Mitsubishi HC-SFS202 (HCSFS202) — 2kW AC Servomotor, Rechte As, Geen Rem, 2000 tpm, MELSERVO J2-Super Serie

Productoverzicht

Onderdeelnummer: HC-SFS202

Ook gezocht als: HCSFS202, HC SFS 202, HC-SFS-202

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

Classificatie: AC Borstelloze Servomotor met Gemiddelde Traagheid — 2 kW, 200V klasse, 2000 tpm, Rechte As, Geen Rem

De motor in één oogopslag

De Mitsubishi HC-SFS202 is het instapmodel van de grotere HC-SFS 2000 tpm familie — het eerste model in het 2000 tpm bereik dat overstapt van de 130 × 130 mm flens naar het 176 × 176 mm montagevlak. Die overgang is significant: het markeert de grens tussen servo-motoren van de compacte klasse en de middelgrote units bedoeld voor assen met zwaardere belastingen, hogere koppelvereisten en veeleisendere cycli.

Met 2kW met 9,55 Nm continu koppel en een piek van 28,6 Nm, bevindt de HC-SFS202 zich in de meest voorkomende capaciteitsband in algemene industriële automatisering. Machinegereedschap-toevoerassen, middelzware transportbandaandrijvingen, roterende indexeertafels, haspelspanningsregelingen — dit koppelbereik dekt een zeer breed scala aan toepassingen die machineontwerpers dagelijks tegenkomen. Het is geen nichemotor. Het is in veel opzichten het werkpaard van de HC-SFS-lijn.

Wat het eerlijk houdt, is het J2-Super platform eronder: een 17-bit seriële absolute encoder met 131.072 ppr, multi-turn absolute positie ondersteund door een A6BAT batterij in de MR-J2S-200 versterker, real-time auto-tuning, adaptieve trillingsonderdrukking en een complete set beschermingsfuncties. De rechte as en de configuratie zonder rem vertegenwoordigen de eenvoudigst mogelijke mechanische en elektrische integratie — geen spiebaanbewerking op de naaf, geen remrelaisbedrading, geen MBR-vergrendeling in de PLC-logica.

Technische Specificaties

Waarom 2kW bij 2000 tpm zo'n gangpunt is

Negen komma vijf en vijftig Newtonmeter bij 2.000 tpm. Dat bedrijfspunt komt voor op een enorm scala aan echte industriële machines, en daar is een duidelijke reden voor.

Bij 2.000 tpm is de motorsnelheid laag genoeg om middelgrote kogelomwentelingsmoeren en tandwieloverbrengingen direct aan te drijven — zonder een tussenliggende reductietrap die traagheid, speling en mechanische complexiteit toevoegt. Toch is het snel genoeg om praktische lineaire snelheden op diezelfde kogelomwentelingsmoeren te bereiken zonder de motor boven zijn thermische werkbereik te laten draaien. Een kogelomwentelingsmoer met een spoed van 10 mm, aangedreven met 2.000 tpm, produceert een lineaire voedingssnelheid van 20 m/min. Op een CNC-machinegereedschap-toevoer-as is 20 m/min een comfortabele snelle doorvoersnelheid. Op een servo-aangedreven transfer shuttle is het vlot en productief. Op een haspelaandrijving biedt 2.000 tpm een zinvol snelheidsbereik voor variaties in rol diameter.

Het continue koppel van 9,55 Nm is eveneens goed geplaatst. Het is voldoende om een kogelomwentelingsmoer met een spoed van 10 mm aan te drijven tegen een tafelbelasting van enkele honderden kilogrammen bij matige acceleratie. Het dekt middelzware transportbandsecties onder volledige productiebelasting. Het handhaaft een constante spanningsregeling op een haspelaandrijving over het gehele werkende diameterbereik. Het drijft een roterende indexeertafel aan door middel van multi-station cycli.

De piek van 28,6 Nm — precies drie keer continu — behandelt de acceleratie- en deceleratiefasen van elke positioneringscyclus. Dat zijn korte transiënten vergeleken met de fase met constante snelheid bij nominaal koppel; het thermische budget van de motor absorbeert ze zonder klachten, en het elektronische thermische model van de MR-J2S-200 volgt de cumulatieve belasting om ervoor te zorgen dat het beschermingsalarm afgaat voordat de wikkelingen een schadelijke temperatuur bereiken.

