Mitsubishi HC-SFS152K (HCSFS152K) — 1,5kW AC Servomotor, spie-as, geen rem, 2000 omw/min, MELSERVO J2-Super Serie

Productoverzicht

Onderdeelnummer: HC-SFS152K

Ook gezocht als: HCSFS152K, HC SFS 152K, HC-SFS-152K

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

Classificatie: AC Borstelloze Servomotor met Gemiddelde Traagheid — 1,5 kW, 200V klasse, 2000 omw/min, Spie-as, Geen rem

De motor en zijn kenmerkende eigenschap

De Mitsubishi HC-SFS152K is een 1,5kW, 2000 omw/min servomotor uit de compacte J2-Super HC-SFS familie. Zijn prestatiespecificaties — 7,16 Nm continu koppel, 21,6 Nm piek, 17-bit absolute encoder op 131.072 ppr, 130 × 130 mm flens, IP65 — worden gedeeld met zijn broer met rechte as, de HC-SFS152. Wat hem onderscheidt, is de enkele letter aan het einde: K.

Die letter staat voor een gefreesde spiebaan op de as. Geen wrijvingskoppeling. Geen spiebaan voor een stelschroefkoppeling. Een degelijke gefreesde spiebaan die een positief, mechanisch vergrendeld koppelpad biedt tussen de motoras en de aangedreven naaf — een die koppel overdraagt via de afschuifdoorsnede van de spie in plaats van via contactkracht, en een die niet afhankelijk is van de integriteit van de klemmende geometrie gedurende jaren van productiegebruik.

Met 1,5kW op een 130 × 130 mm frame, past de HC-SFS152K in een specifieke categorie machine-assen: compact qua framegrootte, betekenisvol qua koppelafgifte, en verbonden met een aangedreven component via een mechanische interface die echt profiteert van de spie. Tandriemaandrijvingen met spie-poelies. Wormwiel-ingangen. Kettingtandwielnaven. Tandwielnaven op compacte reductie tandwielkasten. Dit zijn de toepassingen waarvoor de HC-SFS152K is ontworpen.

Technische specificaties

7,16 Nm bij 2000 omw/min: Het koppelvermogen in de praktijk

Zeven komma zestien Newtonmeter continu koppel plaatst de HC-SFS152K op een nuttig werkpunt binnen de compacte 130 × 130 mm framecategorie. Het is het hoogste continue koppel dat beschikbaar is in het HC-SFS 2000 omw/min bereik voordat de flensmaat oploopt naar 176 × 176 mm bij de HC-SFS202. Dat maakt het de top van het compacte bereik — de keuze wanneer de machineconstructie slechts de 130 × 130 mm voetafdruk toelaat, maar de koppelvraag van de as die van de 1kW HC-SFS102 overschrijdt.

Hoe ziet 7,16 Nm continu er in mechanische termen uit? Op een kogelomloopspindel met een spoed van 5 mm en 90% efficiëntie, ondersteunt dit koppel ongeveer 8,1 kN axiale kracht — een betekenisvolle voedingskracht voor compacte CNC-machines, kleine persvoedingen en middelzware materiaaltransportmechanismen. Op een wikkelstation in koppelregelmodus dekt 7,16 Nm het werkspanningsbereik van een licht tot middelzwaar wikkelstation over een praktisch rol diameterbereik. Op een met riem gekoppelde as met een reductie van 2:1 verdubbelt het effectieve koppel op de aangedreven as tot ongeveer 14 Nm, bij de helft van de uitgaande as snelheid.

De 21,6 Nm piek — precies drie keer de continue rating — verwerkt de acceleratie- en deceleratietransiënten van elke positioneringscyclus. Een 1,5kW as die snelle punt-naar-punt bewegingen voltooit, maakt gebruik van piekkoppel voor de korte snelheidshellingsfasen en stabiliseert zich op nominaal koppel of lager tijdens beweging met constante snelheid. Het MR-J2S-200 versterkermodel volgt dit patroon en geeft een alarm voordat de wikkel temperatuur een schadelijk niveau bereikt onder elke productiecyclus.

Waarom de spie-as bij 1,5kW

De keuze tussen een rechte as en een spie-as bij 1,5kW verdient een directe uitleg, omdat de redenering praktisch is in plaats van theoretisch.

