Mitsubishi HC-MFS73BG1 — 750W AC Servo Motor met Vertraging, Rem + G1 Reductie, MELSERVO-J2S Serie

Productidentificatie

Onderdeelnummer: HC-MFS73BG1

Ook gezocht als: HCMFS73BG1, HC-MFS-73BG1

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

Motortype: AC Borstelloze Servo Motor met Vertraging — Ultra-lage Traagheid, Elektromagnetische Rem, G1 Flens-Type Reductie

Staat: Nieuw in Doos

Overzicht

Het Mitsubishi HC-MFS73BG1 combineert drie elementen in één compacte behuizing: een 750W ultra-lage traagheid AC servo motor, een geïntegreerde G1 algemene industriële flens-type reductie, en een veerbelaste elektromagnetische rem. De motor draait met 3.000 omw/min, de rem zorgt voor een veilige mechanische vergrendeling zodra de 24V DC wordt verwijderd, en de G1 tandwielkast verlaagt de motorsnelheid naar de uitgaande as terwijl het koppel proportioneel wordt vermenigvuldigd — alles in een zelfstandige unit die direct in de machine kan worden gemonteerd zonder dat er een apart uitgelijnde externe tandwielkast nodig is.

De HC-MFS serie is gebouwd rond ultra-lage traagheid. Waar de HC-SFS en HC-KFS families respectievelijk medium en lage traagheid hebben, bevinden de HC-MFS motoren zich aan het andere uiteinde van het traagheidsspectrum — extreem kleine rotors met minimale hoekimpuls. Dat kenmerk maakt ze snel. Servo motoren met ultra-lage traagheid versnellen en vertragen snel, reageren bijna onmiddellijk op snelheids- en positiecommando's, en zijn de juiste specificatie voor toepassingen met hoge cycli waarbij de servo-as het grootste deel van zijn levensduur in de transiënte fase doorbrengt — starten, stoppen, omkeren — in plaats van in stabiele beweging. Robotica, pick-and-place systemen, halfgeleiderhandling, verpakking en etikettering, en elk mechanisme dat tientallen of honderden keren per minuut indexeert, behoren tot deze toepassingsklasse.

Het toevoegen van de G1 reductie en rem aan die snelle, lichte motor creëert een veelzijdige servo-aandrijving met vertraging: hoge cycli-capaciteit bij gereduceerde uitgangssnelheid, vermenigvuldigd uitgangskoppel, veilige remvergrendeling bij elke indexpositie, en de 17-bits seriële absolute encoder die 131.072 ppr positiefeedback levert op de motoras, ongeacht de overbrengingsverhouding.

Technische Specificaties

Ultra-lage traagheid: Wat het in de praktijk betekent

De rotor traagheid van de HC-MFS73 is 0,6 kg·cm² — aanzienlijk lager dan de HC-KFS73 en dramatisch lager dan motoren met gemiddelde traagheid bij gelijkwaardig vermogen. Dat kleine getal heeft een direct effect op hoe de as zich gedraagt tijdens elke versnellings- en vertragingsgebeurtenis.

Een rotor met lagere traagheid vereist minder koppel om met een bepaalde snelheid te versnellen, of kan equivalent een hogere versnellingssnelheid bereiken met hetzelfde koppel. Wanneer een as honderden korte positioneringsbewegingen per uur doorloopt — elke beweging bestaande uit een versnellingsfase, een korte periode met constante snelheid en een vertragingsfase — domineert de tijd die wordt besteed aan de transiënte fasen de totale cyclustijd. Het verminderen van de rotor traagheid vermindert de tijd die in elke transiënte fase wordt doorgebracht, en die reductie wordt gecompenseerd over elke cyclus in een productieshift.

De keerzijde is de gevoeligheid voor belasting. Motoren met ultra-lage traagheid zijn gevoeliger voor een mismatch in belastingstraagheid dan hun tegenhangers met gemiddelde traagheid. Wanneer de belastingstraagheid die wordt gereflecteerd op de motoras vele malen groter is dan de eigen rotor traagheid van de motor, moet de auto-tuning routine van de versterker harder werken om stabiele versterkingen te vinden. De G1 reductie op de HC-MFS73BG1 pakt dit direct aan: de overbrengingsverhouding vermindert de gereflecteerde belastingstraagheid met het kwadraat van de verhouding. Een 1/20 reductie vermindert de gereflecteerde belastingstraagheid met een factor 400, waardoor zelfs gematigde externe belastingstraagheden binnen een comfortabel bereik komen voor de ultra-lage traagheid motor om stabiel te regelen.

