Mitsubishi HC-SFS502 (HCSFS502) — Motore Servo AC da 5kW, Albero Liscio, Senza Freno, Serie MELSERVO-J2S

Identificazione Prodotto

Codice Articolo: HC-SFS502

Cercato Anche Come: HCSFS502, HC-SFS-502

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

Tipo Motore: Servomotore Brushless AC — Albero Liscio, Senza Freno, 2000 giri/min

Condizione: Nuovo In Scatola, Sigillato di Fabbrica

Panoramica

Il Mitsubishi HC-SFS502 è un servomotore brushless AC a inerzia media da 5kW della piattaforma MELSERVO-J2S — albero liscio, senza freno, con una velocità nominale di 2.000 giri/min, coppia continua di 23,9 Nm e picco di 71,6 Nm. È il motore di azionamento da 5kW pulito e privo di accessori per assi orizzontali e per qualsiasi applicazione in cui il carico è supportato lateralmente, la gravità non gioca alcun ruolo nella direzione di rotazione dell'albero e la tenuta meccanica allo spegnimento del servo non è un requisito.

La rimozione del freno e la specifica di un albero liscio non riducono le prestazioni di questo motore in modo significativo. La potenza di uscita è la stessa 5kW. I valori di coppia continua e di picco sono gli stessi. L'encoder assoluto seriale a 17 bit — 131.072 posizioni per rivoluzione — è identico a tutti gli altri motori della famiglia HC-SFS. Ciò che l'HC-SFS502 offre rispetto alle sue varianti con freno (BK) o senza freno (B) è esattamente ciò di cui molte applicazioni hanno bisogno: 5kW di uscita servo ben controllata su un albero liscio, senza l'overhead di cablaggio, la sequenza dei relè e i componenti del pannello che un sistema frenante richiede su assi che non ne hanno bisogno.

Questa è la generazione J2-Super a 5kW. L'HC-SFS502 sostituisce il vecchio HC-SF502 nello stesso ingombro della flangia, con la stessa classe di amplificatore che ora specifica l'hardware MR-J2S-500, e porta l'aggiornamento dell'encoder a 17 bit introdotto dalla piattaforma J2-Super. Per le macchine che utilizzano già amplificatori MR-J2S-500, o per le nuove costruzioni che specificano hardware J2S fin dall'inizio, l'HC-SFS502 è il motore da 5kW senza freno e con albero liscio che il progetto del sistema richiede.

Specifiche Tecniche

Cosa Significa 5kW a 2000 giri/min in Pratica

L'HC-SFS502 si colloca in uno specifico intervallo di capacità dei servomotori — abbastanza esigente da non poter essere soddisfatto da motori di fascia media, ma non così grande da richiedere l'infrastruttura di un sistema da 7kW. La potenza nominale continua di 23,9 Nm è il numero determinante: è ciò che il motore può sostenere indefinitamente in condizioni termiche nominali, asse dopo asse, turno dopo turno. Quando l'analisi del ciclo di lavoro di una macchina mostra che la coppia di taglio sostenuta o la coppia di trasferimento nel caso peggiore su un dato asse si avvicina o supera ciò che un motore da 3,5kW può gestire continuamente, 5kW è il gradino di capacità che risolve il problema del margine.

Il picco di 71,6 Nm — esattamente tre volte la cifra continua — definisce ciò che l'amplificatore può richiedere durante i transitori di accelerazione e decelerazione. Su un grande tavolo CNC che muove un pezzo sostanziale e un fissaggio da una posizione all'altra in rapida traslazione, la richiesta di coppia durante la rampa di accelerazione supera di gran lunga il carico di taglio sostenuto. Il limite di 71,6 Nm conferisce all'asse l'autorità per completare rapidamente quella rapida traslazione, con il motore che ritorna ben entro la sua potenza nominale continua una volta che l'asse raggiunge la posizione target e inizia l'operazione di lavorazione.

La capacità dell'impianto elettrico di 7,5 kVA è l'impronta dell'alimentazione elettrica. Con una corrente nominale di 25A, il cablaggio del pannello, la protezione del circuito e la selezione del contattore devono essere dimensionati in modo appropriato. L'energia rigenerativa — l'energia restituita al bus DC quando un carico a inerzia elevata decelera — è gestita dall'amplificatore MR-J2S-500, ma la capacità del resistore rigenerativo deve essere confermata per assi con eventi di decelerazione frequenti o ad alta energia, come assi di tavola pesanti che ciclano ad alte velocità di rapida traslazione.