Een wrijvingskoppeling op een rechte as brengt koppel over via de contactkracht tussen de boring van de naaf en de buitendiameter van de as. Die kracht wordt ingesteld bij installatie en moet hoog genoeg blijven om het volledige piekkoppel — 21,6 Nm in dit geval — gedurende de levensduur van de motor te weerstaan. Onder ideale omstandigheden, met regelmatige inspectie-intervallen en een schone stabiele omgeving, werkt dit betrouwbaar. Onder productieomstandigheden — trillingen van aangrenzende machines, thermische cycli tussen machine-aan en machine-uit toestanden, periodiek losraken van bevestigingsmiddelen dat het onderhoudsteam niet opmerkt omdat de slip subtiel is — kan de veiligheidsmarge afnemen. Een koppeling die op de dag van installatie 21,6 Nm weerstond, kan na twee jaar gebruik slippen bij 15 Nm. De slip is intermitterend. De volg-fout is klein. Het alarm kan nooit worden geactiveerd. Maar de positie herhaalbaarheid degradeert, en de oorzaak is niet duidelijk.

De spiebaan elimineert dit degradatiemechanisme volledig. De spie brengt koppel over via zijn afschuifdoorsnede — een geometrie die niet verandert met de gebruiksuren, niet losraakt onder trillingen, en niet afhankelijk is van het constant blijven van een installatievariabele. Cyclische belasting, omkeerkoppel, de 21,6 Nm piek bij elke acceleratie, schokbelastingen van ketting aangrijping of tandwiel contact — de spieverbinding verwerkt dit allemaal zonder de accumulerende slijtage die een wrijvingsinterface ervaart.

Voor de toepassingen die de HC-SFS152K doorgaans bedient — kettingen en tandwielen, wormwiel ingangen, spie-tandwielpoelies, tandwielnaven op precisie reductietandwielkasten — heeft de naaf een spiebaan boring, hetzij als catalogus standaard, hetzij als ontwerpeis, en de spie-as motor is simpelweg de natuurlijke en juiste specificatie. Er is geen prestatiekost. Het nominale koppel van 7,16 Nm en de piek van 21,6 Nm zijn identiek aan de rechte as HC-SFS152.

Het hoogste compacte frame koppel in het 2000 omw/min bereik

De 130 × 130 mm flens is de compacte framegrootte binnen de HC-SFS 2000 omw/min familie. Drie motoren delen deze:

Boven de HC-SFS152K is de volgende stap in de HC-SFS 2000 omw/min spie-as familie de HC-SFS202K met 2kW — die oploopt naar de grotere 176 × 176 mm flens en dezelfde MR-J2S-200 versterker gebruikt. Dit is een significante mechanische overgang: de 130 × 130 mm montage kan de HC-SFS202K niet accommoderen zonder de motorsteun aan te passen. Voor machineontwerpen die beperkt zijn tot de 130 × 130 mm voetafdruk, is de HC-SFS152K de maximale beschikbare koppeloptie.

Omgekeerd gebruikt de HC-SFS102K eronder een andere versterkerklasse — MR-J2S-100 in plaats van MR-J2S-200. Upgraden van HC-SFS102K naar HC-SFS152K behoudt de flens ongewijzigd, maar vereist een versterkerwissel. De montage blijft identiek; alleen de motor en versterker hoeven te worden vervangen.

Geen rem: De juiste standaard voor spie-as toepassingen

De HC-SFS152K heeft geen elektromagnetische rem. De positie in rust wordt gehandhaafd door de servo-lock van de MR-J2S-200 versterker — de positielus actief, 17-bit encoder die de ashoek bewaakt met 131.072 tellen per omwenteling, en correctieve stroom geleverd om nul volg-fout te handhaven.

Voor de soorten toepassingen die de spie-as bedient, is dit de juiste en voldoende configuratie voor de overgrote meerderheid van de tijd. Kettinggekoppelde transportbanden op horizontale vlakken. Tandwiel-aangedreven roterende indexeerders op horizontale assen. Riemgekoppelde voedingsaandrijvingen waarbij de belasting geen verticale component heeft. Wormwiel-ingangsaandrijvingen op horizontale mechanismen. Dit zijn allemaal horizontale of symmetrisch belaste — er is geen zwaartekracht die langs de rotatierichting van de as werkt wanneer de servo inactief is. Servo-lock houdt de positie schoon, betrouwbaar en zonder extra hardware.

