Mitsubishi HC-SFS153 (HCSFS153) — 1,5kW AC Servomotor, Rechte As, Geen Rem, 3000 tpm, MELSERVO J2-Super Serie

Productoverzicht

Onderdeelnummer: HC-SFS153

Ook Gezocht Als: HCSFS153, HC SFS 153, HC-SFS-153

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

Classificatie: AC Borstelloze Servomotor met Gemiddelde Traagheid — 1,5 kW, 200V klasse, 3000 tpm, Rechte As, Geen Rem

Wat deze motor vertegenwoordigt in het assortiment

De Mitsubishi HC-SFS153 is de derde stap in de compacte familie van HC-SFS 3000 tpm motoren — boven de 1kW HC-SFS103, onder de 2kW HC-SFS203, en deelt dezelfde 130 × 130 mm flens met beide. Bij 1,5kW en 3.000 tpm levert hij 4,78 Nm continu koppel met 14,3 Nm beschikbaar voor acceleratie — een combinatie die precies in het werkbereik valt van een brede klasse van lichte tot middelzware industriële servoaandrijvingen die snelheid nodig hebben zonder in te leveren op een zinvolle koppelcapaciteit.

Wat de HC-SFS153 meer maakt dan slechts een nummer tussen twee andere modellen, is de versterkerkoppeling. Zowel de HC-SFS153 als de HC-SFS203 (2kW) gebruiken de MR-J2S-200 versterker. Dezelfde montage-interface, dezelfde versterker, andere motorprestaties. Dit betekent dat een machineframe dat is ontworpen rond de HC-SFS153, de HC-SFS203 kan accepteren als een capaciteitsupgrade zonder mechanische of elektrische paneelwijzigingen — alleen een update van de versterkerparameters. Die ontwerpvrijheid is nuttig in de specificatiefase en nog nuttiger wanneer een machine na ingebruikname meer assenkoppel nodig heeft.

Achter de as levert het J2-Super platform: 17-bits seriële absolute encoder met 131.072 ppr, multi-turn absolute positie ondersteund door de A6BAT batterij in de versterker, real-time auto-tuning en adaptieve trillingsonderdrukking. Rechte as, geen rem — de schone, ongecompliceerde configuratie voor horizontale en symmetrisch belaste assen die het merendeel van de toepassingen vormen waarvoor deze motor wordt gebruikt.

Technische Specificaties

4,78 Nm bij 3000 tpm: Het Bedrijfspunt Lezen

Het koppel-snelheid bedrijfspunt van de HC-SFS153 verdient enige directe aandacht, omdat dit is waar beslissingen over de asafmetingen worden genomen en waar misverstanden tussen motor en toepassing het duidelijkst naar voren komen in de productie.

Vier komma zeven acht Newtonmeter continu koppel is een werkelijk bruikbare duurzame krachtcapaciteit voor deze compacte framegrootte. Het is voldoende om een kogelomwentelingsspindel met 5 mm spoed aan te drijven tegen matige weerstand bij praktische voedingssnelheden, een constante bandspanning te handhaven op een lichte wikkeldrive over een nuttig bereik van rollen diameter, een tandriemaandrijving op een snel cyclische assemblagemotoras aan te drijven, of de voedingskracht op een lichtgewicht materiaalvoedingsmechanisme gedurende een productiecyclus te handhaven. Het is niet onbeperkt — assen die regelmatig meer dan 4,78 Nm continu eisen, zullen thermische belasting opbouwen totdat het elektronische overbelastingsalarm wordt geactiveerd — maar binnen zijn bereik is het solide en betrouwbaar.

De piek van 14,3 Nm is waar de positioneringsprestaties liggen. Met drie keer de continue rating is dit transiënte koppel beschikbaar voor de acceleratie- en deceleratiefasen van elke beweging. Een as met lichte belasting die snelle punt-naar-punt bewegingen voltooit, maakt gebruik van 14,3 Nm om de snelheid op en af te voeren, brengt het grootste deel van de cyclus door op of onder de continue rating tijdens beweging met constante snelheid, en het thermische model in de MR-J2S-200 verwerkt de duty cycle zonder klachten.