Wat dit alles optelt, is een motor die past bij de koppel- en snelheidsvereisten van een zeer breed scala aan algemene industriële assen zonder dat er overdimensionering of creatief mechanisch ontwerp nodig is om hem te laten werken.

Rechte As: Koppeling Opties en Selectie

De rechte as van de HC-SFS202 — geen spiebaan, geen platte kant, standaard cilindrische buitendiameter — is het universele startpunt voor het ontwerp van servomotor koppelingen. Elk belangrijk koppelingstype voor servo-toepassingen werkt met een rechte as: klauwkoppelingen, balgkkoppelingen, Oldham koppelingen, schijfkoppelingen en taper-lock V-snaar naven klemmen allemaal op de buitendiameter van de as met behulp van een gespleten naaf of krimpverbinding.

Bij 9,55 Nm continu en 28,6 Nm piek moet de koppelingselectie rekening houden met het piekcijfer, niet alleen met het nominale koppel. Een klauwkoppeling gedimensioneerd voor 9,55 Nm nominaal zal marginaal zijn tijdens agressieve acceleratiecycli bij 28,6 Nm piek. Standaard is het selecteren van de koppeling bij 1,5–2× het piekkoppel wanneer de belasting schokbelastingen inhoudt, en bij de piekkoppelwaarde wanneer de belasting puur inertieel is. Hoe dan ook, 28,6 Nm is het getal dat de koppelingdimensionering bepaalt, niet het nominale cijfer van 9,55 Nm.

Voor toepassingen waar een spiebaannaaf vereist of de voorkeur heeft — kettingwielen, bepaalde V-snaarpoelies, tandwielinvoernaven — is de HC-SFS202K (as met spiebaan, geen rem) mechanisch identiek in alle andere opzichten en gebruikt dezelfde MR-J2S-200 versterker. Prestatiespecificaties blijven ongewijzigd. Het enige verschil is de machinaal bewerkte spiebaan in de as.

Naaf montage: de trekboutmethode bij 176 × 176 mm frame. De instructiehandleidingen van Mitsubishi zijn hierin consistent voor motoren met een groot frame: gebruik altijd het schroefdraadgat aan het uiteinde van de as en een trekbout om een koppeling of naaf axiaal op de as te trekken. Nooit persen of hameren. De motor met een 176 × 176 mm frame heeft een langere as dan de 130 × 130 mm units, en impactbelasting tijdens naafinstallatie gaat door de as naar de encoder schijf en het achterste lager. De resulterende schade — meestal kleine schade aan het encoderlager of verkeerde uitlijning van de encoder schijf — produceert meestal geen onmiddellijk alarm. Het verschijnt weken of maanden later als intermitterende encoderruisfouten onder trillingen, wat aanzienlijke diagnostische inspanning kan vergen om terug te voeren naar een installatiegebeurtenis. Dertig extra seconden met een trekbout elimineert dit risico volledig.

Geen Rem: Wanneer Servo Lock de Juiste Oplossing is

De HC-SFS202 heeft geen elektromagnetische rem. De positie in rust wordt gehandhaafd door de gesloten-lus servo lock van de MR-J2S-200 versterker — de positielus blijft actief, de 17-bit encoder bewaakt de ashoek met hoge resolutie, en de versterker levert de benodigde stroom om de bevolen positie vast te houden. Op een gezonde as met correcte gain-afstemming, houdt dit de positie vast binnen één of twee encoder-tellingen — effectief nul zichtbare beweging.

Voor horizontale assen en symmetrisch belaste mechanismen waarbij geen zwaartekracht of veerkracht in de richting van de asrotatie werkt, is servo lock volledig betrouwbaar en adequaat. Er is geen mechanische reden om een rem toe te voegen, en de voordelen van de no-brake configuratie zijn tastbaar: eenvoudigere paneelbedrading, geen relais, geen 24V remcircuit, geen overspanningsbeveiligingscomponenten, geen MBR-vergrendelingssequentie in de PLC, geen periodieke inspectie van de remschijf, en een lichtere motor dan de equivalente variant met rem.

