Mitsubishi HC-SFS102K (HCSFS102K) — Motore servo AC da 1kW, albero scanalato, serie MELSERVO-J2S

Identificazione del prodotto

Codice articolo: HC-SFS102K

Cercato anche come: HCSFS102K, HC-SFS-102K

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

Tipo di motore: Motore servo brushless AC — Albero scanalato, senza freno

Condizione: Nuovo in scatola — Garanzia di un anno

Panoramica del prodotto

Il Mitsubishi HC-SFS102K è un motore servo brushless AC da 1kW a inerzia media della piattaforma MELSERVO-J2S — lo stesso design fondamentale utilizzato in un'ampia gamma di macchine utensili CNC, linee di confezionamento e apparecchiature di automazione generale che sono state costruite sul sistema servo J2-Super di Mitsubishi. Con una velocità nominale di 2.000 giri/min e una coppia continua di 4,78 Nm, gestisce il tipo di posizionamento e lavoro di avanzamento che costituisce la spina dorsale del controllo del movimento industriale.

La "K" nel codice articolo è la caratteristica distintiva: un albero scanalato. Mentre l'HC-SFS102 standard ha un albero dritto liscio, l'HC-SFS102K include una scanalatura lavorata. Tale scanalatura consente un bloccaggio meccanico positivo tra l'albero motore e un componente accoppiato — giunti, pulegge o pignoni che richiedono una chiavetta per la trasmissione della coppia piuttosto che solo il serraggio per attrito. In qualsiasi applicazione in cui lo slittamento sotto carico d'urto sia una preoccupazione, o in cui il componente azionato debba essere precisamente sincronizzato con un riferimento rotazionale sull'albero, la variante scanalata è la scelta corretta.

Non è presente alcun freno elettromagnetico. L'HC-SFS102K mantiene la posizione tramite blocco servo — l'amplificatore mantiene la corrente e il controllo ad anello chiuso per mantenere l'asse fermo — e non è destinato ad assi verticali in cui il carico potrebbe cadere con il servo spento. Per tali applicazioni, l'HC-SFS102BK (albero scanalato più freno) è la scelta appropriata.

Specifiche tecniche

L'albero scanalato: quando e perché è importante

La maggior parte dei giunti per motori servo si aggrappa puramente per attrito — giunti a morsetto diviso, giunti a soffietto e giunti a fascio funzionano tutti in questo modo, e per la stragrande maggioranza delle applicazioni servo funzionano in modo affidabile. L'albero dritto dell'HC-SFS102 si adatta perfettamente a tali configurazioni.

L'albero scanalato sull'HC-SFS102K è specificato quando il componente azionato non può fare affidamento solo sull'attrito. Un pignone che trasmette carichi di tensione di catena a rulli, una puleggia su una trasmissione a cinghia dentata con elevata pre-tensione, un ingranaggio a pignone in un asse pignone-cremagliera — questi sono punti di trasmissione della coppia in cui l'interfaccia subisce forze di taglio reali. Se il giunto slitta, anche minimamente, l'accuratezza del posizionamento degrada e l'evento può passare inosservato fino a quando la macchina non inizia a produrre pezzi difettosi o si attiva un guasto limite. Una chiavetta impedisce ciò creando un accoppiamento positivo tra albero e mozzo.

L'allineamento della scanalatura è importante durante l'installazione: la scanalatura nell'albero motore deve essere allineata con la scanalatura nel mozzo, la chiavetta deve avere la lunghezza corretta e adattarsi con un gioco minimo, e il fissaggio di ritenzione sul mozzo del giunto deve essere correttamente serrato. Eseguita correttamente, una connessione scanalata è meccanicamente robusta per tutta la vita del motore. Eseguita con noncuranza — chiavetta sovradimensionata, adattamento allentato o errori di sincronizzazione — introduce gioco e concentrazione di stress alla radice della scanalatura. L'HC-SFS102K viene fornito con la scanalatura già lavorata; la chiavetta stessa viene reperita e montata all'installazione.

Encoder assoluto a 17 bit — Risoluzione che cambia l'equazione

L'HC-SFS102K utilizza lo stesso encoder seriale assoluto a 17 bit presente in tutta la famiglia HC-SFS: 131.072 posizioni distinte per rivoluzione, retro-integrate all'amplificatore tramite un collegamento seriale ad alta velocità. Questo numero merita un contesto. La vecchia serie HC-SF utilizzava un encoder a 14 bit che forniva 16.384 ppr. Il passaggio a 17 bit non è semplicemente un aggiornamento delle specifiche — ha direttamente consentito il miglioramento della larghezza di banda del loop di velocità che definisce la generazione J2-Super.

