Mitsubishi HC-SFS353K (HCSFS353K) — Motore Servo AC da 3,5 kW, albero scanalato, 3000 giri/min, serie MELSERVO-J2S

Identificazione del prodotto

Codice articolo: HC-SFS353K

Cercato anche come: HCSFS353K, HC-SFS-353K

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

 Tipo di motore: Motore Servo Brushless AC — Albero scanalato, senza freno, 3000 giri/min

Condizione: Nuovo in scatola, sigillato di fabbrica

Cosa rende diverso questo motore

La famiglia HC-SFS funziona a due velocità nominali: 2.000 giri/min e 3.000 giri/min. I modelli che terminano con "2" sono le varianti da 2000 giri/min. I modelli che terminano con "3" — incluso l'HC-SFS353K — sono nominali a 3.000 giri/min. Con una potenza di 3,5 kW, una coppia nominale di 11,1 Nm e una flangia da 176 × 176 mm, questo motore offre lo stesso ingombro fisico del modello HC-SFS352 da 2000 giri/min ma una velocità massima superiore, rendendolo la scelta giusta ovunque l'applicazione scambi un po' di margine di coppia continua per un movimento rapido più veloce, cicli di indicizzazione più rapidi o velocità dell'asse adiacente al mandrino più elevate.

Il suffisso "K" indica l'albero scanalato — una scanalatura lavorata sull'albero motore per una connessione positiva di trasmissione della coppia ai componenti accoppiati. Non è presente alcun freno; questo motore mantiene la posizione tramite il blocco servo in anello chiuso dall'amplificatore. Le applicazioni che necessitano di un blocco meccanico di sicurezza in caso di spegnimento del servo appartengono alla variante HC-SFS353BK. L'HC-SFS353K è la specifica per assi orizzontali, tavole di posizionamento angolare e qualsiasi azionamento in cui la gravità non è una preoccupazione e l'interfaccia di accoppiamento richiede una scanalatura.

Supportato dall'encoder seriale assoluto a 17 bit della piattaforma MELSERVO-J2S e dagli amplificatori compatibili MR-J2S-350, l'HC-SFS353K porta l'intero set di funzionalità J2-Super: 131.072 posizioni per rivoluzione di risoluzione del feedback, mantenimento della posizione assoluta tramite backup della batteria e larghezza di banda del loop di velocità che supera quanto potevano raggiungere gli amplificatori J2 di prima generazione.

Specifiche tecniche

3000 giri/min vs 2000 giri/min — Comprensione del compromesso

Sia l'HC-SFS352 che l'HC-SFS353 sono motori da 3,5 kW sulla stessa flangia da 176 × 176 mm. Ciò che cambia tra loro è la velocità nominale e, con essa, la coppia continua. A 2.000 giri/min, l'HC-SFS352 eroga 16,7 Nm in continuo. A 3.000 giri/min, l'HC-SFS353K eroga 11,1 Nm in continuo — circa due terzi del valore della variante a velocità inferiore.

Questo compromesso è deliberato. La potenza erogata è quasi la stessa (entrambi sono classe 3,5 kW). Ciò che il motore da 3000 giri/min offre in cambio della minore coppia continua è la capacità di far funzionare l'asse più velocemente — importante quando il tempo ciclo della macchina è determinato dalla velocità di movimento rapido o di indicizzazione piuttosto che dalla forza di taglio. Un asse che trascorre l'80% del suo tempo ciclo in posizionamento rapido e solo il 20% a velocità di avanzamento di taglio beneficerà spesso più della velocità che del margine di coppia aggiuntivo fornito dalla variante da 2000 giri/min.

Per i progettisti di macchine che scelgono tra i due: se la domanda di coppia continua nel caso peggiore sul vostro asse supera gli 11,1 Nm, l'HC-SFS352 è la scelta più sicura. Se il budget di coppia è comodamente entro gli 11,1 Nm e i movimenti non di taglio più veloci riducono significativamente il tempo ciclo, l'HC-SFS353K merita la sua specifica.

