Mitsubishi HC-MFS73 (HCMFS73) — 750W AC Servomotor, Rechte as, Geen rem, 3000 tpm, MELSERVO J2-Super Serie

Productoverzicht

Onderdeelnummer: HC-MFS73

Ook gezocht als: HCMFS73, HC MFS 73, HC-MFS-73

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

Classificatie: AC Borstelloze Servomotor met Ultra-lage traagheid — 750 W, 200V klasse, 3000 tpm, Rechte as, Geen rem

Startpunt: De Filosofie van Ultra-lage traagheid

De meeste servomotoren in het MELSERVO-bereik — de HC-SF, HC-SFS en HC-KFS families — worden beschreven als ontwerpen met gemiddelde of lage traagheid. De HC-MFS73 behoort tot een geheel andere categorie: ultra-lage traagheid. Het onderscheid is niet cosmetisch. Het is een bewuste ontwerpafweging die bepaalt waar deze motor thuishoort en waarom niets anders hem volledig kan vervangen in de toepassingen waarvoor hij dient.

Motoren met ultra-lage traagheid worden gebouwd met rotoren die fysiek klein van diameter en licht van massa zijn. Dit houdt het traagheidsmoment van de rotor zo laag mogelijk, fysiek haalbaar bij een bepaald vermogensniveau. Het gevolg is dat de motor zelf heel weinig bijdraagt aan de totale traagheid die de versterker moet versnellen en vertragen tijdens elke beweging. Wanneer de naar de motoras gereflecteerde lasttraagheid ook bescheiden is — wat typisch is voor de compacte, snel cyclische machines waarop deze serie zich richt — is de asrespons uitzonderlijk snel.

Met 750W en 3.000 tpm is de HC-MFS73 de grootste motor in het HC-MFS-bereik met ultra-lage traagheid. Hij combineert de 17-bits absolute encoder van de J2-Super generatie met 131.072 ppr met dat ultra-lage traagheidsrotorontwerp — wat de precisie van de encoder van de premium HC-KFS en HC-SFS series levert in een motor die geoptimaliseerd is voor cycli met hoge frequentie en korte bewegingen. Rechte as, geen rem, 80 × 80 mm flens, IP55 bescherming.

Technische Specificaties

Het Voordeel van Ultra-lage traagheid bij 750W

Er is een specifieke bedrijfscyclus die de markt voor servomotoren met ultra-lage traagheid definieert, en het begrijpen ervan verklaart waarom de HC-MFS73 bestaat bij 750W in plaats van simpelweg een kleinere motor met ultra-lage traagheid op te schalen.

Stel je een as voor die honderden korte positioneringsbewegingen per minuut moet voltooien. Elke beweging is enkele millimeters tot enkele tientallen millimeters. De stilstandtijd op elke positie wordt gemeten in fracties van een seconde. De cyclustijd is de beperkende factor voor de doorvoer van de machine. Elke beweging sneller maken — kortere acceleratieramp, snellere stabilisatie, kortere deceleratie — verhoogt direct het aantal onderdelen dat de machine per uur produceert.

Twee factoren bepalen hoe snel een as een beweging kan voltooien bij een bepaald koppelniveau: de totale traagheid die wordt versneld en vertraagd, en het koppel dat beschikbaar is om dit te doen. Het verminderen van de rotor traagheid vermindert de totale traagheid die het beschikbare koppel moet overwinnen. Voor een gegeven piekkoppel — 7,2 Nm in het geval van de HC-MFS73 — bereikt een as met lagere traagheid sneller de doelsnelheid en vertraagt sneller tot stilstand. De beweging duurt korter. De machine draait sneller.

Dit is waarom motoren met ultra-lage traagheid een ontwerp-premium eisen voor toepassingen met hoge cyclussnelheden. Het piekkoppel van 7,2 Nm van de HC-MFS73 is hetzelfde piekkoppel als de HC-KFS73 — een motor met lage traagheid bij hetzelfde vermogensniveau. Het verschil is de rotor traagheid. Waar de rotor van de HC-KFS73 meer bijdraagt aan de totale as traagheid, zet de ultra-lage rotor traagheid van de HC-MFS73 een groter deel van die 7,2 Nm piek in om de last te versnellen in plaats van de motor zelf.