De G1 Tandwielkast: Koppelvermenigvuldiging en Snelheidsreductie

De G1 reductie is Mitsubishi's algemene industriële tandwieloptie met flensuitgang voor de HC-MFS serie — een flensgemonteerde tandwielkast die een asuitgang presenteert aan de buitenkant, met de motorflens aan de voorkant als montagepunt. Het resultaat is een enkele axiaal uitgelijnde unit met de motor aan het ene uiteinde, de tandwielkast in het midden, en de uitgaande as die uit de achterkant van de tandwielkast steekt.

De basis motor draait met 3.000 omw/min en levert continu 2,4 Nm. Na de tandwielstap — bij een 1/20 verhouding, bijvoorbeeld — draait de uitgaande as met 150 omw/min en is het theoretische continue koppel aan de uitgang, vóór tandwielverliezen, ongeveer 48 Nm. Die transformatie is de praktische reden voor het combineren van de reductie met een ultra-lage traagheid motor: de motor werkt in zijn optimale regime van hoge snelheid en laag koppel waar hij het meest efficiënt is, terwijl de uitgaande as het profiel van lage snelheid en hoog koppel levert dat de toepassing daadwerkelijk vereist.

Beschikbare overbrengingsverhoudingen zijn 1/5, 1/9, 1/15, 1/20 en 1/25. De specifieke verhouding in een bepaalde unit is gemarkeerd op het typeplaatje van de tandwielkast. De keuze van de verhouding omvat het balanceren van het bereik van de uitgangssnelheid, het niveau van het uitgangskoppel, de effectieve encoderresolutie op de uitgaande as, en het beheer van de gereflecteerde belastingstraagheid. Lagere verhoudingen geven hogere uitgangssnelheid en lager uitgangskoppel; hogere verhoudingen geven lagere uitgangssnelheid, hoger koppel en betere reductie van de gereflecteerde traagheid.

Effectieve encoderresolutie aan de tandwieluitgang is een van de minder voor de hand liggende voordelen van motoras-codering via een reductie. De 17-bits encoder op de motoras leest 131.072 posities per motoromwenteling. Bij een 1/20 verhouding komt elke uitgaande asomwenteling overeen met 20 motoromwentelingen, wat resulteert in 20 × 131.072 = 2.621.440 effectieve encoder-tellingen per uitgaande omwenteling. Voor positioneringstoepassingen met lage snelheid is dit een uitzonderlijk fijne hoekreferentie — fijner dan de meeste speciale uitgaande as-encoders op deze schaal.

De bescherming van het tandwielgedeelte is IP44, een stap lager dan de IP55 van de motorbehuizing. Voor omgevingen met spatwater, reiniging onder hoge druk of aanzienlijke blootstelling aan koelmiddel, moet dit beschermingsniveau worden overwogen. Installaties waarbij de tandwielkast kan worden blootgesteld aan gerichte waterstralen of onderdompeling, moeten aanvullende afdichting of een andere motor-tandwielkastconfiguratie gebruiken.

Elektromagnetische rem op een Kleine Servo Motor met Vertraging

De rem op de HC-MFS73BG1 zit op de motoras, tussen de encoderassemblage van de motor en de ingangstrap van de tandwielkast. Wanneer de 24V DC wordt verwijderd — opzettelijk tijdens een uitschakelingssequentie, of automatisch tijdens een storing of noodstop — grijpt de veer de motoras. Omdat de belasting via de tandwielkast is aangesloten, is het effectieve houdkoppel aan de tandwieluitgang gelijk aan het nominale houdkoppel van de rem op de motoras vermenigvuldigd met de overbrengingsverhouding.

Op een 750W motor met een rem die is ontworpen om het koppel van de motoras vast te houden, is dit vermenigvuldigingseffect significant. Bij een 1/20 overbrengingsverhouding wordt een rem op de motoras die 2,4 Nm vasthoudt, ongeveer 48 Nm effectieve houdkracht aan de tandwieluitgang (vóór verliezen door tandwielinefficiëntie). Voor kleine verticale assen, lichte robotgewrichten en compacte indexeringsmechanismen is deze versterkte houdkracht meer dan voldoende om elke gravitationele of veerbelaste drift te voorkomen wanneer de servo is uitgeschakeld.

Het MBR-signaal van de MR-J2S versterker regelt de timing van het remrelais. MBR vertraagt de inschakeling totdat de vertragingsroutine van de versterker de motor tot stilstand heeft gebracht. Op een motor met ultra-lage traagheid en een kleine belasting is de vertraging snel — maar het inschakelen van de veer tegen een draaiende motoras, zelfs met lage traagheid, veroorzaakt slijtage die snel oploopt over duizenden cycli. MBR-interlock zorgt ervoor dat de rem altijd inschakelt wanneer de motor stilstaat. Een overspanningsbeveiliging direct over de klemmen van de remspoel onderdrukt de inductieve transiënte bij het uitschakelen, waardoor de relaisuitgang en andere 24V DC circuitcomponenten worden beschermd.