De technische vraag die voor elke as in een machine gesteld moet worden, is eenvoudig: als de servostroom onverwacht nul wordt, beweegt de as dan onder invloed van resterende krachten? Als het antwoord nee is — horizontale tafel, symmetrisch gebalanceerde roterende indexeerunit, vlakke transportbandsectie — is de HC-SFS202 zonder rem de juiste en complete specificatie. Als het antwoord ja is — verticale Z-as, hellende toevoer, door zwaartekracht beladen mechanisme — is de HC-SFS202B (rechte as met veer-toegepaste elektromagnetische rem) de vereiste. Beide gebruiken dezelfde MR-J2S-200 versterker.

Op een machine met meerdere servo-assen van deze capaciteit, resulteert het systematisch toepassen van deze test en de dienovereenkomstige selectie — in plaats van standaard remmen op alle assen — in een eenvoudiger machineontwerp met een lager componentenaantal.

De 17-Bit Encoder in Dagelijkse Productie

De in de HC-SFS202 ingebouwde encoder is Mitsubishi's 17-bit seriële absolute unit, die 131.072 discrete hoekposities per asomwenteling levert, samen met een multi-turn absolute telling die na uitschakelen wordt gehandhaafd door de A6BAT batterij in de versterker.

In de praktijk betekent dit voor een productiemachine het volgende:

Opstarten zonder homing. Wanneer de machine na een weekendstop, na een onderhoudsstop of na een noodstop wordt ingeschakeld, leest de MR-J2S-200 onmiddellijk de absolute ashoek. De controller kent de exacte aspositie zonder enige asbeweging. De productie kan direct worden hervat. Voor machines waarbij een homing routine een beweging door een gevarenzone zou vereisen, of waarbij de aspositie bij uitschakelen cruciaal was en precies bekend moet zijn voor de herstartsequentie, is dit geen gemak — het is een functionele vereiste.

Hoge-resolutie snelheidsfeedback. Met 131.072 tellingen per omwenteling heeft de snelheidslus extreem fijne positiegegevens om mee te werken, zelfs bij lage as-snelheden. Dit is een reden waarom J2-Super assen soepel draaien bij lage voedingssnelheden zonder snelheidsrimpel — de feedbackresolutie is hoog genoeg dat het besturingsalgoritme altijd nauwkeurige snelheidsinformatie heeft, ongeacht hoe langzaam de as draait. Voor toepassingen zoals haspelaandrijvingen met lage snelheid, kruipsnelheidsassen op machinegereedschappen, of koppelregel-aandrijvingen waarbij soepelheid bij lage snelheid belangrijk is, maakt de 17-bit resolutie een meetbaar verschil vergeleken met 14-bit voorgangers.

Batterijonderhoud. De A6BAT in de MR-J2S-200 versterker handhaaft de multi-turn teller na uitschakelen. Vervang deze wanneer de versterker een batterij-laag alarm weergeeft. Een volledig lege batterij reset de absolute teller, waardoor een referentie-terugkeer cyclus nodig is voordat de as de productie kan hervatten. Op productielijnen met hoge beschikbaarheid elimineert het proactief vervangen van de batterij bij het eerste batterij-laag alarm — in plaats van te wachten op volledige ontlading — ongeplande stilstand door een vermijdbare oorzaak.

Compatibele Versterkers

De HC-SFS202 wordt gekoppeld aan de MR-J2S-200 versterkerfamilie — het 2kW capaciteit J2-Super platform. Drie interfacevarianten komen tegemoet aan de belangrijkste besturingsarchitecturen:

MR-J2S-200A is de algemene interfaceversterker. Hij accepteert puls-train positiecommando's van CNC-controllers en PLC's, plus analoge snelheids- en koppelreferenties. Alle besturingsmodi zijn beschikbaar: positie, snelheid, koppel, en de schakelmoduscombinaties P/S, S/T, T/P. RS-232C maakt verbinding met MR Configurator voor parameterinstelling en diagnostiek. Dit is de standaardkeuze voor machinegereedschap-toevoerassen en algemene industriële positioneringstoepassingen.

