Nuevo Mitsubishi Servo Motor HC-SFS353 HCSFS353

Mitsubishi HC-SFS353 | MELSERVO J2S HC-SF Series Servomotor AC — 3,5 kW, 11,1 Nm, 3000 RPM, Brida de 176×176 mm, Absoluto de 17 bits, IP65

Número de pieza: HC-SFS353

Serie: MELSERVO J2S — Serie HC-SF, Inercia Media, Capacidad Media

Diseño: Eje Recto, Retén de Aceite, Codificador Absoluto de 17 bits Integrado

Salida Nominal: 3,5 kW

Par Nominal: 11,1 Nm

Par de Pico: 33,4 Nm

Velocidad Nominal: 3000 RPM

Velocidad Máxima: 3000 RPM

Corriente Nominal: 16,4 A

Tensión de Suministro: Clase 200 VCA

Momento de Inercia: 0,00820 kg·m² (82 kg·cm²)

Codificador: Absoluto de 17 bits, 131.072 ppr

Tamaño de Brida: 176 × 176 mm

Protección de Entrada: IP65

Amplificador Compatible: Serie MR-J2S

Condición: Nuevo / Reacondicionado / Excedente

Descripción general

El Mitsubishi HC-SFS353 es un servomotor AC de inercia media de 3,5 kW de la serie MELSERVO J2S HC-SF, que entrega un par nominal de 11,1 Nm y un pico de 33,4 Nm en una brida de montaje de 176 × 176 mm.

A 3000 RPM sin margen de velocidad más allá del valor nominal — a diferencia de muchos servomotores que operan a velocidad nominal con un máximo superior — el HC-SFS353 está diseñado para funcionar continuamente en su punto nominal, con el pico de 33,4 Nm disponible para aceleración y transitorios de carga.

Con 3,5 kW, este motor entra en el rango donde la escala mecánica se vuelve sustancial. La brida de 176 × 176 mm es el formato de brida estándar más grande de la serie HC-SF, y la inercia del rotor de 0,00820 kg·m² refleja la masa física de un motor que debe desarrollar 11,1 Nm continuamente — un rotor considerablemente más pesado que los motores de clase 80 × 80 mm o 130 × 130 mm.

Este nivel de inercia tiene implicaciones directas para el dimensionamiento del eje: la inercia de carga reflejada en el eje del motor debe evaluarse frente a la inercia del rotor de 0,00820 kg·m², y la relación determina si el sistema servo puede mantener un rendimiento de posicionamiento estable y bien ajustado o si las ganancias se empujan hacia el límite de estabilidad del amplificador.

El retén de aceite en la salida del eje y la clasificación del cuerpo IP65 proporcionan la protección ambiental que requieren las instalaciones de automatización industrial y de máquinas herramienta de alta resistencia a este nivel de potencia.

El codificador absoluto de 17 bits a 131.072 ppr elimina el retorno de referencia al arrancar — la posición se conoce inmediatamente al encender, lo que es importante operativamente cuando la máquina debe reanudar desde una interrupción a mitad de ciclo sin tener que desplazarse de nuevo a una posición de referencia primero.

Especificaciones clave

3000 RPM Nominal = 3000 RPM Máximo — Qué significa esto

La mayoría de los servomotores tienen una velocidad nominal inferior a su velocidad máxima. Un HC-SFS52 funciona a 2000 RPM nominales con un máximo de 3000 RPM; un HF-KP73 funciona a 3000 RPM nominales con un máximo de 6000 RPM.

El HC-SFS353 es diferente: la velocidad nominal y la velocidad máxima son ambas 3000 RPM. No hay reserva de velocidad por encima del punto de funcionamiento nominal.

Esto no es una limitación — es una característica de diseño de la clase de inercia media de 3000 RPM y gran tamaño.

El HC-SFS353 está construido para entregar el par nominal completo hasta 3000 RPM de forma continua.

La curva par-velocidad es plana a 11,1 Nm desde velocidad cero hasta 3000 RPM; no hay una región de debilitamiento de campo donde el par disminuya antes de alcanzar la velocidad máxima, porque la velocidad máxima es la velocidad nominal.

El motor puede ser comandado a cualquier velocidad entre cero y 3000 RPM y entregará su par nominal completo de 11,1 Nm en todo ese rango.

