Mitsubishi HC-SFS352B (HCSFS352B) — 3,5kW AC Servomotor met elektromagnetische rem, rechte as, 2000 omw/min, MELSERVO J2-Super Serie

Productoverzicht

Onderdeelnummer: HC-SFS352B

Ook gezocht als: HCSFS352B, HC SFS 352B, HC-SFS-352B

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

Classificatie: AC Borstelloze Servomotor met Gemiddelde Traagheid — 3,5 kW, 200V klasse, 2000 omw/min, Rechte As, Veerbelaste Elektromagnetische Rem

Twee kenmerken die deze motor definiëren

Elke motor in de HC-SFS 2000 omw/min familie deelt dezelfde 17-bit absolute encoder, dezelfde IP65-bescherming, dezelfde ontwerpfilosofie met gemiddelde traagheid en hetzelfde J2-Super versterkerplatform. Wat de ene variant van de andere onderscheidt binnen een bepaalde capaciteit, zijn de asconfiguratie en de aanwezigheid of afwezigheid van een rem. Voor de HC-SFS352B, zijn beide keuzes in een specifieke richting gemaakt, en het begrijpen waarom ze zo zijn gemaakt, verklaart precies in welke toepassingen deze motor thuishoort.

Rechte as. Geen spiebaan, geen platte kant. De gladde cilindrische as-OD accepteert precisie servokoppelingen, balgkoppelingen, schijfkoppelingen en wrijvingsklemnaaf van alle standaardtypen. Voor de meerderheid van de 3,5kW servotoepassingen — kogelomloopspindels, riemaangedreven portaalstages, direct gekoppelde wikkelstations — is een rechte as met een correct gedimensioneerde koppeling de schonere en eenvoudigere interface.

Veerbelaste elektromagnetische rem. De spoel moet continu worden bekrachtigd met 24V DC om de as vrij te houden. Verwijder die spanning om welke reden dan ook — noodstop, stroomuitval, gepland uitschakelen van de servo, paneelfout — en de veer drukt onmiddellijk de remschijf tegen het wrijvingsoppervlak. De as stopt mechanisch en blijft stoppen, zonder afhankelijk te zijn van servo-elektronica, PLC-logica of enig actief systeem om hem vast te houden. Bij 3,5kW en 16,7 Nm continu koppel zijn de belastingen die deze motor typisch aandrijft substantieel genoeg dat dit fail-safe kenmerk geen gemak is. Het is een veiligheidseis.

Technische Specificaties

Waarom veerbelaste remmen thuishoren op deze klasse motoren

De fysica van een 3,5kW verticale of hellende servas creëert een specifiek probleem dat servo-vergrendeling alleen niet kan oplossen.

Wanneer de MR-J2S-350 versterker is ingeschakeld en de servo actief is, wordt de positielus gesloten via de 17-bit encoder en levert de versterker continu de benodigde stroom om de ingestelde positie te behouden. Dat werkt betrouwbaar onder normale bedrijfsomstandigheden. Het probleem is wat er gebeurt als de normale bedrijfsomstandigheden eindigen — niet geleidelijk, maar onmiddellijk. Een noodstop onderbreekt het servo-enable signaal. Een netonderbreking schakelt de versterker uit. Een paneelfout activeert de hoofdschakelaar. In elk van deze scenario's eindigt de servo-vergrendeling onmiddellijk en begint de zwaartekracht die op de aslast werkt de massa naar beneden te versnellen.

Bij 3,5kW hebben de belastingen die deze motor typisch aandrijft — zware Z-slides op bewerkingscentra, aanzienlijke portaalzadelstukken, beladen pallethefmechanismen, zware draaitafels die van horizontaal zijn gekanteld — voldoende massa dat ongeremde zwaartekrachtbeweging niet alleen een positioneringsfout is. Het is een mechanisch evenement dat gereedschap, armaturen, werkstukken en machineconstructies kan beschadigen, en personeel kan verwonden.

De veerbelaste rem op de HC-SFS352B pakt dit direct aan. De veer houdt de remschijf standaard tegen het wrijvingsoppervlak. De spoel moet continu tegen de veer werken om de as vrij te houden. Op het moment dat de spoelstroom stopt — om welke reden dan ook — sluit de veer de rem. Geen software, geen signaal, geen relais timing, geen PLC-sequentie is vereist om dit te laten gebeuren. De rem wordt passief en onmiddellijk toegepast, elke keer weer, ongeacht wat de stroomuitval heeft veroorzaakt.