A 1kW, questo motore è spesso utilizzato in assi con inerzia di carico moderata in cui si prevede che il sistema servo risponda rapidamente a piccoli cambiamenti di comando. Un asse di avanzamento che deve seguire accuratamente una traiettoria, una torretta che indicizza attraverso piccoli incrementi angolari, un rullo di controllo della tensione in cui le variazioni di velocità devono essere corrette in tempo reale — tutti questi beneficiano della capacità dell'amplificatore di calcolare la velocità da un encoder ad alta risoluzione piuttosto che contare impulsi grossolani e interpolare tra di essi.

La natura assoluta dell'encoder significa che la posizione è nota nel momento in cui il controllo viene alimentato. Nessun ciclo di ritorno di riferimento, nessuna posizione persa a causa di un momentaneo sbalzo di corrente. L'encoder mantiene la sua posizione assoluta durante lo spegnimento utilizzando una batteria nell'amplificatore MR-J2S (la cella al litio A6BAT). Finché la batteria è in buone condizioni, l'asse riprende da una posizione nota esatta senza alcun movimento della macchina richiesto.

Contesto della serie HC-SFS — Dove si colloca il 102K

La famiglia HC-SFS copre una gamma di potenza da 500W a 7kW alla velocità nominale di 2.000 giri/min. L'HC-SFS102K da 1kW occupa la seconda posizione dal basso della gamma standard, sopra l'HC-SFS52K da 500W e sotto l'HC-SFS152 da 1,5kW. All'interno di questa posizione serve un tipo distinto di applicazione: assi in cui 500W sono veramente marginali sotto carico e ciclo di lavoro peggiori, ma in cui passare a 1,5kW o 2kW creerebbe costi, ingombri e spese di amplificatore non necessari.

In termini di macchine utensili, ciò spesso significa un asse di avanzamento secondario o ausiliario — un asse B su un tornio CNC, un asse C per un semplice indicizzazione del mandrino, un asse di avanzamento del sottosubito o un servo secondario su un centro di lavoro multiasse. Nell'uso industriale generale, copre nastri trasportatori, tavoli di posizionamento X-Y, assi di avvolgimento e tensione, e portali pick-and-place in cui il carico utile è modesto ma il ciclo di lavoro è continuo.

La flangia da 130 × 130 mm corrisponde alla dimensione standard del telaio per la gamma di capacità da 500W a 1,5kW nella famiglia HC-SFS. I motori che crescono da 2kW in su passano alla flangia più grande da 176 × 176 mm. Per i progetti di macchine con spazio limitato, sapere che l'HC-SFS102K condivide una dimensione di flangia con i fratelli da 500W e 1,5kW è utile: un progetto può accogliere il ridimensionamento futuro dell'asse senza modificare la disposizione di montaggio del motore.

Famiglia HC-SFS 2000 giri/min — Varianti albero disponibili

All'interno del punto di capacità 1kW / 2000 giri/min, Mitsubishi offriva quattro combinazioni albero-freno:

Tutti e quattro condividono la stessa potenza nominale (1kW), coppia (4,78 Nm nominale / 14,4 Nm di picco), encoder (17 bit, 131.072 ppr), flangia (130×130 mm), protezione (IP65) e compatibilità con amplificatore J2S. La scelta tra di essi dipende interamente dal metodo di accoppiamento dell'albero e se l'asse richiede un mantenimento a motore spento.

Gamma più ampia HC-SFS 2000 giri/min

Note applicative

Asse C e asse B di torni CNC. Gli assi servo secondari sui centri di tornitura che gestiscono l'orientamento del mandrino, l'avanzamento del sottosubito o il posizionamento della torretta spesso rientrano nella gamma da 1kW. Questi assi sono tipicamente orizzontali o pesantemente controbilanciati, quindi un freno è superfluo — l'HC-SFS102K senza freno è la soluzione più pulita e a basso costo.

Azionamenti per nastri trasportatori e indicizzazione. Le sezioni di nastri trasportatori azionati da servo e i tavoli di indicizzazione rotante utilizzati nell'automazione di assemblaggio vedono un funzionamento continuo a coppia moderata. L'inerzia media, la buona stabilità termica e la coppia affidabile a bassa velocità — tutte caratteristiche della classe HC-SFS — sono ben adattate a questo lavoro.

