una grande colonna Z di VMC supporta il peso totale della testa mandrino della macchina — potenzialmente diverse centinaia di chilogrammi di acciaio posizionati sopra il pezzo e il fissaggio. Quando l'amplificatore scatta, la corrente servo scende a zero in millisecondi. Su un motore frenato, la molla si innesta e la colonna si blocca. Su un motore non frenato, la colonna segue la gravità finché il freno dinamico dell'amplificatore o l'attrito meccanico non la fermano — e la distanza percorsa prima di fermarsi non è trascurabile.

Il freno è rilevante anche durante gli arresti programmati della macchina. Le moderne macchine CNC effettuano molti più arresti programmati per turno rispetto agli eventi di emergenza — cambi utensile, pause programma, arresti di fine turno. In ognuno di questi, l'asse Z viene parcheggiato ad un'altezza nota. Il freno lo mantiene lì senza corrente servo, senza consumare potenza dell'amplificatore e senza alcun rischio che la colonna si sposti se il loop servo si allenta o si verifica un guasto dell'amplificatore durante l'arresto.

Tre requisiti di installazione che si applicano specificamente a questo livello di capacità:

Utilizzare l'uscita MBR (interblocco freno elettromagnetico) dell'amplificatore MR-J2 o MR-J2S per controllare il relè del freno. Il segnale MBR temporizza l'innesto del freno in modo che avvenga solo dopo che l'amplificatore ha decelerato il motore fino a un arresto completo. A 5kW, innestare la molla contro un albero rotante genera un significativo carico d'urto — del tipo che danneggia rapidamente le superfici di attrito del freno e riduce la sua vita utile da anni a settimane in casi gravi.

Montare un assorbitore di sovratensione direttamente ai morsetti della bobina del freno. La bobina è un carico induttivo; spegnere i 24V DC senza soppressione genera un picco di tensione che può danneggiare l'uscita del relè o altri componenti nel circuito del freno. L'assorbitore deve essere posizionato alla bobina, non al relè — la distanza lungo il cavo ne riduce l'efficacia.

Per assi verticali, la guida pubblicata da Mitsubishi pone la coppia statica sbilanciata massima raccomandata al 70% o meno della coppia nominale del motore — circa 16,7 Nm all'albero motore per l'HC-SF502BK. Gli assi con un maggiore sbilanciamento gravitazionale dovrebbero includere un contrappeso supplementare come un cilindro di bilanciamento pneumatico anziché fare affidamento esclusivamente sulla coppia servo e sul freno.

Encoder di Generazione J2 e Compatibilità Amplificatore

L'HC-SF502BK utilizza l'encoder assoluto seriale a 14 bit della piattaforma J2 originale a 16.384 ppr. Il design assoluto seriale trasmette una parola di posizione digitale all'amplificatore ad ogni intervallo di campionamento e mantiene un contatore assoluto multi-giro attraverso lo spegnimento tramite backup a batteria. Nessun conteggio incrementale, nessun ritorno di riferimento richiesto e nessuna incertezza di posizione dopo eventi di alimentazione — purché la batteria sia in buono stato.La batteria al litio A6BAT

che supporta l'encoder assoluto a 14 bit è installata all'interno dell'amplificatore servo — non nel motore. Mantiene il contatore di posizione assoluta multi-giro attraverso qualsiasi interruzione di corrente, eliminando i cicli di homing al riavvio. Sostituire la A6BAT quando l'amplificatore visualizza il suo allarme di batteria scarica. Non aspettare la completa scarica: una A6BAT completamente scarica causa il reset del contatore di posizione assoluta, richiedendo un ciclo di ritorno di riferimento prima che la macchina possa riprendere la produzione.La compatibilità dell'amplificatore è il punto di forza pratico della generazione J2 per le macchine attualmente in servizio. L'encoder HC-SF a 14 bit è leggibile da entrambe le generazioni di amplificatori Mitsubishi classe 500:

MR-J2-500A / MR-J2-500B — Amplificatori originali di generazione J2. Piena compatibilità, nessuna restrizione.