L'albero scanalato da 3,5 kW

Undici Newton-metri di coppia continua non sono trascurabili. A questa capacità, un giunto a frizione mal montato — elementi di fissaggio sottocoppia, finitura superficiale incoerente del diametro esterno dell'albero o un foro del mozzo leggermente sovradimensionato — può sviluppare micro-slittamento nel tempo. Il micro-slittamento su un asse servo è insidioso: è spesso troppo piccolo per attivare immediatamente un allarme di errore di inseguimento, ma abbastanza grande da introdurre una deriva posizionale che si accumula su più cicli.

La scanalatura sull'HC-SFS353K elimina questa modalità di guasto. Una scanalatura e un mozzo correttamente montati formano una connessione positiva di carico a taglio; la scanalatura trasmette la coppia direttamente tra albero e mozzo anziché fare affidamento solo sulla frizione di bloccaggio. Per trasmissioni a cinghia dentata, pulegge a catena, ingranaggi pignone e giunti che devono rimanere assolutamente sincronizzati con l'albero sotto inversione ripetuta e carico di shock, l'albero scanalato è la corretta specifica ingegneristica.

Nota di installazione dal manuale di istruzioni Mitsubishi: Quando si monta una puleggia o un mozzo su un albero scanalato, utilizzare il foro filettato all'estremità dell'albero per inserire il componente — inserire un perno a doppia estremità, posizionare una rondella contro la faccia del mozzo e stringere un dado per tirare il mozzo in posizione. Non battere i componenti sull'albero. I carichi d'urto derivanti dalla martellatura si trasmettono attraverso l'albero al disco dell'encoder sul retro del motore e possono causare danni all'encoder che non sono immediatamente evidenti ma che riducono la durata di servizio o causano guasti intermittenti in seguito.

Encoder assoluto a 17 bit — Il vantaggio J2S

La piattaforma J2-Super ha introdotto l'encoder seriale assoluto a 17 bit (131.072 ppr) come standard per tutta la famiglia HC-SFS. Prima di ciò, i motori HC-SF utilizzavano un dispositivo a 14 bit a 16.384 ppr. Il miglioramento della risoluzione è otto volte maggiore e i suoi effetti sono pratici piuttosto che puramente numerici.

A 3.000 giri/min — la velocità nominale dell'HC-SFS353K — l'encoder invia dati di posizione all'amplificatore più frequentemente per unità di tempo rispetto a un motore da 2.000 giri/min semplicemente perché l'albero gira più velocemente. L'alta risoluzione significa che anche a questa velocità, ogni singolo aggiornamento di posizione rappresenta un piccolo passo angolare. Il loop di velocità riceve informazioni di velocità dettagliate, che supportano la maggiore larghezza di banda che la CPU migliorata dell'amplificatore MR-J2S è progettata per sfruttare. Il risultato è una migliore stabilità della velocità alla velocità operativa, un errore di inseguimento più stretto durante l'accelerazione e un migliore rigetto dei disturbi durante il ciclo di lavoro.

La funzionalità assoluta continua a svolgere il suo compito indipendentemente dalla classificazione di velocità. Il backup della batteria nell'amplificatore MR-J2S — utilizzando la cella al litio A6BAT — mantiene il contatore di posizione assoluta multi-giro attraverso gli eventi di spegnimento. L'asse sa esattamente dove si trova al successivo riavvio, senza eseguire un ritorno di riferimento. Per le macchine che funzionano su più turni o si riavviano frequentemente dopo arresti pianificati, questo è un pratico risparmio di tempo.

Amplificatori compatibili

L'HC-SFS353K si abbina agli amplificatori della classe MR-J2S-350 della piattaforma MELSERVO-J2S. I modelli compatibili confermati sono:

• MR-J2S-350A — Interfaccia comando analogico/impulso per uso generale. Modalità di controllo di posizione, velocità e coppia.
• MR-J2S-350B — Interfaccia SSCNET (bus in fibra ottica), per controller di movimento e sistemi coordinati multi-asse.
• MR-J2S-350CP — Funzione di posizionamento integrata, adatta per applicazioni punto-punto autonome senza controller esterno.