Para el dimensionamiento de la máquina, esto significa que el límite superior de velocidad de la mesa está determinado por la clasificación del motor de 3000 RPM que actúa directamente a través del husillo de bolas o la transmisión, sin posibilidad de intercambiar par por mayor velocidad operando en debilitamiento de campo.

Las aplicaciones que requieren velocidades superiores a las que produce la transmisión mecánica a 3000 RPM de velocidad del motor deben abordarse a través del diseño de la transmisión — relación de engranajes, paso del husillo —, no operando el motor por encima de su clasificación.

11,1 Nm y 33,4 Nm — Alto Par Continuo con Pico de 3:1

Con 11,1 Nm nominales, el HC-SFS353 se sitúa en el rango típicamente requerido para ejes de avance primarios en centros de mecanizado más grandes: mesas pesadas, corte agresivo y distancias de avance rápido donde el motor del eje debe mantener una fuerza sustancial durante todo el ciclo de mecanizado.

La relación pico-nominal de 3:1 a 33,4 Nm proporciona la autoridad de aceleración para llevar estas cargas pesadas a la velocidad de avance rápido en una fase de aceleración breve y controlada.

La consecuencia práctica de operar a 3,5 kW y 16,4 A de corriente nominal es térmica.

El motor genera calor real a carga nominal, y el gabinete circundante, la estructura de montaje del motor y el bastidor de la máquina deben conducir y disipar este calor de manera efectiva. Las condiciones de funcionamiento nominal asumen una refrigeración adecuada en el cuerpo del motor — las características de convección natural de la carcasa del motor, la disipación de calor proporcionada por la brida de la máquina y la temperatura ambiente en el área de instalación del motor contribuyen a la temperatura real de estado estacionario del bobinado bajo carga nominal sostenida.

La protección térmica electrónica del amplificador MR-J2S monitoriza continuamente la corriente RMS y modela el estado térmico del motor.

Se permite una breve operación a una corriente de pico de 33,4 Nm; la operación sostenida a par de pico o cerca de él activará la protección de sobrecarga térmica antes de que el bobinado del motor alcance una temperatura dañina. El dimensionamiento correcto del perfil de movimiento para mantener el par RMS dentro del valor nominal de 11,1 Nm es el paso de ingeniería que garantiza un funcionamiento fiable e ininterrumpido.

Brida de 176 × 176 mm — Escala e Integración Mecánica

La brida de 176 × 176 mm marca al HC-SFS353 como un servomotor de gran tamaño.

Este tamaño de brida es la interfaz mecánica estándar para los motores de mayor capacidad de la serie HC-SF y sus sucesores — el mismo círculo de pernos y diámetro de registro utilizado por los HC-SFS502 y HC-SFS702 a niveles de potencia más altos, lo que permite a los diseños de máquinas acomodar una gama de capacidades de motor sin cambiar el montaje estructural.

Para modernizaciones y reemplazos, la brida de 176 mm es la dimensión clave de compatibilidad.

El HC-SFS353 puede reemplazar cualquier motor de la serie HC-SF en la misma brida de 176 mm sin modificaciones estructurales, siempre que la interfaz del acoplamiento del eje también sea compatible.

La profundidad física, el diámetro del eje y la posición del conector del codificador difieren entre las variantes de motor de la misma clase de brida — estos deben verificarse individualmente contra los planos mecánicos de la máquina antes de pedir un reemplazo.

El montaje de brida a esta escala física también impone requisitos prácticos de instalación.

Un servomotor de 3,5 kW en la clase de 176 mm es un componente pesado — el manejo, la alineación y el apriete de los pernos de montaje requieren una práctica de instalación de dos personas y una llave dinamométrica calibrada al par de apriete especificado. La desalineación entre el registro del motor y el orificio de la carcasa de la máquina impone cargas radiales en el rodamiento delantero del motor que pueden reducir significativamente la vida útil del rodamiento.

Codificador Absoluto de 17 bits — 131.072 ppr, No se Requiere Referencia de Inicio

El codificador absoluto de 17 bits del HC-SFS353 es el sistema de retroalimentación de posición de la generación MELSERVO J2-Super, que proporciona 131.072 pulsos por revolución de datos de posición absoluta. Con una batería instalada en el amplificador MR-J2S, el codificador retiene la posición absoluta del eje del motor a través de interrupciones de energía.