• MR-J2S-500A / MR-J2S-500B / MR-J2S-500CP — Amplificatori J2-Super, completamente retrocompatibili con l'encoder J2.
• Il successivo HC-SFS502BK con encoder a 17 bit funziona esclusivamente con amplificatori MR-J2S-500. Per la vasta base installata di macchine che utilizzano hardware MR-J2-500 originale, l'HC-SF502BK è l'unico motore corretto per una sostituzione identica — l'HC-SFS502BK genererà un errore sull'encoder senza un aggiornamento dell'amplificatore.HC-SF502BK vs HC-SFS502BK: La Decisione di Sostituzione

Caratteristica

HC-SF502BK

Modello

Potenza

Asse Z VMC su grandi centri di lavoro verticali.

La colonna Z che supporta una testa mandrino di dimensioni standard è l'applicazione che rende la specifica del suffisso BK quasi automatica. La colonna è caricata dalla gravità; il motore necessita di un blocco meccanico quando il servo è spento; e l'interfaccia di accoppiamento alla vite a ricircolo di sfere è tipicamente un accoppiamento rigido con un mozzo con chavetta che richiede un albero motore con chavetta. L'HC-SF502BK copre tutti e tre i requisiti in modo pulito.

Asse W HMC e traslazioni di profondità del canotto. L'asse W dei centri di lavoro orizzontali e gli assi di estensione del canotto muovono pesanti gruppi mandrino e utensili. A 5kW con 23,9 Nm continui, l'HC-SF502BK gestisce la forza di avanzamento sostenuta di operazioni di alesatura di grande diametro, e il freno mantiene il canotto in posizione durante i cambi utensile e gli arresti macchina.

Grandi azionamenti di indicizzazione tavola rotante. Gli assi di indicizzazione delle tavole rotanti su centri di lavoro e linee di trasferimento utilizzano ingressi servo azionati da ingranaggi dove il mozzo ingranaggio lato motore è collegato tramite chavetta all'albero. La posizione di indicizzazione deve essere mantenuta meccanicamente tra i tagli — il freno fornisce questo blocco ad ogni stazione — e l'encoder assoluto conferma la posizione angolare esatta ad ogni riavvio senza un ciclo di ritorno di riferimento.

Sistemi di traslazione e navetta pallet su HMC. I cambi pallet sui centri di lavoro orizzontali di medie e grandi dimensioni trasferiscono pallet del peso di diverse centinaia di chilogrammi. Il ciclo di avvio-arresto ripetuto in condizioni di carico si adatta alla coppia nominale continua dell'HC-SF502BK, l'albero con chavetta gestisce il design di trasmissione di accoppiamento positivo tipico dei meccanismi di traslazione pallet, e il freno assicura il pallet ad ogni stazione contro qualsiasi movimento durante il serraggio e la lavorazione.

Azionamenti di avanzamento pressa e assi di movimentazione materiali azionati da servo. Gli azionamenti di avanzamento bobina su presse meccaniche e assi di movimentazione materiali controllati da servo con componenti di movimento verticali o inclinati combinano la necessità di coppia sostanziale, accoppiamento albero positivo e blocco meccanico affidabile tra le corse di avanzamento. L'HC-SF502BK affronta tutti e tre in un pacchetto compatibile J2 che l'hardware dell'amplificatore della macchina originale richiede.

Nuovo In Scatola, Sigillato di FabbricaSigillato di fabbrica significa imballaggio originale Mitsubishi — cartone esterno intatto, culla in schiuma interna indisturbata, tutte le coperture protettive in posizione. La scanalatura per chavetta e la sede della chavetta sono protette dal tappo terminale dell'albero; le porte dei connettori encoder e di alimentazione rimangono coperte; il paraolio IP65 è nelle condizioni di fabbricazione. Nessuna installazione precedente, nessuna storia termica, nessun usura meccanica.

Per una macchina di produzione ferma in attesa di questo motore, il nuovo in scatola disponibile rimuove completamente il tempo di riparazione dal percorso di recupero. Per le scorte di ricambi per manutenzione programmata — in particolare su operazioni multi-macchina dove questa capacità e configurazione appare su più assi — lo stock sigillato di fabbrica fornisce unità in condizioni note che possono essere commissionate direttamente.