Albero Liscio, Senza Freno: La Specifica Corretta per Azionamenti Orizzontali

Ogni variante di motore nella gamma HC-SFS esiste perché diverse applicazioni hanno requisiti diversi all'albero e nell'architettura di sicurezza della macchina. L'HC-SFS502 senza freno e con albero liscio non è un compromesso — è la specifica ottimizzata per una categoria di applicazioni ben definita.

Perché senza freno? Il mantenimento della posizione a riposo su un asse orizzontale avviene tramite il servo blocco dell'amplificatore — il loop di posizione rimane chiuso, l'encoder monitora continuamente la posizione dell'albero e l'amplificatore fornisce corrente correttiva per mantenere un errore zero. Questo è affidabile, preciso e non richiede risorse aggiuntive del pannello. Un freno a molla sullo stesso asse aggiungerebbe cablaggio a 24V DC, un relè, un soppressore di sovratensioni, un circuito di interblocco MBR nella logica di sicurezza della macchina e una manutenzione continua del disco e della bobina del freno. Nessuna di queste infrastrutture fornisce alcun beneficio funzionale su un asse in cui la gravità non agisce nella direzione di rotazione dell'albero e nessuna forza sbilanciata minaccia di muovere l'asse quando la corrente del servo viene rimossa.

Su una macchina con più assi da 5kW — un grande centro di lavoro a colonna mobile, un sistema a portale, una macchina transfer multi-mandrino — l'eliminazione dei freni dagli assi che non ne hanno bisogno produce un progetto elettrico misurabilmente più semplice. Meno relè, meno connessioni di cablaggio, minore richiesta di corrente a 24V e un processo di messa in servizio che non richiede la verifica della temporizzazione del freno su tali assi.

Perché albero liscio? I giunti a frizione — giunti a disco, giunti a soffietto, giunti a ganasce con mozzi a morsetto diviso — sono l'interfaccia standard per applicazioni di viti a ricircolo di sfere e azionamenti diretti per assi servo ad alte prestazioni. Forniscono un'eccellente rigidità torsionale, zero gioco e accomodano piccoli disallineamenti angolari e paralleli senza introdurre conformità nel loop di posizione. Su un giunto a frizione correttamente selezionato e installato a 5kW, la forza di serraggio è più che adeguata per trasmettere 71,6 Nm di picco senza slittamento.

Dove è richiesto un albero scanalato e una connessione positiva con chiavetta — pulegge per cinghie dentate, mozzi ingranaggi, trasmissioni a pignone — il motore corretto è l' HC-SFS502K (albero scanalato, senza freno) o l' HC-SFS502BK (albero scanalato con freno). L'HC-SFS502 con albero liscio è per i design di giunti che non necessitano di una scanalatura per chiavetta.

Una nota di installazione importante per questa dimensione di telaio: utilizzare il foro filettato all'estremità dell'albero e un tirante per posizionare assialmente il mozzo del giunto sull'albero, piuttosto che premerlo o batterlo con forza d'impatto. A 5kW e alla massa del motore corrispondente, l'impatto sull'albero durante l'installazione del mozzo si trasmette all'assemblaggio dell'encoder sul retro del motore. Il conseguente danno all'encoder tende a manifestarsi non come un guasto immediato, ma come errori di posizione intermittenti e allarmi encoder che appaiono sotto vibrazione durante la produzione — difficili da tracciare, costosi da diagnosticare, completamente prevenibili.

Encoder a 17 bit: Prestazioni J2-Super a 5kW

Il passaggio dall'HC-SF502 (generazione J2, encoder a 14 bit, 16.384 ppr) all'HC-SFS502 (generazione J2S, encoder a 17 bit, 131.072 ppr) è un aumento di otto volte della risoluzione dell'encoder. A 5kW e 2.000 giri/min, questo miglioramento della risoluzione si ripaga sull'intero intervallo di velocità operativa.

Alla velocità nominale, la qualità della stima della velocità migliora direttamente. L'amplificatore MR-J2S calcola la velocità dell'asse dai campioni di posizione dell'encoder consecutivi. Con 131.072 posizioni per rivoluzione, ogni passo angolare tra i campioni è otto volte più piccolo rispetto a 16.384 ppr. Il loop di velocità vede una stima della velocità a rumore inferiore, che consente un guadagno proporzionale più elevato prima che le risonanze meccaniche diventino un problema di stabilità. Un guadagno più elevato significa un rifiuto delle perturbazioni più rapido — disturbi della forza di taglio, effetti di conformità della trasmissione e variazioni di carico vengono corretti più rapidamente, mantenendo l'asse sul suo profilo di velocità comandato durante la produzione.

