E

Mitsubishi HC-SFS121K (HCSFS121K) — 1,2kW AC Servomotor, spie-as, geen rem, 1000 omw/min, MELSERVO-J2S Serie

Productidentificatie

Onderdeelnummer: HC-SFS121K

Ook gezocht als: HCSFS121K, HC-SFS-121K

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

Motortype: AC Borstelloze Servomotor — Spie-as, Geen rem, 1000 omw/min, 200V AC

Waarvoor deze motor is gebouwd

Bij 1.000 omw/min met 11,5 Nm continu koppel, neemt de Mitsubishi HC-SFS121K een specifieke en doelbewuste positie in binnen de MELSERVO-J2S-lijn — een servomotor met gemiddelde traagheid die een hoge koppel-vermogenverhouding levert bij lage as-snelheid, met een machinaal bewerkte spiebaan voor positieve mechanische koppeling en geen elektromagnetische rem voor toepassingen waar alleen servo-vergrendeling volstaat.

De nominale snelheid van 1000 omw/min is het bepalende kenmerk. Het draaien van dezelfde 1,2kW door een 2.000 omw/min motor zou het continue koppel halveren tot ongeveer 5,7 Nm. De langzamere nominale snelheid van de HC-SFS121K concentreert het beschikbare vermogen in aanzienlijk hoger as-koppel — 11,5 Nm continu — zonder enige tandwieloverbrenging tussen de motor en de belasting. Voor assen waar het koppelbudget de beperkende factor is, niet de snelheidslimiet, is dit het werkpunt dat het ontwerpprobleem direct oplost.

De spie-as maakt het plaatje compleet. Waar het aangedreven component — een wormwielingang, een tandriemschijf, een kettingtandwiel — een positief mechanisch koppelpad vereist in plaats van een wrijvingskleminterface, biedt de machinaal bewerkte spiebaan dit. Geen rem betekent eenvoudigere bedrading, geen relais-sequencing en geen MBR-interlock overhead op assen waar zwaartekracht geen factor is en de servo-vergrendeling van de versterker de positie adequaat vasthoudt in rust.

Gekoppeld aan de 17-bits seriële absolute encoder op 131.072 ppr en de MR-J2S-200 versterker, levert de HC-SFS121K J2-Super platformprestaties — snelheidsregeling met hoge bandbreedte, fijne encoderresolutie en absolute positie-back-up voor meerdere omwentelingen — op dit middenbereik 1000 omw/min capaciteitspunt.

Technische specificaties

11,5 Nm bij 1000 omw/min: Begrip van het koppelvoordeel

De fysica is rechttoe rechtaan. Vermogen is gelijk aan koppel vermenigvuldigd met hoeksnelheid. Houd het vermogen constant en verlaag de snelheid, en het koppel moet proportioneel stijgen om dezelfde output te behouden. Bij 1,2kW en 1.000 omw/min levert de HC-SFS121K 11,5 Nm continu. Een vergelijkbare motor bij 2.000 omw/min met 1,2kW zou ongeveer 5,7 Nm produceren. Zelfde elektrische vermogen verbruikt, zelfde versterkerklasse — maar het koppel dat aan de as beschikbaar is voor duurzaam werk is verdubbeld.

Voor toepassingen waar de kritische ontwerpparameter het koppel is dat de motor continu kan leveren onder productiebelasting, niet hoe snel de as draait, is dit verschil praktisch significant. Zware langzaam draaiende transportbandaandrijvingen. Wormwielingangen waar het motorkoppel direct in de reductie gaat zonder extra trap. Materiaalwikkelingsaandrijvingen die constante spanning moeten handhaven over een breed rol-diameterbereik. Roterende indexeertafels die bij elke station onder belasting blijven staan. Elk van deze profiteert van het hogere continue koppel aan de as, en de HC-SFS121K levert dit zonder extra mechanische reductie.

De piek van 34,4 Nm — driemaal het nominale continue cijfer — regelt de acceleratie. Wanneer de as de bedrijfssnelheid moet bereiken vanuit stilstand, of wanneer een snelle indexeercyclus van station naar station een hoog koppel vereist voor de acceleratie- en deceleratiefasen, is de piekcapaciteit beschikbaar voor die transiënten. De motor keert terug naar continue bedrijfsomstandigheden tijdens de duurzame fase van elke cyclus, en het thermische budget blijft intact.