De nominale snelheid van 3.000 tpm is de andere helft van de ontwerpequatie. Bij nominale snelheid met een direct gekoppelde kogelomwentelingsspindel met 10 mm spoed, drijft deze motor een lineaire as aan met 30 m/min. Voor CNC-hulpassen is dat een comfortabele snelle verplaatsingssnelheid zonder enige reductietrap tussen motor en spindel. Voor toepassingen met riemaandrijving brengt een bescheiden reductie van 1,5:1 tot 2:1 de werksnelheid naar een mechanisch geschikte reeks, terwijl het beschikbare koppel wordt vermenigvuldigd — een gebruikelijke ontwerpaanpak voor assen waarbij de motor offset van de aangedreven as is gemonteerd.

De maximale snelheid van 4.500 tpm vergroot het werkbereik boven de nominale snelheid in het constante vermogensgebied. Boven 3.000 tpm neemt het beschikbare koppel af naarmate de snelheid toeneemt. Dit gebied is nuttig voor snelle verplaatsing op assen met lichte belasting waar snelheid nodig is en de koppelvraag ver onder het nominale cijfer ligt.

Waar de HC-SFS153 Past Tussen de 103 en de 203

Alle drie de motoren — HC-SFS103, HC-SFS153 en HC-SFS203 — delen de 130 × 130 mm flens, de 17-bits J2-Super encoder en IP65 bescherming. Een machine die rond een van deze is ontworpen, past mechanisch op alle drie zonder aanpassingen. Maar ze zijn niet uitwisselbaar vanuit het perspectief van de versterker, en het begrijpen van het volledige plaatje is nuttig.

De stap van de HC-SFS103 naar de HC-SFS153 betekent een verandering van de versterkerklasse — van MR-J2S-100 naar MR-J2S-200. De motorbevestiging blijft ongewijzigd, maar de versterker verandert. De stap van de HC-SFS153 naar de HC-SFS203 daarentegen gebruikt dezelfde MR-J2S-200 versterker. Alleen de motor verandert. Dit asymmetrische verschil is belangrijk voor machineontwerp: zodra het paneel is gebouwd rond een MR-J2S-200, kan de motor worden geüpgraded van HC-SFS153 naar HC-SFS203 zonder het paneel aan te raken.

Waarom gebruikt de 1,5kW motor bij 3000 tpm de 2kW klasse versterker? De stroomvraag van een 1,5kW motor bij 3000 tpm overschrijdt wat de MR-J2S-100 kan leveren. De motor-versterker compatibiliteitstabellen van Mitsubishi bevestigen MR-J2S-200 voor zowel de HC-SFS153 als de HC-SFS203 bij 3000 tpm — de versterkerklasse wordt bepaald door de stroomafname van de motor bij zijn bedrijfspunt, niet uitsluitend door zijn nominale wattage.

Rechte As, Geen Rem: De Schone Standaard

De rechte as en geen-rem configuratie van de HC-SFS153 vertegenwoordigt de standaard voor goed ontworpen horizontale servo-assen van deze capaciteit, en de argumentatie hiervoor is eenvoudig.

Op de as: Bij 4,78 Nm nominaal en 14,3 Nm piek zijn de vereisten voor de koppelinginterface gematigd. Precisie servokoppelingen — balgkkoppelingen, klauwkoppelingen, schijfkoppelingen — verwerken dit bereik schoon wanneer ze worden gedimensioneerd op de piekkoppelwaarde in plaats van de continue rating. Een koppeling die op nominaal koppel is geselecteerd, is marginaal tijdens elke acceleratietransiënt; een die is geselecteerd op 14,3 Nm piek met een bescheiden servicefactor, verwerkt het volledige werkbereik.

De rechte as werkt voor elk gangbaar koppelingstype. Tandriemaandrijvingen met een split-hub poelie. Kogelomwentelingsspindel koppeling via een flexibele schijfkoppeling. Directe koppeling aan een tandwielkastingang. Bij toepassingen waar het aangedreven component een spieboring nodig heeft — een tandwielnaaf, tandwiel of aangepaste poelie — de HC-SFS153K (as met spiebaan, geen rem) heeft identieke prestatiespecificaties en gebruikt dezelfde MR-J2S-200 versterker. Het as-type verandert niets aan het elektrische of dynamische gedrag van de motor.