Tutte e tre le varianti supportano il protocollo encoder a 17 bit dell'HC-SFS353K e sono classificate per la corrente continua di 16,4 A del motore.

L'HC-SFS353K non è compatibile con gli amplificatori MR-J3 o MR-J4, che utilizzano un'interfaccia encoder diversa. Non è inoltre compatibile con gli amplificatori MR-J2 di prima generazione, che precedono il protocollo encoder J2S.

Famiglia HC-SFS 3000 giri/min — Riferimento capacità

All'interno della sottofamiglia HC-SFS 3000 giri/min, il 353K si colloca a capacità media:

Tutti i modelli in questa tabella utilizzano l'encoder seriale assoluto a 17 bit, alimentazione classe 200 V AC, protezione IP65 e albero con paraolio. Il 353 utilizza la flangia più grande da 176 × 176 mm, coerentemente con l'HC-SFS352 da 2000 giri/min alla stessa capacità.

Applicazioni tipiche

Assi ausiliari ad alta velocità per centri di lavorazione CNC. Assi secondari su centri di lavorazione a 5 assi — inclinazioni del carrello asse A, rotazione tavola asse B, azionamenti del magazzino utensili — beneficiano dei motori da 3000 giri/min dove il tempo di indicizzazione rapido tra le posizioni è più importante della coppia grezza a basse velocità di avanzamento. L'albero scanalato si adatta a progetti con azionamento diretto o con riduttore nei meccanismi delle tavole rotanti.

Trasportatori ad alto ciclo e indicizzazione di trasferimento. I sistemi di trasferimento azionati da servo con brevi distanze stazione-stazione e alti tassi di ciclo utilizzano motori da 3000 giri/min per ridurre la fase di accelerazione-velocità di ogni movimento. Dodici stazioni che ciclano ogni 8 secondi in una cella di assemblaggio automobilistico necessitano di una risposta rapida dell'asse, non di una coppia massima a bassa velocità.

Trasmissioni a cinghia dentata e a catena. Le linee di confezionamento, le macchine etichettatrici e le attrezzature di formatura-riempimento-sigillatura che utilizzano assi a cinghia dentata azionati da servo richiedono tipicamente alberi scanalati sulla puleggia di azionamento per evitare che la tensione della cinghia ruoti il mozzo sull'albero. A 3,5 kW, l'HC-SFS353K fornisce una capacità sufficiente per questo tipo di lavoro di produzione continua.

Tavole di posizionamento X-Y e sistemi a portale. I sistemi di posizionamento servo a letto piatto per lavorazioni laser, dispensazione o ispezione utilizzano motori da 3000 giri/min sugli assi di scansione ad alta velocità dove la velocità costante su lunghe distanze di percorrenza determina la qualità. La combinazione di alta risoluzione e alta velocità massima è esattamente la specifica per queste applicazioni.

Assi di avvolgimento e controllo tensione. Gli avvolgitori e svolgitori di materiale con anime di media capacità utilizzano azionamenti servo da 3,5 kW in modalità di controllo coppia per regolare la tensione del nastro. Il motore funziona su un ampio intervallo di velocità; la classificazione di 3000 giri/min fornisce margine per le sezioni ad alta velocità del percorso del nastro.

Nuovo in scatola, sigillato di fabbrica

Questo HC-SFS353K viene spedito come imballato originariamente da Mitsubishi — cartone protettivo intatto, coperture dell'albero e del connettore in posizione, culla interna in schiuma indisturbata. Sigillato di fabbrica significa nessuna installazione precedente, nessuna storia termica accumulata, nessuno stress di manipolazione sull'albero scanalato o sull'assemblaggio dell'encoder.

Per i team di manutenzione che costruiscono un inventario di pezzi di ricambio strategici per macchine che utilizzano la piattaforma J2S, lo stock nuovo in scatola alla specifica di 3,5 kW e 3000 giri/min è sempre più difficile da reperire poiché questa generazione di prodotti si avvicina alla dismissione. I motori che entrano in servizio direttamente da stock sigillati di fabbrica non presentano variabili di prestazione che provengono da unità riparate o ricondizionate.