Dit is waarom de "-B"-suffix op het onderdeelnummer niet zomaar een optie is. Voor verticale en door zwaartekracht belaste assen op dit vermogensniveau is het de specificatie die de installatie veilig maakt.

16,7 Nm continu, 50,1 Nm piek: Werken met de cijfers

Zestien komma zeven Newtonmeter is een aanzienlijk continu koppel voor een motor op een 130 × 130 mm... wacht — de HC-SFS352B zit op de 176 × 176 mm flens, het grotere frame. Bij 3,5kW beweegt het HC-SFS-bereik hier naar het middelgrote tot grote frame, en de koppels weerspiegelen dat.

Om 16,7 Nm in praktische context te plaatsen: op een kogelomloopspindel met 10 mm spoed en 90% efficiëntie, ondersteunt 16,7 Nm continu motorkoppel ongeveer 9,4 kN axiale snij- of voedingskracht. Dat dekt middelgrote tot zware bewerkingscentrumtafelassen en grote transfermachine voedingsmechanismen bij continue productievoedingssnelheden zonder de motor naar zijn thermische limiet te duwen. Voor wikkelstations in trekregeling, biedt 16,7 Nm bij 2.000 omw/min een nuttig werkbereik over variaties in rol diameter op middelgrote wikkelstations.

De 50,1 Nm piek — precies drie keer het continue cijfer — behandelt de transiënten van acceleratie en deceleratie. Een 3,5kW as die snelle positioneringsbewegingen maakt, doorloopt korte piekkoppel fasen aan het begin en einde van elke traverse, en besteedt het grootste deel van de cyclus aan of onder continu koppel tijdens bedrijf met constante snelheid. Het elektronische thermische model van de J2-Super versterker volgt het cumulatieve verwarmingseffect van deze duty cycle en geeft een alarm ruim voordat de wikkelingstemperatuur een schadelijk punt bereikt.

Voor het ontwerp van verticale assen, draagt de documentatie van Mitsubishi een consistente aanbeveling: houd de aanhoudende component van het zwaartekrachtkoppel — het koppel dat de motor continu moet leveren om de last tegen de zwaartekracht te ondersteunen tijdens beweging — op 70% of minder van het nominale continue koppel. Bij 16,7 Nm nominaal, zit die limiet op ongeveer 11,7 Nm aanhoudende zwaartekrachtlast. Assen die dit cijfer benaderen, moeten een mechanische tegenwicht bevatten om de continue koppelvraag aan de motor tijdens beweging te verminderen. De veerbelaste rem verwijdert alle koppelvraag volledig tijdens stilstand, maar tijdens de bewegende fasen van de as wordt de zwaartekrachtcomponent gedragen door de motor, en deze 70% richtlijn bepaalt de veilige operationele grens.

Installatie rem: Sequentie en bedrading

De veerbelaste rem op de HC-SFS352B vereist een specifiek 24V DC circuit in het machinepaneel — deze wordt niet gevoed via de servo-uitgang van de MR-J2S-350 versterker. Het paneelontwerp moet een geschikt gedimensioneerde 24V DC voeding voor de remspoel bevatten, een remrelais met correct gedimensioneerde contacten, overspanningsbeveiliging over de spoelaansluitingen, en vergrendelingslogica die de ontgrendeling en inschakeling van de rem coördineert met de servo-enable sequentie van de versterker.

Ontgrendelingssequentie — rem openen: De servo moet de ingeschakelde en servo-vergrendelde status bereiken voordat de remspoel wordt bekrachtigd en de rem ontgrendelt. Het ontgrendelen van de rem voordat de servo-vergrendeling is ingesteld, laat de zwaartekrachtlast de as versnellen voordat de versterker kan reageren. Op een 3,5kW verticale as met een zware last, kan dit slippen groot genoeg zijn om een volg-fout alarm te veroorzaken, een mechanische botsing te veroorzaken, of een positiefout te produceren die de productiecyclus verstoort. Het MBR (Magnetic Brake Release) uitgangssignaal van de MR-J2S-350 biedt een door de versterker beheerd contact specifiek voor het sequencen van het remrelais — de versterker signaleert wanneer de servo-vergrendeling is ingesteld en de rem veilig kan ontgrendelen.

Inschakelingssequentie — rem sluiten: De juiste procedure is om de as eerst onder servobesturing tot stilstand te brengen, vervolgens de rem in te schakelen om de stilstaande positie vast te houden, en daarna de servo-enable te verwijderen. Het toepassen van de rem op een bewegende as — zelfs bij lage snelheid — genereert warmte in de wrijvingsschijf en veroorzaakt slijtage. Op assen met frequente servo-uit-cycli, verlengt het volgen van deze driestapssequentie in plaats van de rem en de servo tegelijkertijd toe te passen, de levensduur van de rem meetbaar.