Op de rem: Servo-vergrendeling via de gesloten positielus van de MR-J2S-200 is volledig betrouwbaar voor horizontale assen zonder component van zwaartekracht die langs de rotatierichting van de as werkt. De 17-bits encoder bewaakt continu de ashoek; de versterker levert correctieve stroom om nul volgfout te handhaven. Voor deze assen betekent het toevoegen van een rem het toevoegen van een 24V circuit, een relais, overspanningsonderdrukking, MBR-interlocklogica en een remschijf op het onderhoudsschema — zonder functionele meerwaarde.

Pas de test opzettelijk toe op elke as: als de servostroom onverwacht nul wordt, beweegt de last dan? Op horizontale mechanismen en symmetrisch belaste roterende assen is het antwoord nee. Op verticale assen en schuine voedingen is het antwoord ja — en die toepassingen behoren tot de HC-SFS153B (rechte as, veerbelaste rem) of HC-SFS153BK (as met spiebaan, veerbelaste rem). Het correct krijgen van dit onderscheid over alle assen in een machine resulteert in een schoner, lichter en eenvoudiger ontwerp.

17-Bit Encoder Prestaties bij 1,5kW, 3000 tpm

De encoder op de HC-SFS153 is dezelfde 17-bits seriële absolute eenheid in het gehele HC-SFS J2-Super assortiment. Honderdeenendertigduizend en tweeënzeventig discrete hoekposities per asomwenteling, met een multi-turn absolute teller ondersteund door de A6BAT batterij in de MR-J2S-200 versterker.

Bij 3.000 tpm op een 1,5kW as, toont de bijdrage van de encoder zich op twee plaatsen die het belangrijkst zijn.

Kwaliteit van de snelheidslus bij nominale snelheid. Bij 3.000 tpm — 50 asomwentelingen per seconde — heeft de snelheidsfeedbacklus fijne hoekresolutie nodig om nauwkeurige momentane snelheid te berekenen. Met 131.072 tellingen per omwenteling heeft het besturingsalgoritme meer dan voldoende resolutie om een soepele werking met constante snelheid en lage rimpel te produceren in elk punt van het snelheidsbereik, inclusief de lage snelheden die worden gebruikt tijdens positioneringsaanloop en stilstand. Het contrast met een 14-bits (16.384 ppr) voorganger is het meest zichtbaar bij lage asnelheden, waar de fijnere telgranulariteit van de HC-SFS153 merkbaar soepelere koppelafgifte produceert.

Absolute positie door stroomonderbrekingen. Wanneer de machine stopt — gepland of niet — behoudt de encoder de exacte ashoek en het verzamelde aantal omwentelingen in het geheugen. Bij herstart leest de MR-J2S-200 de absolute positie zonder dat er asbeweging nodig is. Voor assen op productiemachines die vaak van stroom wisselen, of machines waarbij een stop halverwege de cyclus de as in elke positie van zijn bewegingsbereik kan achterlaten, elimineert de absolute positiecapaciteit homing-routines en verkort de herstarttijd tot het minimum.

Batterijonderhoud. De A6BAT bevindt zich in de MR-J2S-200 versterker, niet in de motor. Vervang hem bij het eerste laag-batterij alarm van de versterker. Een lege batterij reset de multi-turn teller en vereist een referentie-terugkeer cyclus bij de volgende opstart. Het laag-batterij alarm behandelen als een onmiddellijk onderhoudspunt — niet iets om uit te stellen tot de volgende geplande stop — voorkomt dat dit een ongeplande productiestop wordt.

Compatibele Versterkers

De HC-SFS153 werkt samen met de MR-J2S-200 versterkerfamilie — het 2kW J2-Super platform. Alle drie de interfacevarianten zijn beschikbaar:

MR-J2S-200A accepteert pulstrein positiecommando's van CNC-controllers en PLC's, plus analoge snelheids- en koppelreferenties. Alle besturingsmodi — positie, snelheid, koppel en geschakelde combinaties — zijn beschikbaar. RS-232C maakt verbinding met MR Configurator voor inbedrijfstelling en diagnostische monitoring. Voor de meerderheid van de CNC-hulpassen en algemene industriële automatiseringsapplicaties waar de commando bron een externe controller is, is dit de standaardkeuze.

MR-J2S-200B maakt verbinding met Mitsubishi A-serie en Q-serie motion controllers via de SSCNET glasvezel seriële bus. Alle ascommando's, encoderfeedback, alarmgegevens en monitoringsignalen reizen over de glasvezelverbinding. Voor gecoördineerde multi-as machines — assen die in gesynchroniseerde relatie met andere assen moeten bewegen onder een motion controller, hetzij voor geometrische contouring, elektronische tandwieloverbrenging of gesynchroniseerde transferoperaties — biedt de SSCNET bus real-time askoppeling die pulse- en analoge interfaces niet kunnen leveren.

