Mitsubishi HC-SFS202K (HCSFS202K) — 2kW AC Servomotor, spie-as, geen rem, MELSERVO-J2S Serie

Productidentificatie

Onderdeelnummer: HC-SFS202K

Ook gezocht als: HCSFS202K, HC-SFS-202K

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

Motortype: AC Borstelloze Servomotor — Spie-as, Geen rem, 2000 tpm, 200V AC

Platform: MELSERVO J2S (J2-Super)

De motor en zijn doel

Kies twee willekeurige kenmerken uit de HC-SFS202 variantmatrix — as type en aanwezigheid van rem — en u krijgt een motor geconfigureerd voor een specifieke klasse van toepassingen. De HC-SFS202K beantwoordt met een spie-as en geen rem: positieve koppeloverdracht via een machinaal bewerkte spiebaan, en positiebehoud in rust via versterker servo-vergrendeling in plaats van een mechanisch apparaat met veerwerking.

Die combinatie plaatst deze motor rechtstreeks in het domein van horizontale assen, tandwielgekoppelde aandrijvingen, tandriemmechanismen en elke toepassing waarbij een spie-en-naaf koppelpad de technische voorkeur heeft en de belasting geen fail-safe vasthouden vereist bij servo-uit. Met 2kW, 9,55 Nm continu en 28,6 Nm piek, dekt de HC-SFS202K de mainstream van middelgrote CNC-as en automatiseringsaandrijvingsvereisten — voldoende koppel om echte productiebelastingen aan te kunnen, compact genoeg om in de machineconstructies te passen die 2kW assen doorgaans bezetten.

Het MELSERVO-J2S platform's 17-bits seriële absolute encoder met 131.072 posities per omwenteling levert de feedbackkwaliteit die de MR-J2S versterker nodig heeft om de snelheids- en positielussen met hoge bandbreedte te laten draaien. Gekoppeld aan de verbeterde processor van de J2-Super versterker, ondersteunt die encoderresolutie de nauwkeurige snelheidsregeling en snelle storingsonderdrukking die precisiebewerking en snelle automatisering vereisen.

Technische specificaties

De spie-as: Het ontwerpen van een betrouwbare koppelinterface

Wrijving tussen een naafboring en de buitendiameter van de as brengt koppel over op een eenvoudige rechte as. De kleefkracht moet hoog genoeg zijn om het piekkoppel — 28,6 Nm — te weerstaan onder de slechtste bedrijfsomstandigheid die de as tegenkomt. Bij CNC-werktuigmachines is die slechtste omstandigheid geen constante snijtoestand. Het is een plotselinge omkering bij maximale snelle verplaatsing, een agressieve deceleratie van topsnelheid naar een positioneringdoel, of een bevolen noodstop met maximale stroom. Elk van deze, herhaaldelijk gedurende een productieshift, test een wrijvingsinterface op manieren die na verloop van tijd micro-slip kunnen introduceren. Micro-slip is verraderlijk: klein genoeg om individuele alarmdrempels te missen, groot genoeg om zich op te hopen tot dimensionale fouten over meerdere cycli.

De spiebaan op de HC-SFS202K verandert het koppelpad. De spie grijpt in bijpassende sleuven in zowel de as als de naaf; onder belasting draagt de spie in afschuiving en brengt het koppel mechanisch over, onafhankelijk van de wrijving die de interface toevallig biedt. Omkeerbelastingen, cyclische belastingen, schokbelastingen — geen van deze degraderen een correct gemonteerde spieverbinding progressief op de manier waarop ze een marginale wrijvingsklem kunnen degraderen.

Waar spiebanen de natuurlijke specificatie zijn:

Tandriemaandrijfpulley's, waarbij de riemspanning en cyclische tandwielkrachten precies de omkeerbelastingen creëren die spiebanen goed aankunnen. Tandwielnaven in aandrijflijnen met gereduceerde overbrengingsverhoudingen, waarbij de hoekregistratie tussen as en tandwiel behouden moet blijven voor een correcte tandflanking. Kettingspockets in pallettransfersystemen, waarbij de schokbelastingen van de kettingingrijping herhaaldelijk in wisselende richtingen aankomen. Precisiekoppelingen waarbij de naafboring een interne spiebaan bevat als onderdeel van de specificatie van de koppelverbinding.