Overspanningsbeveiliging: Wanneer de remspoel wordt uitgeschakeld, produceert het instortende magnetische veld een inductieve spanningspiek die relaiscontacten kan beschadigen en aangrenzende elektronica kan beïnvloeden. Een flyback diode over de DC remspoel — of een varistor/RC-netwerk voor AC — is verplicht. Dit is standaard industriële paneelpraktijk voor elke inductieve belasting; de remspoel is geen uitzondering. Dimensionering van de beveiliging op de inductie van de spoel en de nominale waarde van het relaiscontact; de Mitsubishi servomotor instructiehandleiding en de toepassingsgegevens van de relaisfabrikant bieden de referentiewaarden.

Absolute Encoder op een Geremde Verticale As

De 17-bit seriële absolute encoder met 131.072 ppr op de HC-SFS352B is standaard J2-Super apparatuur, maar de waarde ervan op een geremde verticale as gaat verder dan het aantal resoluties.

De absolute teller voor meerdere omwentelingen wordt gehandhaafd tijdens stroomuitvalperiodes door de A6BAT batterij in de MR-J2S-350 versterker. Gecombineerd met de veerbelaste rem, creëert dit een specifiek operationeel voordeel: wanneer de machine wordt uitgeschakeld — of het nu aan het einde van de dienst is, bij een noodstop, of bij een ongeplande stroomuitval — houdt de rem de as mechanisch vast op de positie waar hij stopte, en de encoder behoudt de exacte ashoek in het geheugen gedurende de hele onderbreking. Bij herstart leest de controller onmiddellijk de absolute positie zonder dat er enige asbeweging nodig is.

Voor een zware verticale as op een productiemachine betekent dit: de as parkeert veilig, de rem houdt hem daar vast, en wanneer de stroom terugkeert, weet de machine precies waar de as zich bevindt en kan de productie direct hervatten. Geen homing beweging, geen referentie-zoeksequentie, geen risico op onbedoeld contact met een armatuur of werkstuk tijdens de opstartbeweging om een referentiemarker te vinden. De combinatie van absolute encoder en fail-safe rem is wat een verticale servas met grote capaciteit zowel veilig in rust als operationeel efficiënt bij herstart maakt.

Batterijonderhoud: Vervang de A6BAT wanneer de MR-J2S-350 een laag-batterij alarm weergeeft. Specifiek op een geremde verticale as vereist een teller reset door batterijleegloop een referentie-terugkeer cyclus — wat betekent dat de as onder gedefinieerde omstandigheden moet worden bewogen om de thuispositie te vinden voordat de productie kan worden hervat. Op een machine waar die beweging risico's met zich meebrengt of handmatige vrijgave van de werkruimte vereist, is het behandelen van het laag-batterij alarm als een onmiddellijk onderhoudspunt in plaats van een uitgesteld punt, eenvoudig risicobeheer.

Compatibele versterkers

De HC-SFS352B wordt gekoppeld aan de MR-J2S-350 versterkerfamilie — het 3,5kW J2-Super platform. Drie interfacevarianten:

MR-J2S-350A accepteert puls-trein positiecommando's en analoge snelheids- of koppelreferenties van externe CNC-controllers en PLC's. Alle besturingsmodi — positie, snelheid, koppel en geschakelde combinaties P/S, S/T, T/P — zijn beschikbaar. RS-232C maakt verbinding met MR Configurator voor commissioning, parameterinstelling en foutdiagnose. Dit is de standaardkeuze voor bewerkingsmachine voedingsassen en algemene industriële positioneringstoepassingen waarbij de as commando bron een externe controller is.

MR-J2S-350B maakt verbinding met Mitsubishi A-serie en Q-serie motion controllers via de SSCNET glasvezel seriële bus. Alle ascommando's, encoder feedback, alarmgegevens en monitoring signalen reizen over het glasvezelnetwerk. Voor gecoördineerde multi-as machines — verticale assen die synchroon moeten bewegen met horizontale assen, portaalsystemen met gekoppelde Z- en X-voedingen, multi-as transfermachines — biedt de SSCNET bus de real-time askoppeling die puls- en analoge interfaces niet kunnen bereiken.