MR-J2S-200CP biedt ingebouwde enkelassige positionering met maximaal 31 opgeslagen puntentabel posities, geactiveerd door digitale I/O of CC-Link netwerkcommando. Voor standalone indexerende of punt-naar-punt positioneringsassen die geen coördinatie met andere assen vereisen, elimineert de CP de kosten van een speciale motion controller. Registerbesturingsassen, eenvoudige indexerende voedingen en standalone transfermechanismen met gedefinieerde positiesets zijn natuurlijke toepassingen.

Compatibiliteitsopmerkingen. De HC-SFS153 vereist een MR-J2S-200 versterker. Hij is niet compatibel met eerste generatie MR-J2-200 versterkers, die het 17-bits J2-Super encoder seriële protocol niet kunnen lezen. Voor machines die draaien op originele MR-J2-200 hardware, is de HC-SF153 (dezelfde mechanische specificatie, 14-bits encoder) de juiste motor. Niet compatibel met MR-J3 of MR-J4 versterkers zonder een vernieuwingsadapterkit.

HC-SFS 3000 tpm Compacte Familie: Waar de 153 Past

De HC-SFS153 is de derde capaciteitsstap in het compacte HC-SFS 3000 tpm bereik en een van de twee motoren op deze flens die de MR-J2S-200 versterker gebruiken. Stap erboven naar de HC-SFS203 en de montage verandert niet. Stap boven de HC-SFS203 naar de HC-SFS353 en de flens groeit naar 176 × 176 mm.

Elke capaciteit in de HC-SFS 3000 tpm familie is verkrijgbaar in vier as- en remconfiguraties: rechte as (HC-SFS153), rechte as met rem (HC-SFS153B), as met spiebaan (HC-SFS153K), en as met spiebaan met rem (HC-SFS153BK). Alle vier gebruiken de MR-J2S-200 versterker.

Typische Toepassingen

Hoge snelheid CNC hulpas aandrijvingen. Palletwisselaar rotatieassen, gereedschapmagazijn aandrijvingen en gereedschapwisselaar arm bewegingsassen op CNC bewerkingscentra en draaibanken. De nominale snelheid van 3.000 tpm maakt snelle magazijnindexering en snelle gereedschapwisselaar armbewegingen mogelijk; het compacte 130 × 130 mm frame past binnen de fysieke beperkingen van compacte gereedschapmagazijn- en ATC-mechanismeontwerpen.

Primaire aandrijvingen op kleine verpakkings- en etiketteermachines. Filmtrek-aandrijvingen, registerregelassen en productafstandmechanismen op verpakkingsapparatuur met intermitterende beweging. De combinatie van 4,78 Nm continue koppel voor het handhaven van register onder belasting, 14,3 Nm piek voor snelle acceleratie tijdens indexerende beweging, en de 17-bits encoder voor nauwkeurige positiefeedback is zeer geschikt voor deze toepassingen met hoge cyclussnelheid.

Transportband- en transferas aandrijvingen op assemblagemachines. Servo-aangedreven transportbandsecties, onderdeeltransferglijbanen en indexeringsmechanismen op compacte geautomatiseerde assemblage- en testapparatuur. Het bedrijfspunt van 3.000 tpm met directe of riemaangedreven aandrijvingen maakt praktische verplaatsingssnelheden mogelijk; het compacte frame past bij de structurele geometrieën van assemblagemachines.

Webspanning- en dansarmregelingen op converteermachines. Spanningsregelingsaandrijvingen op snij-, lamineer- en coatinglijnen waar de motor in koppelregelmodus draait om een constante webspanning te handhaven over een veranderende rollendiameter. Het 4,78 Nm continue koppel in koppelregelmodus dekt het werkspanningsbereik op lichte converteerstations met een passende marge.

Secundaire as aandrijvingen op textielmachines. Voedingsrol aandrijvingen, garensspanningsassen en kettingboom afwikkelingsaandrijvingen op brei- en weefmachines waar nauwkeurige snelheids- en spanningsregeling bij gematigde koppelniveaus de primaire vereiste is. De 3.000 tpm rating van de HC-SFS153 is geschikt voor voedingsrollen en aandrijfrollen die op praktische oppervlaktesnelheden draaien zonder dat er reductietandwielen nodig zijn.