A basse velocità di avanzamento — movimenti di contornatura lenti, taglio di filettature, rettifica di profili — l'encoder a 17 bit fornisce gli incrementi angolari fini che richiedono un controllo della velocità fluido. Dati encoder più grossolani a bassa velocità producono un'increspatura di velocità che appare sulla superficie lavorata come un pattern periodico. I 131.072 ppr dell'HC-SFS502 sopprimono sostanzialmente tale increspatura rispetto al vecchio dispositivo a 14 bit, una differenza visibile nella qualità della finitura superficiale nelle operazioni di avanzamento lento di precisione.

La funzione assoluta mantiene il suo valore indipendentemente dalla potenza nominale. La batteria al litio A6BAT nell'amplificatore MR-J2S mantiene attivo il contatore di posizione multi-giro durante qualsiasi interruzione di corrente. Al successivo riavvio — sia dopo uno spegnimento pianificato, un intervento di allarme o un guasto di alimentazione imprevisto — l'asse legge la sua posizione assoluta e la macchina riprende senza un ciclo di ritorno di riferimento. Per le operazioni di produzione in cui il tempo di riavvio influisce direttamente sulla produttività, l'eliminazione dei cicli di homing obbligatori ha un valore commerciale reale.

Amplificatori Compatibili

L'HC-SFS502 richiede l'amplificatore di classe MR-J2S-500 della piattaforma MELSERVO-J2S. Tre varianti di interfaccia coprono le principali architetture di controllo:

MR-J2S-500A accetta comandi analogici e a treno di impulsi da sistemi CNC e PLC. Sono supportate tutte le modalità di controllo di posizione, velocità e coppia. Configurazione, diagnostica e monitoraggio in tempo reale tramite MR Configurator (MRZJW3-SETUP) tramite interfaccia RS-232C. La scelta standard per macchine che utilizzano l'uscita di comando di posizione CNC o il controllo a treno di impulsi PLC.

MR-J2S-500B si collega ai controller di movimento Mitsubishi tramite bus seriale a fibra ottica SSCNET — l'architettura multi-asse coordinata utilizzata nei sistemi di controller di movimento delle serie A e Q. I comandi di posizione arrivano sulla rete dal controller; l'amplificatore li esegue localmente utilizzando il feedback dell'encoder dell'albero motore. I cavi dell'encoder tra l'amplificatore e il rack CNC sono sostituiti dal cavo a fibra ottica SSCNET.

MR-J2S-500CP incorpora una tabella di posizionamento integrata per il posizionamento autonomo. Fino a 31 posizioni target sono memorizzate nell'amplificatore e attivate da comandi I/O o CC-Link. Questa variante è adatta per applicazioni in cui non è richiesto un controller di movimento dedicato e una semplice funzione di posizionamento indicizzato è sufficiente.

Tutte e tre le varianti supportano completamente l'encoder seriale a 17 bit dell'HC-SFS502 e sono classificate per la corrente continua di 25A del motore. L'HC-SFS502 non è compatibile con gli amplificatori originali MR-J2-500 (prima generazione, pre-J2S), che non possono leggere il formato dell'encoder a 17 bit. Per le macchine che utilizzano hardware MR-J2-500 di prima generazione, l'HC-SF502 (generazione J2, encoder a 14 bit) è il motore corretto da reperire — non è necessario l'aggiornamento dell'amplificatore.

HC-SFS502 nella Famiglia HC-SFS 2000 giri/min

L'HC-SFS502 si colloca tra i motori da 3,5kW e 7kW sulla stessa flangia da 176 × 176 mm che condividono tutti i motori da 2kW in su in questa gamma. All'interno del punto di capacità 502, la matrice completa dei suffissi copre ogni combinazione di albero e freno: albero liscio (HC-SFS502), albero liscio con freno (HC-SFS502B), albero scanalato (HC-SFS502K) e albero scanalato con freno (HC-SFS502BK). Tutti e quattro condividono la stessa flangia, lo stesso encoder e lo stesso requisito di amplificatore MR-J2S-500. Le scelte del suffisso dell'albero e del freno non hanno alcun effetto sulla selezione dell'amplificatore.