Installatie-opmerking uit de Mitsubishi servomotorhandleiding: trek de koppelingnaaf op de as met behulp van het schroefdraadgat aan het asuiteinde en een trekbout — nooit door te hameren of te persen. Bij het frameformaat van 176 × 176 mm, worden krachten tijdens het monteren van de naaf via de as rechtstreeks overgebracht op de encoder-schijf en de lagerassemblage aan de achterkant van de motor. De resulterende encoderbeschadiging veroorzaakt niet noodzakelijkerwijs onmiddellijk een alarm; het heeft de neiging om intermitterende positiefouten onder trillingen te produceren, die werkelijk moeilijk terug te voeren zijn naar een montagegebeurtenis van de naaf. De trekboutmethode duurt seconden langer en voorkomt dit volledig.

Geen rem: Wanneer servo-vergrendeling de juiste architectuur is

Servo-vergrendeling — het continue gesloten-lus positiebehoud van de versterker met actieve motorstroom — is effectief en nauwkeurig voor een goed gedefinieerde klasse van assen. Dit zijn horizontale aandrijvingen, symmetrisch belaste mechanismen, en elke toepassing waarbij de belasting geen netto kracht uitoefent in de richting van de asrotatie wanneer de servo een positie vasthoudt. Voor al deze zou een rem extra hardware, bedrading, relaissequencing, paneellast en onderhoudsinterval toevoegen zonder functionele meerwaarde.

De HC-SFS202K is de specificatie voor die assen. Het verwijderen van de rem verwijdert niets dat de toepassing daadwerkelijk gebruikt, en het vereenvoudigt het elektrische systeem bij elke as in de machine waar het van toepassing is.

Waar het beeld verandert — verticale glijbanen, zwaartekrachtbelaste armen, hellende voedingsassen, elke aandrijving waarbij de belasting zou bewegen wanneer de servostroom wegvalt — behoort de as tot de HC-SFS202BK (spie-as met veerbediende rem). Dat is een technische beslissing, geen kostenoptimalisatie. Op machines met meerdere 2kW assen vereenvoudigt het correct sorteren van welke assen remmen nodig hebben en welke niet, het paneelontwerp aanzienlijk.

17-bits encoder: Wat de resolutie in de praktijk biedt

De encoder-upgrade van het J2-Super platform van het 14-bits apparaat in de eerdere HC-SF-serie naar 17 bits was een achtvoudige resolutieverhoging — van 16.384 naar 131.072 posities per omwenteling. Bij 2kW en 2.000 tpm, dit uit zich praktisch op verschillende manieren.

Snelheidsschatting voor de snelheidslus verbetert omdat opeenvolgende encoder-samples fijnere hoekstappen vertegenwoordigen. De snelheidslus ontvangt een snelheidsignaal met minder ruis, wat een hogere proportionele versterking mogelijk maakt zonder instabiliteit. Hogere versterking betekent dat de versterker snelheidsstoringen sneller corrigeert — snijkrachtveranderingen, traagheidsvariaties, en transmissie-compliance-effecten die de as van zijn bevolen snelheids profiel duwen, worden sneller en met minder restfout onderdrukt.

Bij lage voedingssnelheden en tijdens deceleratie naar een positiedoel, betekenen fijnere encoderstappen dat de positielus kleinere fouten kan detecteren en corrigeren. De as stabiliseert herhaalbaarder op de bevolen positie, en de snelheidsgolfvorm bij lage snelheid bevat minder rimpel — wat belangrijk is voor de oppervlakteafwerking bij contourbewerkingen en voor de dimensionale consistentie van onderdeel tot onderdeel bij positioneringstoepassingen.