Al arrancar, el amplificador lee la posición real del eje directamente — no se requiere un recorrido de retorno de referencia, y el eje está listo para la operación comandada inmediatamente después de que se completa la secuencia de encendido.

Para un eje de 3,5 kW en un centro de mecanizado grande o una máquina industrial, esto elimina la sobrecarga de arranque de desplazar una mesa pesada a un interruptor de referencia a velocidad reducida, y elimina el riesgo de que un fallo de energía a mitad de la referencia deje la posición del eje indeterminada.

En máquinas donde el eje debe reiniciarse con precisión desde donde estaba cuando se perdió la energía — a mitad de soldadura, a mitad de giro, a mitad de taladro —, la continuidad de la posición absoluta es un requisito de seguridad y calidad, no una conveniencia.

La resolución de 131.072 ppr en el motor se traduce, a través de la transmisión mecánica, a la resolución posicional en la superficie de trabajo de la máquina.

Con un paso de husillo de bolas de 10 mm y un acoplamiento 1:1, cada cuenta del codificador es aproximadamente 0,076 μm de movimiento de la mesa — una resolución varios órdenes de magnitud más fina que la precisión alcanzable de cualquier sistema real de husillo de bolas y guía.

El codificador no es el factor limitante en la precisión de posicionamiento para ningún sistema mecánico realista que el HC-SFS353 impulsaría.

Retén de Aceite e IP65 — Especificación Ambiental para Uso Intensivo

La combinación de protección del cuerpo IP65 y el retén de aceite del eje hace que el HC-SFS353 sea apropiado para los entornos donde operan los ejes servo de 3,5 kW: la zona de corte de centros de mecanizado grandes, la base de la máquina de centros de torneado con altas tasas de flujo de refrigerante y la automatización industrial con ciclos de mantenimiento de lavado regulares.

IP65 cubre completamente el cuerpo del motor — exclusión de polvo y resistencia al agua a chorro en todas las direcciones.

El retén de aceite en la salida del eje añade la capa de sellado que la clasificación estructural IP65 no puede proporcionar en la interfaz del eje giratorio. La niebla de refrigerante, la niebla de lubricante de los husillos de bolas y las cajas de engranajes, y las partículas metálicas finas generadas por el corte pesado representan riesgos de contaminación en la brecha del eje que el retén de aceite mitiga durante la vida útil del motor.

El labio del retén de aceite es el elemento de mantenimiento con el intervalo de reemplazo más corto en el conjunto del motor. La inspección periódica del estado del retén — comprobando el endurecimiento del labio, el agrietamiento o la fuga visible a través del retén — es la acción de mantenimiento principal para los motores HC-SFS353 en entornos de alta exposición a refrigerante.

Un retén dañado es económico de reemplazar como elemento de mantenimiento planificado; la contaminación que llega al cojinete y al codificador de un retén degradado no detectado es una reparación mucho más significativa.

Amplificador MR-J2S-350A/B — Configuración del Sistema

El HC-SFS353 a 3,5 kW y 16,4 A de corriente nominal se combina con el MR-J2S-350A (interfaz de comando analógico/tren de pulsos) o MR-J2S-350B (interfaz de red serie SSCNET). A este nivel de potencia, el MR-J2S-350 es un amplificador sustancial — con ventilador de refrigeración, con capacidad de frenado regenerativo para manejar la energía devuelta al desacelerar un motor de 3,5 kW que impulsa una carga pesada.

La serie HC-SF a este nivel de potencia utiliza conectores circulares tipo cañón (tipo MS) en los cables de alimentación y codificador del motor.

A 16,4 A nominales, el conector de alimentación debe estar completamente acoplado y el anillo de bloqueo asentado antes de la operación — un conector de cañón parcialmente acoplado a este nivel de corriente crea una unión de alta resistencia que se calentará rápidamente y puede chispear bajo corriente.

El conector del codificador también debe confirmarse como completamente acoplado; una conexión intermitente del codificador a 3,5 kW produce alarmas de servo y un posible comportamiento incontrolado del motor.