MR-J2S-200B maakt verbinding met Mitsubishi A-serie en Q-serie motion controllers via de SSCNET glasvezelbus. Positiecommando's, encoder feedback, alarmgegevens en monitoring signalen reizen allemaal over de glasvezelverbinding. Voor gecoördineerde multi-as machines — bewerkingscentra die simultane multi-as contouring uitvoeren, transfersystemen met gesynchroniseerde assen, elektronische tandwieltoepassingen — biedt de SSCNET bus de real-time synchronisatie die analoge of puls-interfaces niet kunnen evenaren.

MR-J2S-200CP biedt ingebouwde enkel-as positionering. Tot 31 doelposities worden opgeslagen in de interne puntentabellen van de versterker en geactiveerd door digitale I/O of CC-Link netwerksignalen. Voor standalone indexeer-positioneringsassen die geen coördinatie met andere assen vereisen, elimineert de CP de kosten en complexiteit van een speciale motion controller.

Compatibiliteitsopmerkingen. De HC-SFS202 vereist een J2-Super (MR-J2S) versterker. Hij is niet compatibel met originele MR-J2-200 (eerste generatie) versterkers, die het 17-bit encoder seriële protocol niet kunnen lezen. Voor machines die eerste generatie MR-J2 hardware gebruiken, is de HC-SF202 (dezelfde mechanische specificatie, 14-bit encoder) de juiste motor. De HC-SFS202 is ook niet compatibel met MR-J3 of MR-J4 versterkers zonder een vernieuwingsadapterkit.

HC-SFS 2000 tpm Familie — Capaciteitscontext

De HC-SFS202 is het eerste model in het 2000 tpm bereik op de 176 × 176 mm flens en de laagste capaciteitsoptie in het grotere frame. De stap omlaag van de HC-SFS202 naar de HC-SFS152 betekent overstappen naar het kleinere 130 × 130 mm frame. Voor machineontwerpen die de grotere flens nodig hebben — hetzij voor motor massa distributie, as diameter vereisten, of toekomstige capaciteitsmarge — is de HC-SFS202 het startpunt.

Alle capaciteitsvarianten in de 2000 tpm familie zijn verkrijgbaar in vier as- en remconfiguraties: rechte as (HC-SFS202), rechte as met rem (HC-SFS202B), as met spiebaan (HC-SFS202K), en as met spiebaan en rem (HC-SFS202BK). Alle vier gebruiken de MR-J2S-200 versterkerklasse.

Typische Toepassingen

CNC machinegereedschap-toevoerassen. Kogelomwentelingsmoer-aangedreven X-, Y- en secundaire Z-assen op verticale en horizontale bewerkingscentra. Het continue koppel van 9,55 Nm en de maximale snelheid van 3.000 tpm zijn geschikt voor matige tafelmassa's bij praktische snelle doorvoersnelheden zonder reductietrap tussen motor en schroef.

Middelzware transportband- en transferaandrijvingen. Servo-gestuurde transportbandsecties, shuttle-mechanismen en onderdeel-transfersystemen op assemblage- en testlijnen. De 2kW capaciteit dekt middelzware lijnbelastingen; de absolute encoder elimineert homing bij herstart, wat belangrijk is voor productiesystemen met hoge beschikbaarheid die vaak stroom cycleren.

Roterende indexeertafels. Multi-station roterende indexeertafels waarbij de motor via een wormwiel of een nul-speling tandwieloverbrenging is aangesloten op de tafel. De 17-bit encoder levert de hoekresolutie die nodig is voor nauwkeurige stationpositionering; de piek van 28,6 Nm behandelt het acceleratiekoppel voor snelle indexbewegingen tussen stations.

Haspel- en ontwaringsspanningsaandrijvingen. Materiaalhaspelaandrijvingen die in koppelregelmodus draaien om een constante bandspanning te handhaven over een veranderende rol diameter. Het continue koppel van 9,55 Nm bij 2.000 tpm dekt een nuttig bereik van haspelstationgroottes en bandspanningsinstellingen. Real-time auto-tuning in de MR-J2S-200 helpt bij het handhaven van een consistente spanningsrespons naarmate de rol traagheid verandert met de diameter.