Bij 750W bedient deze motor de toepassingen die de 400W HC-MFS43 zijn ontgroeid — waar de last iets zwaarder is, de beweging iets langer, of de vereiste duurkoppel iets hoger — maar nog steeds gebaseerd is op dezelfde ontwerpfilosofie van ultra-lage traagheid.

Vergelijking van HC-MFS73 en HC-MF73: Generatie Telt

De HC-MFS73 heeft een directe voorganger in het MR-J2 platform van de eerste generatie: de HC-MF73. Beide zijn 750W, 3000 tpm, motoren met ultra-lage traagheid op een 80 × 80 mm flens. Hun koppels zijn identiek. Maar dit zijn geen uitwisselbare motoren:

De sprong in encoderresolutie — van de encoder van de J2-generatie naar de 17-bits 131.072 ppr eenheid in de HC-MFS73 — is het meest significante prestatieverschil. Die achtvoudige resolutieverhoging betekent fijnere snelheidsfeedback, soepelere werking bij lage snelheden, betere prestaties bij het volgen van fouten tijdens snelle bewegingen, en de absolute positiecapaciteit die homing-routines bij elke opstart voorkomt.

De verbetering van de IP-classificatie van IP44 naar IP55 betekent dat de HC-MFS73 bestand is tegen gerichte waterstralen vanuit elke richting, niet alleen spatten — een nuttige upgrade voor machines in omgevingen met enige vochtigheid.

Versterkercompatibiliteit is wat het generatieverschil niet-onderhandelbaar maakt: de HC-MF73 kan niet worden aangesloten op een MR-J2S-70 versterker, en de HC-MFS73 kan niet worden aangesloten op een MR-J2-70 van de eerste generatie. Stem de motor af op de versterkergeneratie van de te onderhouden machine.

Geen rem: De Juiste Specificatie voor Horizontale Assen met Hoge Cyclussnelheid

De HC-MFS73 heeft geen elektromagnetische rem. De positie in rust wordt gehandhaafd door de servovergrendeling van de MR-J2S-70 versterker — gesloten positielus, continue encoderfeedback met 131.072 tellingen per omwenteling, corrigerende stroom die nul volgfout houdt op elke stilstandpositie tussen bewegingen.

Voor de toepassingscategorie waarvoor motoren met ultra-lage traagheid worden gebruikt — horizontale assemblage machineassen, pick-and-place mechanismen, XY positioneertafels, en snelle voedings- en transfermechanismen — is servovergrendeling volledig adequaat en is de configuratie zonder rem de natuurlijke keuze. Deze assen zijn horizontaal. De lasten zijn licht. Er werkt geen zwaartekracht langs de asrotatierichting in rust. Het toevoegen van een rem aan deze assen zou een 24V DC circuit, een relais, overspanningsbeveiliging, MBR-interlocklogica en periodieke reminspectie toevoegen — zonder enige functionele meerwaarde.

Er is ook een subtiel dynamisch argument voor de variant zonder rem op assen met hoge cyclussnelheid. Elke keer dat een rem aangrijpt en loslaat, voegt dit latentie toe aan het begin en einde van elke beweging terwijl het MBR-relais werkt. Op een as die honderden bewegingen per minuut voltooit, telt die latentie over duizenden cycli per uur op. De motor zonder rem elimineert dit volledig — de as beweegt zodra het servocommando arriveert, en stopt precies wanneer de trajectbegeleiding dit dicteert.

De berekening verandert voor verticale of hellende assen waar de last onder invloed van de zwaartekracht zou bewegen bij servo-uit. Voor die toepassingen is de HC-MFS73B (rechte as, veergeregeld rem) de juiste motor. Het veergeregelde ontwerp houdt de as mechanisch vast op het moment dat 24V van de spoel wordt verwijderd — fail-safe gedrag dat servovergrendeling niet kan bieden. Op een machine met een mix van horizontale en verticale assen met ultra-lage traagheid, produceert het specificeren van de HC-MFS73 voor horizontale assen en de HC-MFS73B voor verticale assen het juiste resultaat op beide.