Per lo stoccaggio a lungo termine: condizioni fresche, asciutte e prive di vibrazioni preservano le specifiche complete per diversi anni. Per lo stoccaggio oltre i cinque anni, la guida Mitsubishi raccomanda una rotazione lenta periodica dell'albero per ridistribuire il grasso dei cuscinetti prima che il motore venga messo in servizio.

Domande frequenti

D1: Quali amplificatori sono compatibili con l'HC-SFS353K?

L'HC-SFS353K richiede un amplificatore di classe MR-J2S-350. Le varianti principali sono MR-J2S-350A (comando analogico/impulso per uso generale), MR-J2S-350B (bus in fibra ottica SSCNET) e MR-J2S-350CP (funzione di posizionamento integrata con CC-Link). Tutti sono classificati a 3,5 kW e supportano il protocollo encoder seriale a 17 bit utilizzato da questo motore. L'HC-SFS353K non è compatibile con gli amplificatori MR-J3, MR-J4 o MR-J2 originali (prima generazione).

D2: Qual è la differenza tra l'HC-SFS352K e l'HC-SFS353K?

I due modelli condividono la stessa potenza di 3,5 kW, flangia da 176 × 176 mm, encoder a 17 bit, classificazione IP65, albero scanalato e compatibilità con amplificatore MR-J2S-350 — ma funzionano a velocità nominali diverse. L' HC-SFS352K è nominale a 2.000 giri/min con 16,7 Nm di coppia continua. L' HC-SFS353K è nominale a 3.000 giri/min con 11,1 Nm di coppia continua. Scegliere il 353K dove la velocità più elevata è la priorità; scegliere il 352K dove il margine di coppia continua è più importante della velocità massima dell'asse.

D3: L'HC-SFS353K ha un freno elettromagnetico?

No. L'HC-SFS353K non include un freno. La posizione viene mantenuta a riposo tramite il blocco servo dell'amplificatore — il loop di controllo rimane attivo e tiene l'asse con la corrente del motore. Per le applicazioni che richiedono un blocco meccanico di sicurezza quando il servo è diseccitato (assi verticali, bracci caricati dalla gravità), l' HC-SFS353BK (albero scanalato con freno elettromagnetico a molla) è la variante corretta da specificare.

D4: L'encoder assoluto richiede una batteria e dove è installata?

Sì. L'encoder seriale assoluto a 17 bit mantiene i dati di posizione multi-giro durante lo spegnimento tramite backup della batteria. La batteria — una cella al litio Mitsubishi A6BAT — è alloggiata all'interno dell'amplificatore servo MR-J2S, non nel motore. Quando è in buono stato, mantiene la posizione assoluta attraverso qualsiasi interruzione di corrente, eliminando la necessità di un ciclo di homing al riavvio. Monitorare l'allarme batteria scarica dell'amplificatore e sostituire proattivamente l'A6BAT al successivo arresto di manutenzione pianificato prima che si verifichi la completa deplezione.

D5: L'HC-SFS353K può sostituire un HC-SFS352K se la macchina necessita di una velocità maggiore?

Entrambi i motori si montano sulla stessa flangia da 176 × 176 mm e condividono la stessa classe di amplificatore (MR-J2S-350), quindi la sostituzione fisica è possibile senza modifiche di montaggio. Tuttavia, le caratteristiche di velocità e coppia differiscono — il 353K funziona più velocemente ma produce meno coppia continua. Prima di sostituire, verificare che i requisiti di coppia dell'asse siano comodamente entro 11,1 Nm continui in tutti i punti del ciclo di lavoro e che i parametri dell'amplificatore esistenti (rapporto di cambio elettronico, limiti di velocità, rampe di accelerazione) siano aggiornati per riflettere la velocità nominale di 3000 giri/min. Si raccomanda vivamente una revisione dei parametri in MR Configurator prima della prima accensione dopo la sostituzione.