17-Bits Encoder: Fijne Feedback via de Overbrengingsverhouding

De encoder is gepositioneerd op de motoras, vóór de tandwielstap, en leest 131.072 posities per omwenteling. Deze locatie is doelbewust: de encoder ziet te allen tijde de volledige resolutie van de motoras, ongeacht de overbrengingsverhouding die erachter komt. De versterker werkt met dit signaal met hoge resolutie om de snelheidslus en positielus van de motor met dezelfde bandbreedte te laten lopen als op een kale motor, en de absolute positieteller dekt het volledige meeromwentelingsbereik van de uitgaande as met een corresponderende resolutievermenigvuldiging.

Batterijback-up voor de absolute teller maakt gebruik van de A6BAT lithiumcel in de MR-J2S versterker. De positie wordt behouden tijdens elke stroomonderbreking, en de machine start opnieuw op in een exacte bekende positie zonder een homing-cyclus. Voor automatisering met hoge cycli waarbij de opstarttijd van de shift ertoe doet, of voor systemen die vaak noodstops ondergaan tijdens de productie, is dit een echt operationeel voordeel.

Compatibele Versterkers

De HC-MFS73BG1 wordt gekoppeld aan de MR-J2S-70 klasse versterker — het 750W J2-Super platform. Drie interfacevarianten:

MR-J2S-70A verwerkt analoge en pulstreincommando's van PLC's en CNC-systemen. Positie-, snelheids- en koppelregelmodi, met RS-232C voor MR Configurator setup. Accepteert enkel- of driefasige 200V AC-ingang, waardoor het flexibel is voor paneelinstallaties waar alleen enkelfasige stroom beschikbaar is.

MR-J2S-70B werkt op de SSCNET glasvezel seriële bus onder een Mitsubishi A-serie of Q-serie motion controller — de standaard voor gecoördineerde multi-assystemen waarbij alle servo-assen communiceren via een gemeenschappelijk netwerk.

MR-J2S-70CP heeft een ingebouwde puntentabel voor standalone positionering zonder externe motion controller, met CC-Link of I/O command interface.

Alle drie ondersteunen de 17-bits seriële encoder. De HC-MFS73BG1 is niet compatibel met MR-J3 of MR-J4 versterkers. Voor systemen die momenteel draaien op originele eerste generatie MR-J2-70 versterkers, let op dat het J2S encoderprotocol verschilt van de eerste generatie J2 encoder — compatibiliteit hangt af van de specifieke MR-J2 versterker softwareversie; verifieer vóór installatie.

HC-MFS 3000 omw/min Familie — 750W in Context

De HC-MFS73 is de grootste capaciteit in de HC-MFS familie. Alle modellen hebben de 17-bits absolute encoder als standaard en worden gekoppeld aan J2-Super versterkers in de bijbehorende capaciteitsklasse. De 80 × 80 mm flens van de HC-MFS73 is compact ten opzichte van het motorvermogen, waardoor de totale footprint klein blijft, zelfs met de G1 tandwielkast eraan.

Typische Toepassingen

Compacte robotgewricht- en polsaandrijvingen. Kleine industriële robots, SCARA robots en delta-type pick-and-place mechanismen gebruiken ultra-lage traagheid motoren op de buitenste gewrichten en polsassen waar het minimaliseren van bewegende massa net zo belangrijk is als het minimaliseren van motor traagheid. De HC-MFS73BG1 levert de snelheid, reactiesnelheid en door tandwielen vermenigvuldigd uitgangskoppel die deze gewrichten nodig hebben, met de rem die de gewrichtspositie vasthoudt tijdens stroomuitval.

Hoge cycli indexeer- en roterende stationaandrijvingen. Roterende indexeertafels op assemblage- en testlijnen die snel door vaste hoekposities cycleren — pauze, index, pauze, index — met snelheden van zestig of meer cycli per minuut, gebruiken ultra-lage traagheid servo-aandrijvingen met vertraging om de indexeringstijd te minimaliseren. De rem houdt elke stationpositie stevig vast tijdens de pauze zonder servo-vergrendelstroom, waardoor de thermische belasting van de versterker wordt verminderd tijdens productieruns met hoge duty.

Servo-assen op verpakkings- en etiketteermachines. Etiketteerrollen, productinvoerindexers en sluitstationaandrijvingen op verpakkingslijnen draaien met hoge cycli en compacte montage-enveloppen. De kleine 80 × 80 mm motorflens en tandwielkast van de HC-MFS73BG1 passen in de beperkte installatieruimtes die typisch zijn voor het ontwerp van verpakkingsmachines, en de absolute encoder behoudt de productregistratie tijdens elke noodstop en herstart.