Para los clientes que pasan de MR-J2S a generaciones de amplificadores más nuevas, las herramientas de renovación de Mitsubishi admiten la migración a amplificadores MR-J4-B manteniendo el controlador de movimiento MR-J2S-B existente, lo que permite modernizar la electrónica de accionamiento sin reemplazar el hardware del controlador.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Por qué la velocidad máxima es idéntica a la velocidad nominal a 3000 RPM?

A diferencia de la mayoría de los servomotores donde existe una reserva de velocidad por encima de la velocidad nominal, el HC-SFS353 está clasificado para operación a par completo hasta 3000 RPM — la velocidad máxima y la nominal coinciden.

Esto significa que el motor entrega 11,1 Nm a cualquier velocidad entre cero y 3000 RPM sin reducción de par en una región de debilitamiento de campo.

Las aplicaciones que requieren velocidades de mesa más altas deben lograrlas a través de la transmisión mecánica (paso del husillo, relación de engranajes) en lugar de operar el motor por encima de su velocidad nominal.

P2: La inercia del rotor es de 0,00820 kg·m² — ¿cómo afecta esto al dimensionamiento del eje?

La inercia del rotor de 0,00820 kg·m² es la referencia para la adaptación de carga. La guía general de Mitsubishi para la serie de inercia media HC-SF recomienda mantener la inercia de carga reflejada en el eje del motor dentro de aproximadamente 15 veces la inercia del rotor — en este caso, hasta aproximadamente 0,123 kg·m² de inercia de carga reflejada.

Superar esta relación hace que los ajustes de ganancia del servo sean más conservadores y puede reducir el ancho de banda de posicionamiento alcanzable. La inercia sustancial del rotor del HC-SFS353 en comparación con motores más pequeños significa que tolera inherentemente cargas mecánicas más pesadas antes de que la desadaptación de inercia se convierta en un problema.

P3: ¿Requiere el HC-SFS353 un retorno de referencia al arrancar?

No. El codificador absoluto de 17 bits retiene la posición del eje a través de la pérdida de energía cuando se instala una batería de respaldo en el amplificador MR-J2S.

Al encender, el amplificador lee la posición absoluta directamente del codificador — el eje tiene datos de posición correctos sin ningún recorrido de referencia.

La condición de la batería debe verificarse en los intervalos de mantenimiento programados; una batería descargada significa que los datos de posición absoluta se pierden en la próxima interrupción de energía y la referencia se vuelve necesaria hasta que se reemplace la batería.

P4: ¿Cuál es el amplificador MR-J2S compatible para el HC-SFS353?

El HC-SFS353 a 3,5 kW requiere el MR-J2S-350A (interfaz analógica/tren de pulsos) o MR-J2S-350B (interfaz SSCNET). Esta es la clase de amplificador de 3,5 kW de la gama MELSERVO J2-Super, equipada con un ventilador de refrigeración y capacidad de frenado regenerativo.

La designación "350" en el amplificador se refiere a la clase de capacidad, no a vatios — cubre aplicaciones de motores de 3,5 kW dentro de la familia de productos MR-J2S. Confirme si la máquina utiliza comandos de pulso/analógicos de eje individual (tipo A) o red de controlador de movimiento SSCNET (tipo B) antes de realizar el pedido.

P5: ¿Cuáles son las comprobaciones clave de instalación para el HC-SFS353 a 3,5 kW?

Confirme la alineación del registro y el orificio de la brida de montaje antes de apretar los pernos de montaje — una brida de 176 mm desalineada en un motor tan pesado impone cargas radiales en el rodamiento delantero que aceleran el desgaste.

Verifique que los conectores de cañón en los cables de alimentación y codificador estén completamente acoplados con los anillos de bloqueo completamente asentados. A 16,4 A de corriente nominal, verifique que la sección transversal del cable de alimentación del motor y los contactos del conector estén clasificados para esta corriente sin calentamiento excesivo en las uniones.

Después de la instalación inicial, opere el eje a velocidad y carga reducidas mientras monitoriza la pantalla de error de seguimiento del amplificador MR-J2S — cualquier error de seguimiento que crezca con la velocidad indica un problema mecánico o de conexión del codificador que debe resolverse antes de la operación de producción a plena carga.