17-bits Encoder op een Motor met Ultra-lage traagheid

Assen met ultra-lage traagheid en hoge cyclussnelheid lijken misschien de toepassingen waarvoor 131.072 encoder-tellingen per omwenteling het minst nodig zijn. Als de bewegingen kort en snel zijn, is de fijne hoekresolutie dan echt belangrijk?

Het is belangrijk op manieren die niet direct duidelijk zijn uit de basisbeschrijving van de toepassing.

Snelheidsfeedback tijdens snelle acceleratie. Op het moment van piekkoppel — 7,2 Nm die de as van stilstand naar maximale snelheid drijft in de kortst mogelijke tijd — versnelt de as snel. Een grovere encoder levert minder positie-updates per tijdseenheid tijdens deze fase, waardoor de snelheidsberekening ruisiger wordt en de koppelregeling minder nauwkeurig is, precies wanneer precisie het belangrijkst is. De fijne tel-snelheid van de 17-bits encoder houdt de snelheidsfeedback schoon gedurende de acceleratieramp, waardoor een servo-versterking met hogere bandbreedte mogelijk is zonder instabiliteit.

Stabilisatietijd op positie. Na de snelle beweging moet de as snel stabiliseren op de bevolen positie en daar blijven. Een fijnere encoderresolutie geeft de positielus een nauwkeuriger beeld van de ashoek en een strakkere controle over kleine positiecorrecties tijdens het stabiliseren. Het verschil in stabilisatietijd tussen een absolute encoder met fijne resolutie en een grovere incrementele encoder is meetbaar op assen met hoge prestaties.

Positiekennis door stroomcycli. Assemblagemachines en hanteringsapparatuur schakelen vaak de stroom uit tussen productieploegen, tijdens onderhoudsperiodes en na elke alarmstop. De 17-bits absolute encoder behoudt de exacte ashoek en het aantal omwentelingen door alle periodes zonder stroom, ondersteund door de A6BAT batterij in de MR-J2S-70 versterker. Op een machine met veel assen met ultra-lage traagheid bespaart het elimineren van de homing-routine voor al deze assen bij elke opstart — in plaats van elke as sequentieel te homen — echte tijd en vereenvoudigt de opstartsequentie.

Batterijlocatie. De A6BAT bevindt zich in de MR-J2S-70 versterker, niet in de motor. Vervang deze bij het eerste alarm voor een bijna lege batterij. Volledige ontlading reset het teller voor meerdere omwentelingen en vereist een referentie-retour bij de volgende opstart.

Compatibele Versterkers

De HC-MFS73 vereist de MR-J2S-70 versterker — het J2-Super platform met een capaciteit van 750W. Drie interfacevarianten:

MR-J2S-70A accepteert puls-trein positiecommando's van CNC-controllers en PLC's, plus analoge snelheids- en koppelreferenties. Alle besturingsmodi zijn beschikbaar. RS-232C maakt verbinding met MR Configurator voor inbedrijfstelling en afstelling. Voor assen van assemblage-machines met hoge cyclussnelheid, aandrijvingen van pick-and-place machines, en elke toepassing waar de commando bron een externe controller is, is dit de standaardkeuze.

MR-J2S-70B maakt verbinding met Mitsubishi A-serie en Q-serie motion controllers via de SSCNET glasvezel seriële bus. Voor machines waar de assen met ultra-lage traagheid moeten coördineren met andere assen onder een motion controller — een robotarm waarbij alle gewrichten servo-aangedreven zijn en in gedefinieerde geometrische relaties moeten bewegen — biedt de SSCNET bus de real-time askoppeling die puls- en analoge interfaces niet kunnen bereiken.

MR-J2S-70CP biedt ingebouwde enkelassige positionering met maximaal 31 opgeslagen puntentabel posities, geactiveerd door digitale I/O of CC-Link commando. Voor standalone indexerende assen die geen real-time coördinatie met andere assen vereisen, elimineert de CP de kosten van een speciale motion controller.