De absolute functie ondersteunt de opslag van posities bij elke stroomonderbreking. De A6BAT lithiumcel in de MR-J2S versterker houdt de meeromwentelingsteller levend tijdens stroomuitvalperiodes. Elke herstart — gepland of anderszins — brengt de as in zijn exacte laatst bekende positie. Voor productiemachines die routinematig door noodstops, alarmresetten en einde-shift-uitschakelingen gaan, levert het elimineren van verplichte homing-cycli meetbare tijdsbesparingen gedurende een jaar gebruik.

Compatibele versterkers

De HC-SFS202K wordt aangestuurd door de MR-J2S-200 klasse versterker, het 2kW J2-Super platform. Drie interface types passen bij verschillende systeemarchitecturen:

MR-J2S-200A — Analoge en puls-trein commando-interface. Accepteert stap/richting puls-treinen en ±10V analoge commando's van CNC-systemen en PLC's. Positie-, snelheids- en koppelregelmodi zijn allemaal beschikbaar. Configuratie via MR Configurator via RS-232C.

MR-J2S-200B — SSCNET glasvezel seriële bus. Maakt verbinding met Mitsubishi A-serie of Q-serie motion controllers voor gecoördineerde multi-as systemen. Positiecommando's komen via het netwerk van de motion controller; encodergegevens keren terug via dezelfde glasvezelverbinding.

MR-J2S-200CP — Ingebouwde positionering. Tot 31 doelposities opgeslagen in de versterker, geactiveerd door I/O-signalen of CC-Link commando. Geschikt voor eenvoudige standalone indexeerbare positionering zonder speciale motion controller.

De HC-SFS202K is niet compatibel met originele MR-J2-200 versterkers (eerste generatie, pre-J2S) die het 17-bits encoderprotocol niet kunnen lezen. Voor machines die eerste generatie MR-J2 hardware draaien, is de HC-SF202K (J2 generatie, 14-bits encoder, dezelfde mechanische specificatie) het juiste doelwit.

Waar de 202K zich bevindt in de HC-SFS 2000 tpm familie

De 202 capaciteit markeert de overgang van de 130 × 130 mm flensgroep naar de 176 × 176 mm flens — een montagevoetafdruk die gedeeld wordt met de 3,5kW, 5kW en 7kW motoren in deze familie. Een machine ontworpen rond de 176 × 176 mm flens kan elke motor van 2kW en hoger accepteren zonder montageplaatwijzigingen, wat de ontwerpmarge biedt voor toekomstige capaciteitsupgrades.

Typische toepassingen

CNC-bewerkingscentrum X- en Y-tafelvoedingassen. Primaire horizontale tafelassen op verticale en horizontale bewerkingscentra dragen werkstuk- en armatuurbelastingen bij aanhoudende snijsnelheden en hoge snelle verplaatsingssnelheden. Dit zijn horizontale assen — geen rem vereist — en de spie-as past bij de precisiekoppelingen die gebruikt worden op zeer stijve kogelomloopspindelaandrijvingen. De 9,55 Nm continu biedt koppelautoriteit voor aanhoudend zwaar snijden zonder dicht bij de thermische limiet te komen.

Tandriemaandrijvingsmechanismen op multi-as machines. Secundaire assen op multi-spindel bewerkingscentra, transfermachines en hogesnelheidsassemblageapparatuur die tandriemen gebruiken tussen de servomotor en het aangedreven mechanisme vereisen spie-pulley's aan de motorzijde. De herhaalde spanningscycli van de riem creëren precies de directionele belastingsomkeringen die spiebanen betrouwbaarder aankunnen dan puur wrijvingsklemontwerpen.

Servo-aangedreven roterende as en tandwielgekoppelde aandrijvingen. 4e-as roterende tafel aandrijvingen met rechte of schuine tandwielreductie tussen de servomotor en de tafel-ingang vereisen een spie-tandwielnaaf aan de motorzijde voor positieve tandflanking. De 17-bits encoder biedt de hoekresolutie die nauwkeurige multi-face indexering vereist, en de 28,6 Nm piek vangt de inertie-eis van snelle tafelindexering op.