Veelgestelde Vragen

V1: Waarom gebruikt de HC-SFS153 (1,5kW) de MR-J2S-200 (2kW) versterker in plaats van de MR-J2S-100?

De versterkerklasse wordt bepaald door de stroomvraag van de motor bij zijn bedrijfspunt, niet uitsluitend door het nominale vermogen. Bij 3.000 tpm en 1,5kW overschrijdt de stroomafname van de HC-SFS153 de nominale output van de MR-J2S-100. De compatibiliteitsdocumentatie van Mitsubishi bevestigt MR-J2S-200 voor zowel de HC-SFS153 als de HC-SFS203. Het praktische gevolg is nuttig: zodra het paneel is gebouwd rond een MR-J2S-200, kan de motor worden geüpgraded van HC-SFS153 naar HC-SFS203 zonder enige versterker- of paneelwijziging — alleen de motor wordt vervangen en een parameterupdate bevestigt het nieuwe motortype.

V2: Wat is het verschil tussen de HC-SFS153 en de HC-SFS152?

Beide zijn 1,5kW J2-Super motoren op een 130 × 130 mm flens met 17-bits encoders en identieke mechanische afmetingen. Het verschil zit in het nominale bedrijfspunt. De HC-SFS152 draait op 2.000 tpm met 7,16 Nm continu koppel. De HC-SFS153 draait op 3.000 tpm met 4,78 Nm continu koppel. Zelfde vermogen, andere snelheids-koppelbalans. Beide gebruiken de MR-J2S-200 versterker. Kies de HC-SFS152 wanneer de as een hoger continu koppel nodig heeft bij gematigde snelheid. Kies de HC-SFS153 wanneer de as een hogere asnelheid nodig heeft met een lichter continu belastingskoppel.

V3: Kan de HC-SFS153 worden gebruikt met een eerste generatie MR-J2-200 versterker?

Nee. De HC-SFS153 gebruikt het 17-bits J2-Super encoder seriële protocol, dat de originele MR-J2-200 niet kan lezen. Het aansluiten van de HC-SFS153 op een eerste generatie MR-J2-200 versterker zal bij het opstarten een encodercommunicatiefout veroorzaken. Voor machines die draaien op originele MR-J2-200 hardware, is de juiste motor de HC-SF153 — dezelfde mechanische specificatie, 14-bits encoder, compatibel met zowel MR-J2-200 als MR-J2S-200 versterkers.

V4: Waar bevindt zich de absolute encoder batterij en wat gebeurt er als deze volledig leeg raakt?

De Mitsubishi A6BAT lithiumcel bevindt zich in de MR-J2S-200 servo versterker, niet in de motor. Hij onderhoudt de multi-turn absolute teller tijdens alle stroomloze periodes. Vervang hem bij het eerste laag-batterij alarm van de versterker. Als de batterij volledig leeg raakt, wordt de multi-turn teller gereset en is een referentie-terugkeer cyclus vereist bij de volgende opstart voordat de as de productie kan hervatten. Op machines waar homing voorbereiding vereist of risico's met zich meebrengt, voorkomt het behandelen van het laag-batterij alarm als een onmiddellijk onderhoudspunt in plaats van een uitgesteld punt, dat dit een ongeplande productiestop wordt.

V5: Is de HC-SFS153 nog steeds beschikbaar en wat is het huidige generatie equivalent?

De HC-SFS153 is stopgezet door Mitsubishi, maar blijft beschikbaar via dealers van industriële automatiseringssurplus en Mitsubishi servo-specialisten als nieuwe oude voorraad en geteste gereviseerde eenheden. Voor machines die gebonden zijn aan J2-Super hardware, is dit inkoopkanaal betrouwbaar en goed ingeburgerd. Voor nieuwe machineontwerpen of platformupgrades, komt het huidige generatie equivalent uit de HF-KP serie of HG-KR serie (MR-J4 of MR-JE generatie) met een equivalent vermogen — maar let op dat huidige generatie 1,5kW laag-traagheidsmotoren een kleiner fysiek frame gebruiken dan de 130 × 130 mm voetafdruk van de HC-SFS153, dus mechanische aanpassing is vereist bij de overgang naar huidige hardware.