Compatibiliteitsopmerkingen. De HC-MFS73 is niet compatibel met de MR-J2-70 versterker van de eerste generatie, die het 17-bits J2-Super encoder protocol niet kan decoderen. Voor machines die originele MR-J2-70 hardware draaien, is de juiste motor de HC-MF73 (dezelfde mechanische specificatie, J2-generatie encoder). Niet compatibel met MR-J3 of MR-J4 versterkers zonder een vernieuwingsadapterkit.

HC-MFS Serie met Ultra-lage traagheid: Waar de 73 Staat

De HC-MFS73 is de grootste motor in de HC-MFS familie met ultra-lage traagheid en J2-Super — de top van het assortiment. Hij deelt de 80 × 80 mm flens met de HC-MFS43 direct daaronder. De consistente 3:1 piek-tot-continu koppelverhouding loopt over alle vijf capaciteitsstappen.

Elke capaciteit in het HC-MFS-bereik is verkrijgbaar in meerdere as- en remconfiguraties: rechte as zonder rem (HC-MFS73), rechte as met rem (HC-MFS73B), spieas (HC-MFS73K), en spieas met rem (HC-MFS73BK). Alle gebruiken de MR-J2S-70 versterker bij deze capaciteit. Reductie-tandwielvarianten (G1 flenstype, G2 astype, G5 en G7 precisietypes) zijn ook beschikbaar — de MR-J2S-70 versterkerkoppeling blijft ongewijzigd, ongeacht de tandwielconfiguratie.

Typische Toepassingen

Aandrijvingen voor pick-and-place machines met hoge cyclussnelheid. Primaire positioneringsassen op pick-and-place apparatuur voor elektronische componentenassemblage die honderden plaatsingen per minuut uitvoeren. De ultra-lage traagheid maakt snelle korte bewegingen tussen componentposities mogelijk; de 17-bits absolute encoder zorgt voor nauwkeurige plaatsingscoördinaten zonder homing bij opstart; de 750W capaciteit kan de iets zwaardere portaalstructuren en grotere reisbereiken van middelgrote assemblagemachines aan.

Hanteringsassen voor halfgeleiders en platte beeldschermen. Aandrijvingen van wafertransferarmen, positioneringsassen voor substraten, en cassettehandler-mechanismen op apparatuur voor halfgeleiderverwerking en productie van platte beeldschermen. Deze mechanismen verplaatsen lichte lasten door precieze trajecten met hoge cyclussnelheden in schone binnenomgevingen — precies het bedrijfsprofiel waarvoor de HC-MFS73 is ontworpen.

Robotgewrichtaandrijvingen die hoge responsiviteit vereisen. Secundaire gewrichtassen op kleine SCARA-robots, elleboogaandrijvingen op lichtgewicht gelede armen, en traverseassen op Cartesiaanse portaalrobots. Ultra-lage traagheid maakt de hoge bandbreedte positiecontrole mogelijk die nodig is voor soepele trajectvolging bij robot-snelheid updatefrequenties; de 750W capaciteit kan gewrichtslasten aan die de HC-MFS43 niet kan weerstaan.

Positionering van laser snij- en markeerkoppen. Positioneringsassen voor lichte snijkoppen op kleine tot middelgrote laserbewerkingsmachines waar de gecombineerde massa van de kop 750W capaciteit vereist, maar de snelle scan-en-positioneringscyclus ultra-lage traagheid acceleratieprestaties vereist. De 17-bits encoder ondersteunt de fijne positie-increments die worden gebruikt tijdens langzame markeerpassen.

Snelle voedings- en registratieassen voor verpakkingsmachines. Filmtrek-aandrijvingen, registratiecorrectieassen, en productafstandmechanismen op verpakkingslijnen waar de as snel moet reageren op correcties van registratiemarkeringen en synchronisatie met de lijnsnelheid moet behouden door een continue stroom van kleine snelheidsaanpassingen. Ultra-lage traagheid maakt de snelle koppelrespons mogelijk die deze registratie-regelcircuits nodig hebben.

Veelgestelde Vragen

V1: Wat is het verschil tussen de HC-MFS73 en de HC-KFS73?