Hogesnelheidsverpakkings- en etiketteerassen. Tandriemaangedreven infeed-, filmtrek- en registratiecorrectieassen op verpakkingslijnen gebruiken servomotoren met spie-aandrijfpulley's en profiteren van de snelle respons en hoge bandbreedte van het J2-Super platform. De IP65-classificatie is geschikt voor de reinigings- en stofomstandigheden die gebruikelijk zijn in voedsel- en farmaceutische verpakkingsomgevingen.

Horizontale transportband- en transfer servo-aandrijvingen. Servo-gestuurde transportbanden, roterende indexeerstations en onderdeelaccumulatiesystemen gebruiken middelgrote servo-aandrijvingen op horizontale assen waar servo-vergrendeling voldoende rustpositiebehoud biedt en de spie-as past bij de tandwiel- of koppelaandrijvingsinterface.

Veelgestelde vragen

V1: Welke versterkers zijn compatibel met de HC-SFS202K?

De HC-SFS202K vereist een MR-J2S-200 klasse versterker van het MELSERVO-J2S (J2-Super) platform. De drie standaardvarianten zijn de MR-J2S-200A (analoog/puls commando), MR-J2S-200B (SSCNET glasvezel bus voor motion controllers), en MR-J2S-200CP (ingebouwde positionering). Alle ondersteunen de 17-bits seriële encoder en de 11A nominale stroom van de motor. Deze motor is niet compatibel met eerste generatie MR-J2-200 versterkers of met MR-J3 / MR-J4 versterkers.

V2: Wat is het verschil tussen de HC-SFS202K en de HC-SFS202BK?

Identiek in alle elektrische en mechanische specificaties — dezelfde 2kW, 9,55 Nm, 28,6 Nm piek, 17-bits encoder, spie-as, 176 × 176 mm flens, dezelfde versterkerklasse. De HC-SFS202BK voegt een veerbediende elektromagnetische rem toe; de HC-SFS202K niet. Kies de variant zonder rem voor horizontale assen waar servo-vergrendeling voldoende vasthoudt onder alle stopomstandigheden. Kies de BK variant voor verticale assen of elke toepassing waarbij de belasting mechanisch moet worden vastgehouden wanneer de servovoeding wordt uitgeschakeld.

V3: Wat is het verschil tussen de HC-SFS202K en de HC-SFS202 (rechte as)?

Mechanisch en elektrisch identiek — dezelfde 2kW output, dezelfde koppelcijfers, dezelfde encoder, dezelfde flens, dezelfde versterkervereisten. Het enige verschil is de as: HC-SFS202 heeft een rechte gladde as voor wrijvingsklemkoppelingen; HC-SFS202K heeft een machinaal bewerkte spiebaan voor positieve spie-en-naaf koppeloverdracht. Kies uitsluitend op basis van het koppelingontwerp van het aangedreven mechanisme.

V4: Kan de HC-SFS202K een eerste generatie HC-SF202K vervangen op een machine met MR-J2-200 versterkers?

Niet direct. De HC-SFS202K gebruikt een 17-bits J2S encoder die MR-J2-200 versterkers niet kunnen lezen — het aansluiten van deze motor op een eerste generatie MR-J2 versterker zal een encoderfout veroorzaken. Voor machines die originele MR-J2-200 versterkers draaien, kiest u de HC-SF202K (J2 generatie, 14-bits encoder) voor een identieke vervanging. Als de versterkers MR-J2S-200 zijn, zijn zowel de HC-SF202K als de HC-SFS202K compatibel — de HC-SFS202K biedt een hogere encoderresolutie.

V5: Wordt er een spie meegeleverd met de HC-SFS202K?

Standaardpraktijk voor Mitsubishi spie-as HC-SFS motoren is om de spiebaan machinaal in de as te bewerken zonder een spie mee te leveren in de motorverpakking. Controleer de afmetingen van de spiebaan uit de servomotor instructiehandleiding voor de HC-SFS202 serie voordat u een spie bestelt, en selecteer een spie met de juiste breedte, hoogte, lengte en tolerantie voor het ontwerp van de naafboring en de koppel- en schokbelastingsomstandigheden van de toepassing.