De geen-rem configuratie bespaart paneelcircuitbronnen — geen 24V remcircuit, geen relais, geen overspanningsbeveiliging, geen MBR-interlock in de PLC — die kosten en complexiteit zouden toevoegen aan elke as die ze echt niet nodig heeft.

De grensvoorwaarde is het waard om bewust toe te passen. Als de as een belasting draagt die onder zwaartekracht zou bewegen wanneer de servostroom tot nul daalt — een verticale spie-as, een hellende aandrijving, een door zwaartekracht beladen mechanisme — is de juiste motor de HC-SFS152BK (spie-as plus veer-toegepaste rem). Op een machine met meerdere spie-as assen van deze capaciteit, het identificeren van de verticale en hellende assen en het specificeren van de BK-variant alleen voor die assen, en de HC-SFS152K voor de rest, resulteert in zowel een veiligere machine als een eenvoudiger paneelontwerp.

17-Bit Absolute Encoder: De precisie achter de spiebaan

De mechanische interface van de HC-SFS152K is gebouwd voor positieve, betrouwbare koppeloverdracht via de spiebaan. De feedback achter de as is gebouwd voor precisie: 131.072 posities per omwenteling, multi-turn absolute telling gehandhaafd door stroomuitval door de A6BAT batterij in de MR-J2S-200 versterker.

Bij spie-as toepassingen specifiek, voegt de absolute encoder een praktische waarde toe die gemakkelijk over het hoofd kan worden gezien in de ontwerpfase. Een kettingaandrijving of tandwielgekoppelde as parkeert niet simpelweg op dezelfde ashoek telkens wanneer de machine stopt. Gereedschapswissels, noodstops, ploegenwissels en onderhoudsstops kunnen de as in elke positie van zijn bewegingsbereik achterlaten. Met een absolute encoder weet de controller direct na herstart de exacte aspositie — geen beweging vereist. De spiekoppeling houdt de mechanische relatie tussen motor en aangedreven component met nul slip, en de absolute encoder rapporteert de exacte hoekpositie van die component ten opzichte van het machinecoördinatenstelsel.

Voor geïndexeerde mechanismen in het bijzonder — draaitafels, geïndexeerde transportbanden, multi-station assemblage-inrichtingen — betekent de combinatie van een positief spiekoppelpad en een absolute encoder dat de indexpositie exact wordt gehouden tijdens elke stroomuitval en nauwkeurig wordt gerapporteerd bij herstart. Geen homing, geen indexverificatiebeweging, geen productievertraging.

Batterijonderhoud. De A6BAT in de MR-J2S-200 versterker onderhoudt de multi-turn teller gedurende alle stroomuitvalperiodes. Vervang deze bij het eerste laag-batterij alarm. Volledige uitputting reset de teller en vereist een referentie-terugkeer cyclus bij de volgende opstart.

Compatibele versterkers

De HC-SFS152K wordt gekoppeld aan de MR-J2S-200 versterkerfamilie — het 2kW J2-Super platform. Drie varianten:

MR-J2S-200A accepteert puls-train positiecommando's van CNC-controllers en PLC's, plus analoge snelheids- en koppelreferenties. Alle regelmodi — positie, snelheid, koppel, en geschakelde combinaties P/S, S/T, T/P — zijn beschikbaar. RS-232C maakt verbinding met MR Configurator. Dit is de standaardkeuze voor hulpassen van werktuigmachines, transportbandaandrijvingen en algemene industriële positioneringstoepassingen.

MR-J2S-200B maakt verbinding met Mitsubishi A-serie en Q-serie motion controllers via de SSCNET glasvezel seriële bus. Alle ascommando's en feedback reizen over het glasvezelnetwerk. Voor machines met meerdere assen waarbij de spie-as as in realtime moet coördineren met andere assen — een transportbandsectie gesynchroniseerd met een robotarm, een geïndexeerde tafel gecoördineerd met een bewerkingsspindel — biedt de SSCNET bus de strakke as koppeling die puls- en analoge interfaces niet kunnen bereiken.