De spie-as bij deze capaciteit

Elf en een halve Newtonmeter continu koppel, met een piek van 34,4 Nm, stelt reële eisen aan de as-naar-naafverbinding. Het koppelpad tussen de motoras en het aangedreven component moet betrouwbaar zijn over het volledige bereik van bedrijfsomstandigheden — stabiele belasting, cyclische omkering, schokken van kettingkoppeling of tandwieloverbrenging, en de hoog-koppeltransiënten tijdens acceleratie en deceleratie.

Een wrijvingsklemkoppeling is volledig afhankelijk van de contactkracht tussen de naafboring en de as-buitendiameter. Die kracht wordt ingesteld bij installatie en moet voldoende zijn om het piekkoppel onder de slechtste bedrijfsomstandigheid gedurende de levensduur van de motor te weerstaan. Trillingen, thermische cycli en slijtage kunnen die kracht na verloop van tijd verminderen, en een marginale klem die het continue koppel aankan, kan slippen onder een piektransiënt — wat positiefout introduceert die onopgemerkt oploopt voordat het een zichtbaar probleem veroorzaakt.

De spiebaan verandert het koppeltransmissiemechanisme. De spie zit in bijpassende sleuven in zowel de as als de naaf en transporteert koppel via de afschuifdoorsnede van de spie in plaats van via wrijving. Dit is mechanisch robuust onder alle omstandigheden — omkering, cyclische belasting, schokken — die wrijvingsinterfaces het meest uitdagend vinden. Het is ook ongevoelig voor het verlies van klemkracht na verloop van tijd waar wrijvingsinterfaces kwetsbaar voor zijn.

De montageprocedure van de naaf is belangrijk bij deze framegrootte. De Mitsubishi servomotor instructiehandleiding is expliciet: gebruik het schroefdraadgat aan het uiteinde van de as en een trekbout om de naaf axiaal op de as te trekken in plaats van deze erop te persen of erop te slaan. Impactbelastingen tijdens de montage van de naaf bij de 130 × 130 mm framegrootte gaan door de as naar de encoder-schijf en lagerassemblage aan de achterkant van de motor. De schade die dit veroorzaakt is zelden onmiddellijk en levert zelden een duidelijke foutmelding op — het komt later naar voren als intermitterende encoderfouten onder trillingen, die werkelijk moeilijk terug te voeren zijn naar de oorspronkelijke installatie. De trekboutmethode voorkomt dit volledig en duurt seconden langer.

Geen rem: de juiste keuze voor deze assen

De positie in rust op de HC-SFS121K wordt gehandhaafd door de servo-vergrendeling van de versterker — de positielus blijft actief, de encoder-feedback bewaakt continu de as-hoek, en de versterker levert de benodigde stroom om een nul-volgfout te handhaven. Voor horizontale assen en elke aandrijving waar geen netto kracht werkt in de richting van de as-rotatie wanneer de servo in de hold-stand staat, is dit betrouwbaar, nauwkeurig en verbruikt het geen extra paneelbronnen buiten wat het normale servosysteem al vereist.

De assen die deze motor doorgaans bedient — wikkelingsaandrijvingen, langzaam draaiende transportbanden, roterende tafels op horizontale apparatuur, tandwielovergebrachte transfermechanismen — zijn horizontaal of symmetrisch belast. Servo-vergrendeling houdt ze schoon vast. Een rem op deze assen zou een relais, een overspanningsbeveiliging, 24V DC-bedrading, MBR-interlockcircuit en periodieke inspectie van de remschijf toevoegen aan de installatie, zonder functioneel voordeel. De HC-SFS121K zonder rem elimineert dit alles op elke as in de machine waar het van toepassing is.

De keuze verandert bij verticale assen, hellende voedingen, of elk mechanisme waarbij een belastingsonbalans ongecontroleerde beweging zou veroorzaken wanneer de servostroom wegvalt. Die toepassingen behoren tot de HC-SFS121BK (spie-as met veer-toegepaste elektromagnetische rem). Op machines met meerdere servo-assen van deze capaciteit, produceert het correct sorteren van welke remmen nodig hebben en welke niet, een algeheel schoner en eenvoudiger elektrisch ontwerp.