Beide zijn 750W, 3000 tpm J2-Super motoren op een 80 × 80 mm flens met 17-bits absolute encoders en IP55 bescherming, en beide produceren 2,4 Nm continu en 7,2 Nm piek. Het verschil is de rotor traagheidsklasse. De HC-MFS73 is ultra-lage traagheid — een rotor ontworpen met minimale massa om de acceleratie-responsiviteit te maximaliseren ten koste van enigszins lagere duurkoppelcapaciteit per eenheid rotorvolume. De HC-KFS73 is lage traagheid — een iets andere ontwerpafweging. Beide gebruiken de MR-J2S-70 versterker. Kies de HC-MFS73 voor assen met lichte lasten en hoge cyclussnelheden waar de acceleratiesnelheid de prestatiedrijver is. Kies de HC-KFS73 voor assen waar een lagere traagheidsverhouding of een marginaal hogere duurkoppelcapaciteit bij een gegeven framegrootte de prioriteit heeft.

V2: Kan de HC-MFS73 worden gebruikt met een MR-J2-70 versterker van de eerste generatie?

Nee. De HC-MFS73 heeft het 17-bits J2-Super encoder protocol, dat de MR-J2-70 versterker van de eerste generatie niet kan lezen. Het aansluiten van deze motor op een MR-J2-70 zal onmiddellijk na opstarten een encodercommunicatiefout veroorzaken. Voor machines die originele MR-J2-70 hardware draaien, is de juiste motor de HC-MF73 — hetzelfde mechanische frame, dezelfde koppelwaarden, J2-generatie encoder, compatibel met MR-J2-70.

V3: Is de IP55 classificatie voldoende voor omgevingen nabij bewerkingsoperaties?

IP55 biedt volledige bescherming tegen stofindringing (stofdicht) en bescherming tegen gerichte waterstralen vanuit elke hoek. Dit is voldoende voor de meeste industriële binnenomgevingen buiten de snijzone van machinegereedschappen — algemene assemblage, elektronica productie, verpakking en hanteringsapparatuur. Voor assen die fysiek binnen de snijzone van een bewerkingscentrum staan waar koelmiddel direct op het motorlichaam sproeit, is IP65 de voorkeur en moeten motoren uit de HC-KFS of HC-SFS serie worden overwogen. IP55 is een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de IP44 van de HC-MF73, waardoor de HC-MFS73 geschikter is voor omgevingen met incidentele vochtigheid.

V4: Waar is de back-up batterij van de absolute encoder?

De Mitsubishi A6BAT lithiumcel bevindt zich in de MR-J2S-70 servoversterker, niet in de motor. Hij onderhoudt de 17-bits teller voor meerdere omwentelingen door alle periodes zonder stroom. Vervang hem bij het eerste alarm voor een bijna lege batterij van de versterker. Als deze volledig leeg is, wordt de teller voor de absolute positie gereset en is een referentie-retourcyclus vereist voordat de as de productie kan hervatten. Bij toepassingen met assemblage-machines waar homing een gedefinieerde klaring-sequentie vereist, is het voorkomen hiervan door tijdige batterijvervanging eenvoudig.

V5: Is de HC-MFS73 nog steeds beschikbaar, en wat is het equivalent van de huidige generatie?

De HC-MFS73 is stopgezet door Mitsubishi, maar blijft beschikbaar via dealers van industriële automatiseringssurplus en gespecialiseerde Mitsubishi servo-leveranciers als nieuwe oude voorraad en geteste gereviseerde eenheden. Voor machines die gebonden zijn aan J2-Super hardware, is dit inkoopkanaal praktisch. Voor nieuwe machineontwerpen of volledige platformupgrades is het equivalent van de huidige generatie de HG-MR73 (MR-J4 serie, 750W, 3000 tpm, rechte as, 22-bits absolute encoder met 4.194.304 ppr, 80 × 80 mm flens, IP65) gekoppeld aan een MR-J4-70 versterker. De HG-MR73 verbetert de HC-MFS73 met een hogere encoderresolutie, een betere beschermingsgraad en prestaties van het huidige generatie servoplatform — maar zowel de motor als de versterker moeten samen worden vervangen, aangezien de encoderprotocollen incompatibel zijn.