HC-SFS502 vs HC-SF502: Quale Motore Serve alla Tua Macchina?

Le prestazioni di uscita sono identiche. Il montaggio è identico. La generazione dell'encoder e il requisito dell'amplificatore sono la differenza operativa. Controllare la targhetta dell'amplificatore prima dell'acquisto: MR-J2-500 (senza S) significa che l'HC-SF502 è il motore corretto. MR-J2S-500 significa che entrambi i motori sono compatibili, con l'HC-SFS502 che offre una maggiore risoluzione dell'encoder.

Applicazioni Tipiche

Assi tavolo X e Y di grandi centri di lavorazione CNC. Gli assi di avanzamento principali dei centri di lavorazione verticali e orizzontali di grande formato muovono masse di pezzi sostanziali a velocità di taglio sostenute e alte velocità di rapida traslazione. Questi sono assi orizzontali — non è richiesto alcun freno — e l'albero liscio si adatta alle interfacce di accoppiamento a disco o a soffietto di precisione utilizzate sugli azionamenti a vite a ricircolo di sfere ad alte prestazioni. I 23,9 Nm continui dell'HC-SFS502 forniscono l'autorità di coppia sostenuta di cui questi assi hanno bisogno senza avvicinarsi al limite termico.

Azionamenti colonna di centri di lavorazione a colonna mobile. Nei centri di lavorazione a colonna mobile e a ponte, l'asse di azionamento della colonna o della traversa muove una pesante fusione strutturale lungo guide lineari. Questi sono assi ad alta inerzia e alta velocità di rapida traslazione dove la capacità di 5kW è la specifica corretta per macchine di medie-grandi dimensioni. Il picco di 71,6 Nm gestisce la richiesta di accelerazione; i 23,9 Nm continui coprono il carico di traslazione sostenuto tra gli eventi di posizionamento.

Azionamenti tavola rotante (asse B) HMC. Gli azionamenti delle tavole rotanti dell'asse B dei centri di lavorazione orizzontali che utilizzano un accoppiamento diretto tra il servomotore e il meccanismo di azionamento a vite senza fine o della tavola necessitano di coppia sostenuta e feedback di posizione ad alta risoluzione. L'albero liscio dell'HC-SFS502 si adatta ai design di accoppiamento a frizione utilizzati sulle unità di azionamento di precisione dell'asse B, e l'encoder a 17 bit fornisce la risoluzione angolare richiesta per un indicizzazione precisa della lavorazione multi-faccia.

Azionamenti assi gantry e portale. I sistemi di lavorazione a portale di grande formato e le macchine di misura coordinate di tipo portale utilizzano servomotori sull'asse di traslazione del portale per muovere l'assemblaggio della traversa su lunghe corse ad alta velocità. L'inerzia combinata della traversa e di qualsiasi attrezzatura è sostanziale; 5kW fornisce la capacità di accelerazione e traslazione sostenuta senza sovradimensionare l'azionamento al livello dei 7kW.

Azionamenti giunti robot industriali. Gli assi giunti primari di robot industriali ad alto carico — la rotazione della vita e i giunti delle spalle su bracci grandi a 6 assi — utilizzano servomotori a inerzia media e capacità media in questa gamma di potenza. Questi sono carichi bilanciati ben controllati su strutture robotiche adeguatamente contrappesate, rendendo la configurazione con albero liscio e senza freno appropriata dove il design meccanico fornisce un'adeguata stabilità dell'asse a riposo.

Nuovo In Scatola, Sigillato di Fabbrica

Sigillato di fabbrica significa imballaggio originale Mitsubishi con nulla disturbato — cartone esterno, culla interna in schiuma, cappuccio protettivo sull'estremità dell'albero, coperchio del connettore dell'encoder e sigillo del connettore di alimentazione tutti intatti e nelle condizioni di fabbricazione. Nessuna installazione precedente. Nessun ciclo termico da uso precedente. Nessuna storia di carico dei cuscinetti da considerare.

Per una macchina ferma in attesa di questo motore, lo stock nuovo in scatola elimina completamente i tempi di riparazione e fornisce un'unità in condizioni note senza variabili da servizi precedenti. Per gli inventari di pezzi di ricambio pianificati — in particolare dove questa capacità e configurazione appare su più assi in una flotta di macchine — lo stock sigillato di fabbrica fornisce unità coerenti e pronte per la messa in servizio.