Compatibele versterkers

De HC-SFS121K wordt gekoppeld aan de MR-J2S-200 klasse versterker — het 2kW J2-Super platform. Drie interface-typen:

MR-J2S-200A verwerkt analoge en puls-train commando's van CNC-systemen en PLC's. Positie-, snelheids- en koppelregelmodi, met RS-232C-verbinding voor MR Configurator-instellingen. De standaardkeuze voor de meeste machinegereedschappen en algemene automatiseringsapplicaties.

MR-J2S-200B maakt verbinding met Mitsubishi A-serie of Q-serie motion controllers via de SSCNET glasvezel seriële bus. Alle positiecommando's komen via het netwerk binnen; encodergegevens keren terug via dezelfde glasvezelverbinding. De juiste keuze voor gecoördineerde multi-assystemen onder een motion controller.

MR-J2S-200CP bevat ingebouwde positionering. Tot 31 doelposities worden opgeslagen in de versterker en geactiveerd door I/O of CC-Link commando. Voor standalone indexeer-positioneringstoepassingen waar geen aparte motion controller nodig is.

De HC-SFS121K is niet compatibel met originele MR-J2-200 (eerste generatie) versterkers, die het 17-bits J2S encoderprotocol niet kunnen lezen. Voor machines die eerste generatie MR-J2 hardware draaien, is de HC-SF121K (J2 generatie, 14-bits encoder, dezelfde mechanische specificatie) het juiste vervangende onderdeel. Niet compatibel met MR-J3 of MR-J4 versterkers.

HC-SFS 1000 omw/min Familie — Positie en Context

De HC-SFS121K is de tweede stap in de 1000 omw/min familie, boven de HC-SFS81 (800W) en deelt de 130 × 130 mm flens ermee. De stap naar de 201 op 2kW brengt zowel hoger koppel als een grotere 176 × 176 mm flens — dus de 121K is de hoogste capaciteitsmotor in het compacte 130 × 130 mm frame binnen het 1000 omw/min bereik.

Elk capaciteitspunt in deze familie is verkrijgbaar in de volledige as-en-remmatrix: rechte as zonder rem (geen achtervoegsel), rechte as met rem (B), spie-as zonder rem (K), en spie-as met rem (BK). As-type en remaanwezigheid beïnvloeden de versterkerkeuze niet — alle varianten op 1,2kW 1000rpm gebruiken MR-J2S-200.

Typische toepassingen

Wikkel- en ontwikkeleenheden voor spanning. Materiaalwikkelaars en ontwikkelaars op omzettings-, druk- en snijlijnen gebruiken 1000 omw/min servomotoren in koppelregelmodus om de webspanning continu te regelen over een veranderende rol-diameter. De 11,5 Nm continu van de HC-SFS121K handhaaft het ingestelde spanningspunt gedurende het wikkelprofiel; de spie-as regelt het koppelontwerp aan de rol-arbor aandrijving.

Langzaam draaiende transportband- en indexeerstationaandrijvingen. Servo-gestuurde transportbandsecties en roterende indexeerstations op assemblage- en testlijnen draaien op lage uitgangsas-snelheden met aanhoudend belastingskoppel. De 1000 omw/min nominale snelheid houdt de motor in een redelijk snelheidsbereik voor deze mechanismen zonder dat een reductietrap nodig is, en de spie-as past bij de typische tandwiel- of kettingkoppeling-interface in industrieel transportbandontwerp.

CNC draaitafel- en tandwielgekoppelde 4e-as aandrijvingen. Compacte draaitafels en 4e-as tandwielkasten op bewerkingscentra waar de motor via een wormwiel- of recht tandwielreductie op de tafel is aangesloten, gebruiken een spie-naaf aan motorzijde. Het 11,5 Nm continue koppel levert de input aan de tandwieloverbrenging, de 17-bits encoder geeft de hoekresolutie die nodig is voor multi-face bewerkingsindexering, en de absolute positie-back-up zorgt ervoor dat de roterende as na elke stop weer in de exacte bekende positie start.

Hulpassen voor spuitgieten en persen. Servo-aangedreven materiaaltoevoer-, ejector- en klephulpassen op spuitgietmachines en persen gebruiken 1000 omw/min medium-traagheid motoren waar de belastingvraag voornamelijk koppel is bij gematigde snelheid. De HC-SFS121K regelt middenbereik toevoer- en ejectormechanismen binnen de 130 × 130 mm framegrootte.