MR-J2S-350CP bevat ingebouwde enkelassige positionering met maximaal 31 opgeslagen punt-tabel posities, geactiveerd door digitale I/O of CC-Link netwerkcommando. Voor standalone verticale liften, indexerende persvoedingen of palletliften die geen real-time coördinatie met andere assen vereisen, elimineert de CP de kosten en complexiteit van een dedicated motion controller.

Alle drie de versterkers bieden de MBR (Magnetic Brake Release) uitgang voor het sequencen van het remrelais, ondersteunen de volledige J2-Super beschermingsfunctie suite, en bevatten real-time auto-tuning en adaptieve trillingsonderdrukking.

Compatibiliteitsopmerkingen: De HC-SFS352B vereist een MR-J2S-350 versterker. Het is niet compatibel met de eerste generatie MR-J2-350 versterker, die de 17-bit J2-Super encoder niet kan lezen. Voor machines die originele MR-J2-350 hardware draaien, is de HC-SF352B (dezelfde mechanische specificatie, 14-bit encoder, veerbelaste rem) de juiste motor. Niet compatibel met MR-J3 of MR-J4 versterkers zonder een vernieuwingsadapterkit.

HC-SFS 2000 rpm Geremde Familie: Waar de 352B zich bevindt

De HC-SFS352B neemt de tweede positie in het geremde 176 × 176 mm bereik in. Alle vier de modellen delen dezelfde montage-interface — een machineframe gebouwd voor een van hen, herbergt ze allemaal zonder mechanische aanpassing. De koppelsprong van de HC-SFS202B (9,55 Nm) naar de HC-SFS352B (16,7 Nm) is ongeveer 75%, wat de relevante vergelijking wordt wanneer een verticale as die dicht bij de continue koppelgrens van de 2kW-eenheid draait, meer aanhoudend koppel nodig heeft in plaats van simpelweg meer piekcapaciteit.

Binnen de 3,5kW capaciteit bij 2000 omw/min, loopt de volledige as-en-rem matrix: rechte as zonder rem (HC-SFS352), rechte as met rem (HC-SFS352B), spieas zonder rem (HC-SFS352K), en spieas met rem (HC-SFS352BK). Alle vier gebruiken de MR-J2S-350 versterker. De keuze tussen rechte en spieas wordt gemaakt door de mechanische koppelingsinterface; de keuze tussen rem en geen rem wordt gemaakt door de vraag of de as een component van zwaartekrachtlast heeft.

Typische toepassingen

Verticale Z-as op grote CNC bewerkingscentra. Zware spindelkoppen en Z-slides op grote verticale bewerkingscentra, portaalfrezen en horizontale boormachines. De veerbelaste rem houdt de Z-as mechanisch vast bij noodstop en stroomuitval; de absolute encoder elimineert homing bij herstart; 16,7 Nm continu biedt het krachtbudget voor het gewicht van de zware spindelassemblage plus reactiekrachten van de snijlast op de Z-voeding tijdens frees- en booroperaties.

Servoaangedreven pallet- en werkstukhefmechanismen. Palletliften, onderdeelheffers en verticale transferstations op bewerkingscellen en flexibele productiesystemen. Deze mechanismen dragen gedefinieerde payloads herhaaldelijk door verticale reisbereiken, moeten de positie onder belasting bij elk station vasthouden terwijl operaties voltooien, en moeten herstarten naar exacte bekende posities zonder homing. De combinatie van fail-safe rem en absolute encoder van de HC-SFS352B dient direct aan deze eis.

Verticale persram- en stootkussen aandrijvingen. Servo-actuated persram assen, stootkussen servo-aandrijvingen, en servo-gestuurde richt- of nivelleerassen op perslijnen waar de ram de positie nauwkeurig moet vasthouden op elk punt van de slag, inclusief tijdens gereedschapswissels, afstelstops en noodstops.

Zware hellende voedingsassen op bewerkings- en vormapparatuur. Hellende palletwisselaars, hoekige schuifvoedingen en gekantelde transfermechanismen op bewerkingscentra en vormapparatuur waar de asgewichtcomponent een aanhoudende zwaartekrachtkoppelvraag creëert. De rem beschermt tegen terugloop wanneer de servostroom wordt verwijderd; de 70% koppelrichtlijn bepaalt hoeveel zwaartekrachtlast de motor tijdens beweging kan verwerken.

Industriële robotgewrichtassen met zwaartekrachtbelasting. Schouder- en elleboogaandrijvingen op zware industriële robots en grote servo-aangedreven articulatieassen op las-, handlings- en assemblage machines waar rotatie van het gewricht onder zwaartekracht een aanhoudende koppelvraag creëert en fail-safe vasthouden een functionele veiligheidseis is.