Apparatuur voor assemblage van halfgeleiders en elektronica. Wafelhandling, componentinvoeging en soldeerpasta-dispense assen op productieapparatuur voor halfgeleiders en elektronica vereisen snelle, nauwkeurige, lichtgewicht servo-aandrijvingen. Het ultra-lage traagheidskenmerk van de HC-MFS73 is direct gespecificeerd voor deze apparatuurklasse, en de compacte voetafdruk past in de krappe machinegeometrieën.

Transportband-afleiders en sorteerpoorten. Servo-gestuurde afleiderpoorten en rijbaanwisselmechanismen op sorteertransportbanden vereisen snelle activering, betrouwbare positiebehoud in de ingestelde positie, en een kleine fysieke omvang om in de transportbandstructuur te passen. De rem houdt de poortpositie mechanisch vast, de tandwielkast levert het uitgangskoppel om het poortmechanisme tegen weerstand van de band te bewegen, en de absolute encoder zorgt ervoor dat de poortpositie direct na het inschakelen bekend is zonder kalibratiecyclus.

Veelgestelde Vragen

V1: Welke versterkers zijn compatibel met de HC-MFS73BG1?

De HC-MFS73BG1 vereist een MR-J2S-70 klasse versterker uit het MELSERVO-J2S platform. De drie belangrijkste varianten zijn de MR-J2S-70A (algemene analoge/puls commando, accepteert enkel- of 3-fasige 200V ingang), MR-J2S-70B (SSCNET glasvezelbus voor Mitsubishi motion controllers), en MR-J2S-70CP (ingebouwde positioneringsfunctie). Alle drie ondersteunen de 17-bits seriële encoder. Deze motor is niet compatibel met MR-J3 of MR-J4 versterkers.

V2: Hoe beïnvloedt de G1 reductie het uitgangskoppel en de snelheid?

De G1 tandwielkast verlaagt de uitgaande as snelheid en vermenigvuldigt het koppel in verhouding tot de overbrengingsverhouding. Bij de nominale snelheid van 3.000 omw/min van de basis motor en 2,4 Nm, produceert een 1/20 verhouding ongeveer 150 omw/min aan de uitgaande as met een theoretische koppelvermenigvuldiging van 20× — vóór tandwielverliezen, doorgaans 85-90% voor dit type reductie. De specifieke verhouding die in een bepaalde unit is geïnstalleerd, staat vermeld op het typeplaatje van de tandwielkast. De encoder blijft op de motoras en leest met volledige 17-bits resolutie, ongeacht de verhouding.

V3: Waarom is de motorbescherming IP55 terwijl het tandwielgedeelte slechts IP44 is?

De motorbehuizing en de encoderassemblage op de HC-MFS73BG1 hebben een IP55-classificatie — beschermd tegen stof en waterstralen met lage druk vanuit elke richting. Het tandwielkastgedeelte is geclassificeerd als IP44, wat bescherming tegen vaste deeltjes en spatwater vanuit elke richting dekt, maar geen aanhoudende gerichte waterstralen. Dit is een standaardkenmerk van geïntegreerde servo-tandwielmotoren in deze serie. Voor omgevingen met reiniging onder hoge druk of toepassingen met aanzienlijke koelmiddelsplinters, moet de IP44-classificatie van het tandwielgedeelte worden geverifieerd aan de hand van de beschermingseisen van de installatie.

V4: Waar bevindt zich de elektromagnetische rem in de assemblage, en hoe beïnvloedt de overbrengingsverhouding de houdkracht?

De rem bevindt zich op de motoras, tussen de motorrotor en de ingangstrap van de tandwielkast. Wanneer de 24V DC wordt verwijderd, grijpt de veer de motoras mechanisch vast. Omdat de belasting via de overbrengingsverhouding aan de motor is gekoppeld, is de effectieve houdkracht op de uitgaande as van de tandwielkast gelijk aan het houdkoppel van de rem op de motoras vermenigvuldigd met de overbrengingsverhouding. Een hogere overbrengingsverhouding produceert een grotere houdkracht aan de belastingszijde vanuit dezelfde rem. Gebruik altijd de MBR-interlockuitgang van de MR-J2S versterker om ervoor te zorgen dat de rem pas inschakelt nadat de motor tot stilstand is gekomen.

V5: Zit de batterij van de absolute encoder in de motor of de versterker?

De batterij bevindt zich in de MR-J2S servo-versterker, niet in de motor of de tandwielkastassemblage. De Mitsubishi A6BAT lithiumcel die in de versterker is geïnstalleerd, onderhoudt de meeromwentelings absolute positieteller van de 17-bits encoder tijdens elke stroomonderbreking. Vervang deze wanneer de versterker een alarm voor lage batterijspanning aangeeft — vóór volledige ontlading, wat de absolute teller zou resetten en een referentie-terugkeercyclus zou vereisen voordat de machine de productie hervat.