Motor servo Mitsubishi HC-SFS102BK — 1kW | Eje con chaveta | Freno electromagnético | Codificador absoluto de 17 bits | IP65 | MELSERVO J2S

Referencia rápida

Descripción general

El HC-SFS102BK ocupa una posición bien definida en la línea de servomotores MELSERVO J2S de Mitsubishi: es el miembro de 1 kW de la familia de inercia media HC-SFS, configurado con un freno electromagnético y un eje con chaveta. Estas dos características, el frenado y una interfaz de acoplamiento mecánico positivo del eje, definen un tipo específico de necesidad de aplicación, una en la que el servo debe accionar una carga a través de un acoplamiento con chaveta, polea o piñón, y debe sujetar esa carga de forma segura contra fuerzas externas cuando la máquina no está en funcionamiento activo.

Con una salida de 1 kW y un par continuo de 4,78 Nm a 2.000 rpm, este motor maneja el rango medio de requisitos de posicionamiento y ejes de avance industriales. El diseño HC-SFS de inercia media le confiere una mejor tolerancia a la carga que las variantes de baja inercia: el bucle servo permanece estable en un rango más amplio de inercia de carga conectada sin la sensibilidad de ajuste de ganancia que requieren los motores con rotor más pequeño. El codificador absoluto de 17 bits proporciona 131.072 recuentos de posición por revolución del eje y, con una batería de respaldo en el amplificador, conserva los datos de posición en cada ciclo de encendido.

El eje con chaveta: por qué es importante para la transmisión de potencia

Los servomotores se suministran más comúnmente con un eje liso, que depende de acoplamientos por fricción o de bujes de sujeción sin holgura para la transmisión de par. El sufijo K en este motor identifica la alternativa: un eje con chavetero mecanizado, que acepta una chaveta estándar para crear una conexión mecánica positiva entre el eje del motor y el componente accionado.

Para aplicaciones que utilizan poleas dentadas, piñones de cadena, engranajes o acoplamientos con chaveteros — especialmente donde el par de carga es alto, cíclico o implica inversiones de dirección — la conexión con chaveta proporciona una transmisión positiva sin riesgo de deslizamiento en condiciones de par máximo. Un acoplamiento de sujeción en un eje liso transmite el par por fricción; esa fricción puede superarse bajo cargas de choque o inversiones repetidas. Una interfaz con chaveta es mecánicamente positiva y no depende de la precarga de sujeción.

El HC-SFS102 de 1 kW puede producir hasta 14,3 Nm de par máximo — tres veces el valor nominal continuo — durante las transiciones de aceleración. A esos niveles máximos, una chaveta y un chavetero correctamente ajustados garantizan que el par completo llegue a la carga sin micro-movimientos ni desgaste en la interfaz del eje.

Freno electromagnético: de muelle, desconexión de potencia

La B en el número de pieza de este motor designa un freno electromagnético de muelle y liberación eléctrica incorporado en el cuerpo del motor. La mecánica es sencilla: un muelle de compresión bloquea físicamente la placa de freno contra el cubo del rotor siempre que la bobina del freno está desenergizada. Aplique 24 V CC a la bobina, el muelle se comprime, el eje gira libremente. Retire el voltaje — por diseño, por fallo o por parada de emergencia — y el eje se bloquea inmediatamente, sin ningún comando del sistema de control.

Este comportamiento a prueba de fallos es la razón por la que los motores equipados con freno se especifican para una clase de aplicaciones bien entendida:

• Ejes de husillo de bolas verticales donde la gravedad actúa sobre el carro o la pieza de trabajo cuando el servo no está alimentado
• Correderas inclinadas y posicionadores rotativos inclinados donde la carga produce un par constante que impulsa el eje a moverse
• Mecanismos de sujeción donde la pieza de trabajo debe permanecer sujeta durante una interrupción de la alimentación
• Ejes de seguridad críticos en equipos donde un movimiento inesperado al apagar la alimentación representa un peligro

En ejes horizontales con cargas equilibradas, el freno es innecesario — esas aplicaciones utilizan el HC-SFS102K sin freno. En la clase de ejes descrita anteriormente, el freno del HC-SFS102BK proporciona la certeza mecánica que el bloqueo servo electrónico no puede.