MR-J2S-200CP biedt ingebouwde enkel-as positionering met maximaal 31 opgeslagen punt-tabel posities, geactiveerd door digitale I/O of CC-Link commando. Voor standalone geïndexeerde positioneringsassen — een draaitafel met gedefinieerde station posities, een geïndexeerde transportbandsectie met vaste spoed — elimineert de CP de noodzaak van een speciale motion controller.

Compatibiliteitsopmerkingen. De HC-SFS152K vereist een MR-J2S-200 versterker. Het is niet compatibel met de eerste generatie MR-J2-200, die het 17-bit J2-Super encoder protocol niet kan lezen. Voor machines op originele MR-J2-200 hardware, is de HC-SF152K (spie-as, 14-bit encoder, dezelfde mechanische afmetingen) de juiste motor. Niet compatibel met MR-J3 of MR-J4 versterkers zonder een vernieuwingsadapterkit.

Typische toepassingen

Ketting- en tandwiel aandrijfsystemen. Servo-aangedreven transportkettingen, indexeer mechanismen en transportsystemen waarbij het motor tandwiel spie-vast op de motoras zit. Ketting aangrijping creëert cyclische koppeltransiënten bij elke schakel — de spieverbinding verwerkt deze betrouwbaar over miljoenen cycli waar een wrijvingsklem progressief zou worden belast. De 7,16 Nm continu en 21,6 Nm piek bieden praktische krachtcapaciteit voor middelzware ketting-aangedreven mechanismen op het compacte 130 × 130 mm frame.

Wormwiel ingangsaandrijvingen op compacte indexeertafels. Roterende indexeertafels, servo-aangedreven torens en hoekpositioneringsinrichtingen die worm- of schuine tandwielreductie gebruiken tussen de motor en de uitgaande as. De wormwiel ingang gebruikt doorgaans een spie-boring koppeling aan de motoras, en de weerstand van het tandwiel tegen terugdrijven betekent dat de positie grotendeels wordt gehandhaafd door de tandwielreductie in plaats van servo-lock tijdens stilstandperiodes. De HC-SFS152K biedt de spie motor-zijde verbinding en het koppelbudget voor deze mechanismen op de compacte framegrootte.

Primaire aandrijfassen met tandriem. Machine-assen die een tandriem en tandwielreductie gebruiken waarbij de motor-zijde poelie spie-vast zit aan de motoras. Riemspanning voorspant de poelie radiaal, waardoor een gecombineerde radiale en tangentiële belasting op de asinterface ontstaat. Spie-poelies verwerken dit belastingspatroon betrouwbaar zonder het risico dat de poelie op de as roteert onder gecombineerde riemspanning en aandrijfkoppel — een risico dat wrijvingsklemmen zorgvuldig moet worden ontworpen om te weerstaan.

CNC hulpas aandrijvingen met tandwielgekoppelde mechanismen. Palletwisselaar rotatieaandrijvingen, primaire aandrijvingen van roterende gereedschapsmagazijnen en primaire aandrijvingen van spanentransporteurs op CNC-bewerkingscentra waarbij de motor via een tandwiel- of kettingmechanisme is verbonden met de aangedreven component. Deze assen cycleren frequent onder gedefinieerde belastingen, en de spie-as zorgt ervoor dat de aandrijfverbinding positief blijft gedurende de volledige levensduur van het mechanisme.

Compacte pers- en vormmachine voedingsaandrijvingen. Lichte persvoedingen, uitgangen van spoedrechtmakers en servo-aangedreven materiaaldoorvoer mechanismen op compacte stempel- en vormmachines. De cyclische aard van persvoeding — acceleratie, constante snelheid voeding, deceleratie, stilstand, herhaal — cycli door het volledige piek-tot-continue koppelbereik bij elke slag. De spieverbinding ondersteunt deze belasting oneindig; de 21,6 Nm piek verwerkt de acceleratie-transiënt aan het begin van elke voedingsslag.

Veelgestelde vragen

V1: Wat is het praktische verschil tussen de HC-SFS152K (spie) en HC-SFS152 (rechte as)?