Tavoli di posizionamento X-Y. I tavoli di posizionamento a letto piatto azionati da servo per la lavorazione laser, l'erogazione o il lavoro di ispezione utilizzano spesso assi da 1kW. L'elevata risoluzione dell'encoder avvantaggia direttamente le prestazioni di errore di inseguimento nei movimenti XY interpolati.

Controllo della tensione e assi di avvolgimento. Avvolgitori, svolgitori e sistemi di controllo della tensione del nastro utilizzano motori servo in modalità di controllo della coppia per regolare la tensione del nastro. La stabilità della coppia a bassa velocità — un punto di forza della combinazione encoder-amplificatore J2S — è considerevolmente importante in queste applicazioni.

Pick-and-place e caricamento a portale. I sistemi pick-and-place a singolo asse e i semplici caricatori a portale con carichi utili leggeri o moderati utilizzano assi servo da 1kW per la combinazione di velocità e precisione che i puri azionamenti pneumatici non possono eguagliare.

Nuovo in scatola — Garanzia di un anno

Questo HC-SFS102K è uno stock nuovo in scatola sigillato in fabbrica — imballaggio originale Mitsubishi, protezione dell'albero e del connettore intatta, mai cablato o alimentato. La garanzia di un anno copre il motore contro difetti di fabbricazione e guasti all'arrivo. Per gli acquirenti che cercano una sostituzione per una macchina attualmente ferma, o che costruiscono un inventario di pezzi di ricambio per una flotta di macchine che utilizzano la piattaforma J2S, il nuovo in scatola è l'unica condizione che garantisce che il motore non abbia una storia precedente.

Domande frequenti

D1: Quali amplificatori sono compatibili con l'HC-SFS102K?

L'HC-SFS102K è progettato per la classe MR-J2S-100 di amplificatori MELSERVO-J2S, inclusi MR-J2S-100A (impulso/analogico per uso generale), MR-J2S-100B (bus SSCNET), MR-J2S-100CP (posizionamento integrato) e MR-J2S-100CL (interfaccia CC-Link). Non è compatibile con gli amplificatori di prima generazione MR-J2, che non possono leggere l'encoder seriale a 17 bit del motore J2S, né con gli amplificatori MR-J3 o MR-J4 senza hardware di adattamento.

D2: Qual è la differenza tra l'HC-SFS102K e l'HC-SFS102?

L'unica differenza è l'albero. L'HC-SFS102 ha un albero dritto liscio per l'uso con giunti a morsetto per attrito. L'HC-SFS102K ha una scanalatura lavorata, consentendo una connessione positiva albero-scanalatura con il componente azionato. Tutte le altre specifiche — potenza, coppia, encoder, flangia, grado di protezione e compatibilità con amplificatore — sono identiche tra i due modelli.

D3: L'HC-SFS102K ha un freno elettromagnetico?

No. L'HC-SFS102K non include un freno. La posizione su un asse stazionario è mantenuta dal blocco servo (l'amplificatore mantiene attivo il loop di controllo e tiene fermo l'asse con corrente del motore). Se l'asse è verticale o richiede un blocco meccanico di sicurezza quando il servo è diseccitato, l'HC-SFS102BK (albero scanalato con freno elettromagnetico) è il modello corretto da specificare invece.

D4: L'encoder è descritto come "assoluto" — ha bisogno di una batteria?

Sì. L'encoder seriale assoluto a 17 bit richiede una batteria per mantenere i dati di posizione durante lo spegnimento. La batteria è la cella al litio A6BAT, installata nell'amplificatore servo MR-J2S — non nel motore stesso. Quando la batteria è in buone condizioni, l'asse conosce la sua posizione esatta nel momento in cui il controllo viene alimentato, eliminando la necessità di un ciclo di homing. Un allarme batteria scarica sull'amplificatore indica che la batteria dovrebbe essere sostituita alla prossima finestra di manutenzione programmata.

D5: L'HC-SFS102K può sostituire un HC-SF102K della precedente serie J2?

Le dimensioni di montaggio sono le stesse e la geometria dell'albero scanalato è compatibile. Tuttavia, l'HC-SFS102K utilizza un encoder seriale a 17 bit che richiede un amplificatore MR-J2S — non comunicherà con un amplificatore MR-J2 originale. Se la macchina utilizza amplificatori MR-J2, sia il motore che l'amplificatore devono essere aggiornati insieme. Se sta già utilizzando amplificatori MR-J2S, l'HC-SFS102K è una sostituzione meccanica diretta senza altre modifiche richieste oltre alla verifica dei parametri in MR Configurator.