Hulpassen van spuitgietmachines. Servo-aangedreven uitwerper-, kern-trek- en schroefrotatie-assen op spuitgietmachines waarbij de motor een nauwkeurige positie onder belasting moet handhaven tijdens de matrijs-cyclus. De rechte as koppelt schoon aan tandheugel-en-rondsel uitwerper-mechanismen; de no-brake configuratie is geschikt op horizontale uitwerper-assen waar servo lock adequaat is.

Veelgestelde Vragen

V1: Wat is het verschil tussen de HC-SFS202 en de HC-SF202?

Beide zijn 2kW, 2000 tpm, rechte-as motoren op een 176 × 176 mm flens, en beide zijn mechanisch identiek in afmetingen en koppelingsinterface. Het cruciale verschil is de encoder-generatie. De HC-SF202 heeft een 14-bit (16.384 ppr) encoder en is compatibel met zowel originele MR-J2 als MR-J2S versterkers. De HC-SFS202 heeft een 17-bit (131.072 ppr) encoder en vereist een MR-J2S-200 versterker — hij werkt niet met een eerste generatie MR-J2. Voor een machine die al MR-J2S-200 versterkers gebruikt, is de HC-SFS202 de juiste motor. Voor machines met originele MR-J2-200 hardware, specificeer de HC-SF202.

V2: Kan de HC-SFS202 op een verticale as worden gebruikt zonder rem?

Alleen na zorgvuldige analyse. Servo lock via de MR-J2S-200 houdt horizontale assen betrouwbaar in rust, maar op een verticale as zal de zwaartekrachtbelasting die op de as werkt wanneer de servostroom nul wordt, neerwaartse beweging veroorzaken. Voor elke as waarbij beweging bij servo-uit gevaarlijk of mechanisch schadelijk is — inclusief de meeste verticale assen — is de HC-SFS202B (rechte as, veer-toegepaste elektromagnetische rem) de juiste specificatie. De rem schakelt standaard in en houdt de as mechanisch vast, ongeacht de servostatus.

V3: De HC-SFS202 bevindt zich op de 176 × 176 mm flens. Betekent dit dat hij een grotere montage nodig heeft dan de 1,5kW HC-SFS152?

Ja. De HC-SFS152 en zijn 130 × 130 mm flensvarianten zijn fysiek kleinere motoren. De HC-SFS202 stapt over op de 176 × 176 mm flens, wat een andere motor montage-interface vereist — grotere boutcirkel, andere centreerdiameter. Als een machine is ontworpen rond de 130 × 130 mm flens en u overweegt de HC-SFS202 als upgrade, zal de motor montageplaat aangepast moeten worden. Als het machineframe al de 176 × 176 mm montage gebruikt, past de HC-SFS202 naast de HC-SFS352, HC-SFS502 en HC-SFS702 varianten zonder mechanische wijziging.

V4: Welke versterker is nodig, en waar is de absolute encoder batterij?

De HC-SFS202 vereist een MR-J2S-200 versterker — de A (analoog/puls), B (SSCNET), of CP (ingebouwde positionering) variant. De back-up batterij voor de multi-turn absolute teller is de Mitsubishi A6BAT lithium unit, zich in de versterker bevindend, niet in de motor. Vervang deze bij het eerste batterij-laag alarm van de versterker. Een volledig lege batterij reset het absolute positiegeheugen en vereist een referentie-terugkeer cyclus voordat de as de productie kan hervatten.

V5: Is de HC-SFS202 nog steeds beschikbaar ondanks dat hij uit productie is?

Ja. Hoewel Mitsubishi de HC-SFS serie officieel heeft stopgezet naast het bredere MR-J2S platform, blijft de HC-SFS202 breed beschikbaar via industriële automatiserings-surplus dealers en gespecialiseerde Mitsubishi servo component leveranciers, zowel als nieuwe oude voorraad als geteste gereviseerde eenheden. Voor machines die op J2-Super hardware moeten blijven, is sourcing uit surplus eenvoudig. Voor nieuwe machineontwerpen is het equivalent van de huidige generatie de HG-SR202 (MR-J4 serie, 2kW, 2000 tpm, rechte as, 22-bit encoder, 176 × 176 mm flens, IP67), die een MR-J4-200 versterker vereist.