De prestatiespecificaties zijn identiek — hetzelfde 7,16 Nm nominaal koppel, dezelfde 21,6 Nm piek, dezelfde 17-bit encoder, dezelfde versterker, dezelfde flens. Het enige verschil is de as-naar-naaf koppelinterface. De HC-SFS152K brengt koppel over via een gefreesde spiebaan — een mechanisch positieve verbinding die niet afhankelijk is van klemkracht en niet degradeert met gebruiksuren. De HC-SFS152 is afhankelijk van wrijvingsklemmen van de naaf. Voor aangedreven componenten met spiebaan boringen (tandwielnaven, tandwielen, spie-poelies), is de HC-SFS152K de natuurlijke match. Voor gladde boring precisiekoppeling op horizontale assen met schone, stabiele belastingsomstandigheden, is de HC-SFS152 eenvoudiger. De keuze wordt bepaald door het ontwerp van de naaf van de aangedreven component.

V2: Waarom gebruikt de HC-SFS152K de MR-J2S-200 versterker terwijl het slechts 1,5kW is?

De versterkerklasse wordt bepaald door de stroomvraag van de motor op zijn werkpunt, niet puur door het typeplaatje vermogen. Bij 2.000 omw/min en 1,5kW trekt de HC-SFS152K stroom die de nominale output van de MR-J2S-100 overschrijdt. Mitsubishi's compatibiliteitstabellen bevestigen MR-J2S-200 voor de HC-SFS152 bij 2000 omw/min. Dit heeft een nuttig praktisch gevolg: zowel de HC-SFS152K als de HC-SFS202K (2kW, 2000 omw/min, spie-as) gebruiken de MR-J2S-200, dus upgraden van 1,5kW naar 2kW vereist alleen een motorwissel — de versterker en het paneel blijven ongewijzigd.

V3: Kan de HC-SFS152K worden gebruikt met een eerste generatie MR-J2-200 versterker?

Nee. De HC-SFS152K gebruikt het 17-bit J2-Super encoder seriële protocol, dat de originele MR-J2-200 versterker niet kan decoderen. Het aansluiten van deze motor op een eerste generatie MR-J2-200 zal bij opstarten een encoder communicatiefout veroorzaken. Voor machines die draaien op originele MR-J2-200 hardware, is de juiste spie-as motor de HC-SF152K — mechanisch identieke afmetingen, 14-bit encoder, compatibel met zowel MR-J2-200 als MR-J2S-200 versterkers.

V4: Waar bevindt zich de absolute encoder back-up 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. Het onderhoudt de multi-turn absolute teller gedurende alle stroomuitvalperiodes. Vervang deze bij het eerste laag-batterij alarm van de versterker. Een volledig lege batterij reset de multi-turn teller — de absolute positiegegevens gaan verloren. Bij de volgende opstart weet de controller de aspositie niet, en moet een referentie-terugkeer cyclus worden voltooid voordat de productie kan worden hervat. Op ketting-aangedreven of tandwielgekoppelde assen waar homing vereist dat het mechanisme wordt gecoördineerd naar een referentiepositie, kan dit een niet-triviaal herstartprocedure zijn. Het behandelen van het laag-batterij alarm als een onmiddellijk onderhoudspunt voorkomt dat het een ongeplande productieverstoring wordt.

V5: De HC-SFS152K is niet meer in productie. Is deze nog verkrijgbaar, en wat is het upgrade pad?

De HC-SFS152K blijft beschikbaar via industriële automatiserings surplus dealers en Mitsubishi servo specialist leveranciers als nieuwe oude voorraad en geteste gereviseerde eenheden — een praktisch en goed ingeburgerd inkoopkanaal voor machines die gebonden zijn aan J2-Super hardware. Voor nieuwe machineontwerpen of volledige platform upgrades, zou de huidige generatie equivalent putten uit de HF-SP of HG-SR serie op de 1,5kW 2000 omw/min capaciteit met een MR-J4 versterker — maar let op dat huidige generatie 1,5kW motoren in Mitsubishi's assortiment de neiging hebben naar kleinere frames dan de 130 × 130 mm voetafdruk van de HC-SFS152K, dus mechanische aanpassing is nodig bij de overgang naar huidige hardware. Zowel motor als versterker moeten samen worden vervangen, aangezien de encoderprotocollen incompatibel zijn tussen generaties.