Conservato in condizioni appropriate — ambiente stabile, fresco, asciutto, lontano da vibrazioni e luce diretta — lo stock sigillato di fabbrica HC-SFS502 mantiene le specifiche complete per diversi anni. Oltre cinque anni di stoccaggio, una lenta rotazione dell'albero prima della messa in servizio aiuta a ridistribuire il grasso dei cuscinetti prima che il motore venga messo in servizio.

Domande Frequenti

D1: Quali amplificatori sono compatibili con l'HC-SFS502?

L'HC-SFS502 richiede un amplificatore di classe MR-J2S-500 della piattaforma MELSERVO-J2S. Le tre varianti standard sono il MR-J2S-500A (comando analogico/impulsi generico), il MR-J2S-500B (bus a fibra ottica SSCNET per controller di movimento Mitsubishi) e il MR-J2S-500CP (posizionamento integrato con CC-Link). Tutti supportano l'encoder seriale a 17 bit e la corrente nominale di 25A del motore. L'HC-SFS502 non è compatibile con gli amplificatori originali MR-J2-500 o con gli amplificatori MR-J3 / MR-J4.

D2: Qual è la differenza tra l'HC-SFS502 e l'HC-SF502?

Entrambi i motori erogano 23,9 Nm in continuo e 71,6 Nm di picco su una flangia da 176 × 176 mm con albero liscio e senza freno — meccanicamente intercambiabili sulla faccia di montaggio. La differenza è la generazione dell'encoder: l' HC-SF502 utilizza un encoder a 14 bit (16.384 ppr) ed è compatibile sia con gli amplificatori MR-J2-500 che MR-J2S-500. L' HC-SFS502 utilizza un encoder a 17 bit (131.072 ppr) e richiede solo amplificatori MR-J2S-500. Controllare il modello dell'amplificatore installato prima dell'acquisto. Se mostra MR-J2-500 (senza S), l'HC-SF502 è il motore corretto.

D3: Perché non c'è un freno elettromagnetico sull'HC-SFS502?

L'HC-SFS502 è progettato per assi orizzontali e azionamenti in cui il servo blocco fornisce un adeguato mantenimento della posizione in tutte le condizioni di arresto. Su questi assi, l'aggiunta di un freno introduce cablaggio, hardware di relè, sequenziamento MBR e complessità del pannello di cui l'applicazione non ha bisogno. Per gli assi che sopportano un carico gravitazionale — colonne verticali, slitte inclinate, meccanismi sbilanciati — il motore corretto è l' HC-SFS502B (albero liscio con freno). Il freno è una scelta di progettazione deliberata per la sicurezza dell'asse, non un accessorio opzionale; specificarlo dove l'asse lo richiede.

D4: Come si confronta l'encoder a 17 bit con l'encoder a 14 bit nel vecchio HC-SF502?

L'encoder a 17 bit fornisce 131.072 posizioni per rivoluzione rispetto alle 16.384 del dispositivo a 14 bit — un aumento di risoluzione di otto volte. In termini pratici, il loop di velocità dell'amplificatore MR-J2S riceve un segnale di velocità più granulare, che supporta una maggiore larghezza di banda di controllo e un migliore rifiuto delle perturbazioni. A basse velocità di avanzamento, gli incrementi angolari più fini riducono l'increspatura di velocità che altrimenti apparirebbe come variazione della finitura superficiale. La funzione assoluta funziona in modo identico in entrambi; la posizione viene mantenuta tra i cicli di alimentazione tramite la batteria A6BAT nell'amplificatore.

D5: La batteria dell'encoder assoluto deve essere sostituita periodicamente e dove si trova?

Sì. La batteria al litio Mitsubishi A6BAT che mantiene il contatore di posizione multi-giro dell'encoder assoluto a 17 bit si trova all'interno dell'amplificatore servo MR-J2S — non nel motore. Sostituirla quando l'amplificatore visualizza l'allarme di batteria scarica. Non aspettare che la batteria si scarichi completamente: una A6BAT scarica causa il reset del contatore di posizione assoluta, richiedendo un ciclo di ritorno di riferimento prima che la macchina possa riprendere la produzione. In condizioni operative normali, la A6BAT dura tipicamente diversi anni, ma ciò varia con la temperatura e la frequenza con cui la macchina viene spenta.