Requisito de instalación: la bobina del freno necesita una fuente de alimentación de 24 V CC separada conectada al cable del freno del motor — separada de la alimentación del amplificador servo. Este circuito debe incluirse en el diseño eléctrico de la máquina; el amplificador MR-J2S no suministra energía a la bobina del freno.

Retén de aceite e IP65: listos para la planta de producción

Cada HC-SFS102BK se suministra con un retén de aceite instalado de fábrica en la abertura del eje del lado de accionamiento. En entornos de máquinas herramienta, la niebla refrigerante y el vapor lubricante son constantes. Con el tiempo, sin el retén, esos contaminantes migran a lo largo del eje hacia la carcasa del rodamiento y el compartimento del codificador, degradando ambos. El retén de aceite es la barrera mecánica principal que impide esa vía de entrada.

La carcasa del motor IP65 añade una exclusión total de polvo y resistencia a chorros de agua desde cualquier dirección. Juntos, el retén de aceite y la clasificación IP65 hacen que este motor sea directamente montable en centros de mecanizado CNC, tornos, rectificadoras y equipos de producción general sin carcasas o recintos protectores adicionales alrededor del cuerpo del motor. Esa es exactamente la norma que Mitsubishi especifica para uso en máquinas herramienta, y la especificación que cumple este motor.

Codificador absoluto de 17 bits: 131.072 ppr, con respaldo de batería

El codificador incorporado en el HC-SFS102BK resuelve el eje del motor en 131.072 posiciones iguales por revolución. Como dispositivo absoluto, conoce su posición dentro de esa resolución en todo momento, incluso inmediatamente después de un ciclo de encendido, antes de que el amplificador servo haya emitido un solo comando de movimiento.

Con una batería de litio Mitsubishi A6BAT instalada en el soporte de batería del amplificador servo, el contador multivuelta se conserva a través de cualquier apagado. Cuando la máquina se reinicia, cada eje informa su última posición conocida al controlador sin una secuencia de retorno de referencia. Para un eje con chaveta que acciona una polea o piñón conectado a un mecanismo externo — donde el homing podría implicar una cuidadosa gestión manual del freno y el mecanismo accionado — esa referencia de posición retenida es particularmente valiosa.

La resolución de 131.072 ppr del codificador es el estándar en las series HC-SFS y HC-MFS J2S. Representa la resolución de posicionamiento práctica del sistema, sujeta a la transmisión mecánica entre el eje del motor y la carga.

Amplificador servo: MR-J2S-100A y MR-J2S-100B

El HC-SFS102BK está clasificado para su uso con los amplificadores MR-J2S-100A (interfaz de comando de tren de pulsos / analógica) y MR-J2S-100B (interfaz de red serie SSCNET), ambos con una potencia nominal de 1 kW dentro de la familia MELSERVO J2S.

MR-J2S-100A recibe comandos de posición como trenes de pulsos diferenciales o de colector abierto de PLCs, tarjetas de movimiento y controladores CNC independientes. Admite modos de control de posición, velocidad y par, con capacidad de cambio de modo entre posición/velocidad, velocidad/par y par/posición durante el funcionamiento. La configuración de parámetros utiliza comunicación RS-232C o RS-422 con el software MR Configurator.

MR-J2S-100B utiliza SSCNET — la red servo serie de alta velocidad dedicada de Mitsubishi — para conectar múltiples amplificadores a un controlador de movimiento. El bus SSCNET transmite comandos de movimiento sincronizados a todos los ejes simultáneamente, permitiendo una coordinación precisa multieje: engranaje electrónico, interpolación, ciclos de sujeción sincronizados. Para máquinas con múltiples ejes servo J2S, la variante B integra el HC-SFS102BK en el mismo sistema SSCNET que los otros ejes sin complejidad de cableado adicional.