Veelgestelde vragen

V1: Wat is het verschil tussen de HC-SFS352B en de HC-SFS352?

Beide zijn 3,5kW, 2000 omw/min, J2-Super motoren met rechte assen, 17-bit encoders, en identieke elektrische specificaties op een 176 × 176 mm flens. Het enige verschil is de rem. De HC-SFS352 heeft geen rem — de positie in rust wordt gehandhaafd door servo-vergrendeling van de versterker. De HC-SFS352B heeft een veerbelaste elektromagnetische rem die mechanisch inschakelt telkens wanneer 24V van de remspoel wordt verwijderd. Voor bevestigde horizontale assen zonder zwaartekrachtlast is de HC-SFS352 zonder rem eenvoudiger en lichter. Voor verticale assen, hellende voedingen en elk door zwaartekracht beladen mechanisme, is de fail-safe rem van de HC-SFS352B de vereiste specificatie.

V2: Kan de HC-SFS352B worden geïnstalleerd als directe vervanging voor een HC-SF352B op een machine die een MR-J2-350 versterker draait?

Mechanisch ja — beide motoren delen dezelfde 176 × 176 mm flens, asdiameter en remconnectorregeling. De compatibiliteit van de versterker is echter de doorslaggevende factor. De HC-SF352B heeft een 14-bit encoder compatibel met zowel MR-J2-350 als MR-J2S-350 versterkers. De HC-SFS352B heeft een 17-bit encoder die alleen een MR-J2S-350 versterker vereist. Het installeren van de HC-SFS352B op een machine die een eerste generatie MR-J2-350 versterker draait, zal een encoder communicatiefout veroorzaken. Stem de motor generatie af op de versterker generatie.

V3: Schakelt de rem in wanneer de servo aan het einde van de cyclus is uitgeschakeld, of alleen bij stroomverlies?

De rem schakelt in wanneer de 24V remspoelvoeding wordt verwijderd, ongeacht de reden — gepland servo-uit aan het einde van de cyclus, noodstop, stroomonderbreking, of relais uitschakeling. Voor gepland servo-uit, is de aanbevolen sequentie: breng de as onder servobesturing tot stilstand, bekrachtig de remspoel om de stilstaande positie mechanisch vast te houden, en verwijder vervolgens de servo-enable. Deze sequentie voorkomt dat de rem inschakelt op een bewegende as, wat warmte en slijtage genereert. Veel machineontwerpen gebruiken het MBR (Magnetic Brake Release) uitgangssignaal van de MR-J2S-350 om deze sequentie automatisch te beheren via de interne timing van de versterker.

V4: Waar bevindt zich de absolute encoder batterij, en wat gebeurt er als deze niet tijdig wordt vervangen?

De Mitsubishi A6BAT lithiumcel bevindt zich in de MR-J2S-350 versterker, niet in de motor. Deze onderhoudt de absolute teller voor meerdere omwentelingen tijdens alle stroomuitvalperiodes. Vervang deze bij het eerste laag-batterij alarm van de versterker. Een volledig lege batterij reset de teller voor meerdere omwentelingen — de absolute positiegegevens gaan verloren. Bij de volgende opstart zal de controller de aspositie niet kennen en is een referentie-terugkeer cyclus vereist voordat de productie kan worden hervat. Op een geremde verticale as waar de homing beweging zorgvuldige voorbereiding van de asvrijgave vereist, is dit een aanzienlijke productieverstoring die een tijdige batterijvervanging volledig voorkomt.

V5: Welke overspanningsbeveiliging is vereist voor de bedrading van de remspoel, en waarom?

De remspoel is een inductieve belasting. Wanneer het relais wordt uitgeschakeld en de stroom naar de spoel onderbreekt, induceert het instortende magnetische veld een spanningspiek die relaiscontacten kan laten vonken en mogelijk ruis kan koppelen naar aangrenzende besturingselektronica. Een flyback diode over de spoelaansluitingen (voor DC remcircuits) of een varistor of RC snubber (voor AC circuits) absorbeert deze piek en beschermt de relaiscontacten. Dit is een standaardvereiste voor elke inductieve spoel in een industrieel paneel — niet specifiek voor Mitsubishi remmen. Het weglaten ervan verkort de levensduur van de relaiscontacten en introduceert een EMC-risico. Dimensionering van de beveiliging op de inductie van de spoel en de nominale spanning; de motor instructiehandleiding en de gegevens van de relaisfabrikant bieden de referentieparameters.