Robotgewricht- en articulatieaandrijvingen. Secundaire robotgewrichtassen — ellebooggewrichten, polsrotatie — die op lage hoeksnelheid draaien onder aanzienlijk belastingskoppel, gebruiken medium-traagheid 1000 omw/min servo-aandrijvingen waar directe aandrijving of eenfasige reductie past bij de mechanismegeometrie. De spie-as en het hoge continue koppel ten opzichte van het motorgewicht maken de HC-SFS121K een goed passende aandrijving voor dit type robotas.

Veelgestelde vragen

V1: Welke versterkers zijn compatibel met de HC-SFS121K?

De HC-SFS121K vereist een MR-J2S-200 klasse versterker. De drie varianten zijn de MR-J2S-200A (analoge/puls commando, positie/snelheid/koppel modi), MR-J2S-200B (SSCNET glasvezelbus voor Mitsubishi motion controllers), en MR-J2S-200CP (ingebouwde positionering met CC-Link). Alle ondersteunen de 17-bits seriële encoder. Deze motor is niet compatibel met originele MR-J2-200 versterkers of met MR-J3 / MR-J4 versterkers.

V2: Wat is het verschil tussen de HC-SFS121K en de HC-SFS81K?

Beide zijn spie-as, geen rem motoren op een 130 × 130 mm flens met 17-bits encoders en 1000 omw/min nominale snelheid. Het verschil zit in vermogen en koppel: de HC-SFS81K is 800W met 7,64 Nm continu koppel en gebruikt een MR-J2S-100 versterker. De HC-SFS121K is 1,2kW met 11,5 Nm continu koppel en gebruikt een MR-J2S-200 versterker. Kies op basis van het koppelbudget van de as — als 7,64 Nm een comfortabele marge is voor de zwaarste continue belasting, is de 81K voldoende; als de belasting consequent daartoe nadert of deze overschrijdt, biedt de 121K de benodigde speling.

V3: Waarom gebruikt een 1,2kW motor de MR-J2S-200 (2kW) versterker in plaats van de MR-J2S-100?

De HC-SFS121K bij 1000 omw/min trekt meer stroom dan de MR-J2S-100 is bedoeld om te leveren — het 11,5 Nm nominale koppel bij 1000 omw/min vereist een hogere stroomsterkte dan de 1kW versterker kan leveren. Mitsubishi's motor-versterker koppelingsdocumentatie bevestigt de HC-SFS121 met de MR-J2S-200 klasse. Dit is standaardpraktijk wanneer de stroomvraag van een motor, gebaseerd op zijn koppelprofiel, de continue rating van de volgende kleinere versterker overschrijdt.

V4: Behoudt de absolute encoder de positie bij stroomverlies, en waar is de batterij?

Ja. De 17-bits seriële absolute encoder behoudt de positiegegevens voor meerdere omwentelingen bij elk stroomuitvalgeval met behulp van een Mitsubishi A6BAT lithiumbatterij die zich in de MR-J2S servo-versterker bevindt — niet in de motor. Vervang de A6BAT wanneer de versterker een alarm voor lage batterijspanning aangeeft, voordat volledige uitputting ervoor zorgt dat de absolute teller wordt gereset. Een lege batterij vereist een referentie-terugkeer cyclus voordat de productie kan worden hervat.

V5: Kan de HC-SFS121K een HC-SFS121BK vervangen als alleen de variant zonder rem beschikbaar is?

Alleen als de toepassing werkelijk geen rem vereist. De HC-SFS121BK en HC-SFS121K zijn identiek in alle elektrische en mechanische specificaties, behalve de rem. Als de machine was gespecificeerd met de BK-variant — meestal omdat het een verticale as is, een door zwaartekracht beladen mechanisme, of elke aandrijving waarbij de servo-uitval onveilige asbeweging veroorzaakt — verwijdert het verwijderen van de rem een ontworpen veiligheidsfunctie. Die vervanging vereist een formele beoordeling van de veiligheidseisen van de as. Voor assen die bevestigd horizontaal zijn zonder zwaartekrachtcomponent, is de HC-SFS121K zonder rem vanaf het begin een geldige en correcte specificatie.