Referencia de configuración de la familia HC-SFS102

Todas las variantes comparten la misma salida de 1 kW, par nominal de 4,78 Nm, velocidad nominal de 2.000 rpm, codificador de 17 bits, retén de aceite, IP65 y brida de 130x130 mm. Las diferencias son el tipo de eje y el freno:

El HC-SFS102BK es la selección correcta cuando se requieren ambas una interfaz de eje con chaveta y un frenado electromagnético simultáneamente. Para aplicaciones de eje liso con freno, utilice el HC-SFS102B. Para eje con chaveta sin freno, utilice el HC-SFS102K.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Cuál es el propósito del eje con chaveta en el HC-SFS102BK y cuándo debe especificarse?

El eje con chaveta proporciona una interfaz de transmisión de par mecánica positiva entre el eje del motor y un componente accionado: polea, piñón, engranaje o cubo de acoplamiento con chaveta. Es la opción correcta cuando la aplicación utiliza componentes con chaveta, cuando las cargas de par máximas son altas o inversas, o cuando la aplicación requiere una interfaz de eje que no pueda depender únicamente de la precarga de sujeción por fricción. Para aplicaciones que utilizan bujes de sujeción sin holgura en ejes lisos, el HC-SFS102B sin chaveta es la opción más sencilla.

P2: ¿Qué amplificador servo es compatible con el HC-SFS102BK?

El HC-SFS102BK funciona con el MR-J2S-100A (interfaz de comando de tren de pulsos y analógica) o el MR-J2S-100B (interfaz de red serie SSCNET). Ambos son amplificadores de clase 1 kW en la plataforma MELSERVO J2S. El freno electromagnético requiere una fuente de alimentación de 24 V CC separada conectada directamente al cable del freno del motor; este circuito es independiente del amplificador y debe incluirse en el diseño eléctrico de la máquina.

P3: ¿El codificador HC-SFS102BK conserva los datos de posición después de un apagado?

Sí, cuando se instala una batería de litio Mitsubishi A6BAT en el soporte de batería del amplificador servo. El contador de posición multivuelta del codificador absoluto de 17 bits se conserva a través de los ciclos de apagado, por lo que la máquina se encuentra en su última posición conocida inmediatamente al reiniciar sin una secuencia de retorno de referencia. El amplificador emite una alarma de advertencia de batería baja antes de que la batería caiga por debajo del umbral de voltaje mínimo, proporcionando un aviso anticipado para su reemplazo programado.

P4: ¿Cuál es la diferencia entre el HC-SFS102BK y el antiguo HC-SF102BK?

El HC-SFS102BK pertenece a la serie MELSERVO J2S (codificador absoluto de alta resolución de 17 bits). El antiguo HC-SF102BK pertenece a la plataforma MELSERVO J2 anterior con un codificador de menor resolución. Las dos series utilizan amplificadores y cables de codificador diferentes y no son eléctricamente intercambiables. Al reemplazar un HC-SFS102BK en una máquina existente de la plataforma J2S, el reemplazo debe ser el HC-SFS102BK; la sustitución por un HC-SF102BK requeriría cambios en el amplificador y el cableado.

P5: ¿Sigue disponible el HC-SFS102BK y cuál es su equivalente de generación actual?

La serie HC-SFS forma parte de la generación MELSERVO J2S, que ha sido sucedida por las plataformas J4 y J5. Las unidades HC-SFS102BK nuevas en caja siguen estando disponibles a través de distribuidores de piezas de automatización industrial para el mantenimiento y reemplazo de máquinas J2S existentes; es un reemplazo directo para unidades fallidas o dañadas sin cambios en el sistema. Para nuevos diseños de máquinas, el equivalente funcional de generación actual en la clase de 1 kW / 2.000 rpm / con chaveta / con freno es el HG-SR102BK (serie MELSERVO J4), que requiere amplificadores J4 y cables de codificador diferentes.