Al peso tipico di questa classe di telaio con gruppo freno, l'HC-SF502BK viene spedito in imballaggi robusti adatti alla sua massa. Conservato in condizioni di temperatura stabile e bassa umidità, lontano da vibrazioni, lo stock sigillato di fabbrica mantiene le specifiche complete per diversi anni. Oltre cinque anni, una lenta rotazione dell'albero come parte dell'ispezione pre-commissionamento ridistribuisce il grasso dei cuscinetti prima della prima accensione.

Domande Frequenti

D1: Quali amplificatori sono compatibili con l'HC-SF502BK?

L'HC-SF502BK è compatibile sia con gli amplificatori di generazione J2 che J2-Super (J2S) della classe 500. I modelli compatibili confermati sono

MR-J2-500A

e MR-J2-500B (generazione J2 originale), e MR-J2S-500A, MR-J2S-500B, e MR-J2S-500CP (generazione J2-Super). L'encoder J2 a 14 bit è completamente leggibile da entrambe le piattaforme di amplificatori. L'HC-SF502BK non è compatibile con gli amplificatori MR-J3 o MR-J4.D2: Qual è la differenza tra l'HC-SF502BK e l'HC-SFS502BK?Entrambi i motori erogano 23,9 Nm continui e 71,6 Nm di picco su una flangia da 176 × 176 mm con albero con chavetta e freno elettromagnetico — fisicamente intercambiabili al montaggio. La distinzione è l'encoder: l'

HC-SF502BK utilizza un encoder a 14 bit (16.384 ppr)

e funziona con amplificatori MR-J2 e MR-J2S. L' HC-SFS502BK utilizza un encoder a 17 bit (131.072 ppr) e richiede solo amplificatori MR-J2S. Se la macchina utilizza attualmente amplificatori MR-J2-500, l'HC-SF502BK è l'unica opzione di approvvigionamento corretta. Se sono installati amplificatori MR-J2S-500, entrambi i motori sono compatibili.D3: Come funziona il freno elettromagnetico e qual è la corretta pratica di cablaggio?Il freno è

a molla e fail-safe

: 24V DC tengono il disco del freno libero, consentendo la rotazione libera dell'albero. Rimuovere i 24V e la molla blocca immediatamente l'albero. È un dispositivo di blocco — deve innestarsi solo dopo che l'amplificatore ha fermato il motore. Utilizzare sempre l'uscita MBR (interblocco freno) dell'amplificatore MR-J2 o MR-J2S per controllare il relè del freno, temporizzando l'innesto in modo che avvenga dopo il completamento della decelerazione del motore. Montare un assorbitore di sovratensione ai morsetti della bobina del freno per proteggere dai picchi di tensione induttiva allo spegnimento.D4: Dov'è la batteria dell'encoder assoluto e quando dovrebbe essere sostituita?La

batteria al litio Mitsubishi A6BAT

che supporta l'encoder assoluto a 14 bit è installata all'interno dell'amplificatore servo — non nel motore. Mantiene il contatore di posizione assoluta multi-giro attraverso qualsiasi interruzione di corrente, eliminando i cicli di homing al riavvio. Sostituire la A6BAT quando l'amplificatore visualizza il suo allarme di batteria scarica. Non aspettare la completa scarica: una A6BAT completamente scarica causa il reset del contatore di posizione assoluta, richiedendo un ciclo di ritorno di riferimento prima che la macchina possa riprendere la produzione.D5: Qual è la procedura corretta per montare un mozzo di accoppiamento sull'albero con chavetta?Utilizzare il

foro filettato all'estremità dell'albero

per tirare assialmente il mozzo sull'albero — un tirante, una rondella e un dado contro la faccia del mozzo applicano una forza assiale che posiziona il mozzo in modo pulito senza impatto. Non battere o premere il mozzo sull'albero. A questa classe di telaio del motore, i carichi d'impatto durante il montaggio del mozzo si trasmettono attraverso l'albero all'assemblaggio encoder nella parte posteriore del motore, causando danni che potrebbero non produrre un guasto immediato ma possono portare a errori encoder intermittenti sotto vibrazione. Il metodo del tirante richiede leggermente più tempo ma protegge l'encoder in modo affidabile.