Mitsubishi HC-SFS703 (HCSFS703) — Servomotor AC de 7kW, 3000 rpm, Eje Recto, Serie MELSERVO J2-Super

Descripción general

Número de pieza: HC-SFS703

También buscado como: HCSFS703, HC SFS 703 Serie: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (Generación J2-Super)

Clasificación: Servomotor AC sin escobillas de inercia media — 7kW, 3000 rpm, clase 200V, Eje Recto, Sin Freno

El motor en contexto

Siete kilovatios a 3.000 rpm. Ese es el punto de operación para el que fue diseñado el Mitsubishi HC-SFS703— el extremo superior de la familia HC-SFS de 3.000 rpm, que ofrece la mayor potencia de salida continua en este rango de velocidad sin pasar a una plataforma física más grande.

Dentro de la generación J2-Super de hardware MELSERVO de Mitsubishi, el HC-SFS703 se sitúa junto al HC-SFS702 (misma salida de 7kW a 2.000 rpm) y por encima del HC-SFS353 (3,5kW a 3.000 rpm). La distinción con el 702 es sencilla: se sacrifica un menor par continuo por una mayor velocidad del eje. Mientras que un motor de 2.000 rpm que funciona a 7kW produce 33,4 Nm de forma continua, el HC-SFS703 de 3.000 rpm entrega aproximadamente 22,3 Nm con la misma potencia — los mismos vatios-segundo mecánicos por revolución, distribuidos en un eje que gira más rápido.

Esto no es una concesión. Para mecanismos que necesitan velocidad de rotación en lugar de par de eje — accionamientos acoplados a husillo, avances de tornillo de avance o de bolas, secciones de cinta transportadora de alto rendimiento — la clasificación de 3.000 rpm elimina las etapas de reducción, acorta el tiempo de respuesta del eje y produce un sistema mecánicamente más limpio en general. El par continuo de 22,3 Nm, con una capacidad pico de alrededor de 67 Nm durante las transiciones de aceleración y deceleración, es más que suficiente para las categorías de máquinas a las que sirve este motor.

Detrás del eje hay un codificador absoluto serial de 17 bits a 131.072 ppr. La posición absoluta multivuelta se conserva a través de eventos de apagado utilizando una batería alojada en el amplificador MR-J2S, lo que significa que no se necesita un ciclo de referencia cuando la máquina se reinicia. La familia de amplificadores compatibles es el MR-J2S-700— la plataforma J2-Super de 7kW en variantes A, B y CP.

Especificaciones técnicas

Los valores de par son coherentes con el patrón publicado de la serie HC-SFS y el cálculo físico verificado. Confirme con la hoja de especificaciones oficial de Mitsubishi HC-SFS antes de finalizar los cálculos de diseño.

3000 rpm vs 2000 rpm: Elegir el punto de velocidad correcto

La serie HC-SFS a 7kW ofrece al ingeniero una elección genuina entre dos perfiles de velocidad-par distintos, y la decisión merece la pena tomarla deliberadamente en lugar de optar por uno u otro por defecto.

HC-SFS702 / HC-SFS702B / HC-SFS702BK — Familia de 2.000 rpm. Par nominal 33,4 Nm, pico 100 Nm. Un par continuo más alto significa una mayor capacidad de fuerza sostenida en accionamientos que pasan la mayor parte de su tiempo funcionando bajo carga pesada. Ejes de tornillo de bolas en centros de mecanizado de alta resistencia. Accionamientos de tensión de bobinado donde el par constante es importante en un amplio rango de diámetro de rollo. Cambiadores de paletas y mesas giratorias donde el par de carga es la restricción limitante, no la velocidad de rotación.

HC-SFS703 — 3.000 rpm. Par nominal ~22,3 Nm, pico ~67 Nm. Una mayor velocidad de rotación significa un menor tiempo de ciclo para mecanismos que están limitados por la velocidad en lugar de por el par. Secciones de cinta transportadora de accionamiento directo. Cabezales de posicionamiento láser en máquinas de corte. Sistemas de transferencia multieje donde el tiempo de desplazamiento del eje entre estaciones controla el rendimiento. Accionamientos de alimentación de máquinas de envasado de alta velocidad.

La brida de 176 × 176 mm es idéntica entre ambas familias. Mecánicamente, ambos motores encajan en el mismo bastidor de la máquina. La decisión es puramente una cuestión de aplicación: ¿pasa el eje su ciclo de trabajo luchando contra el par de carga, o pasa acelerando y desacelerando una carga relativamente ligera a alta frecuencia? Responda a esa pregunta para cada eje de la máquina y la selección se vuelve sencilla.

Eje Recto, Sin Freno — Cuándo es la especificación correcta

El eje recto del HC-SFS703 sin chavetero se adapta a la mayoría de las aplicaciones de servodirección de alta velocidad. Los acoplamientos de servodirección de precisión, los acoplamientos de disco flexible y los cubos de accionamiento por correa diseñados para ejes de servodirección se sujetan directamente al diámetro exterior del eje liso con interfaces de cubo dividido o ajuste por contracción. A 3.000 rpm con un par continuo relativamente moderado por revolución, los acoplamientos de sujeción por fricción son totalmente adecuados — la ruta de par es segura, no hay juego mecánico y la instalación es sencilla.

La ausencia de un freno electromagnético mantiene el cableado simple y reduce el número de componentes. En reposo, el amplificador MR-J2S-700 mantiene la posición del eje mediante el bloqueo del servomotor en bucle cerrado — el bucle de posición permanece activo, la retroalimentación del codificador monitoriza continuamente el ángulo del eje y el amplificador suministra la corriente necesaria para mantener un error de seguimiento cero. En ejes horizontales y mecanismos con carga simétrica donde no actúa una fuerza gravitatoria neta en la dirección de rotación del eje, esto es fiable y preciso.

El motor correcto para ejes verticales, mecanismos de avance inclinados o cualquier accionamiento con un componente de carga gravitatoria significativo es el HC-SFS703B(eje recto con freno electromagnético). En una máquina con varios ejes de servomotor, identificar qué ejes realmente necesitan un freno mecánico — y seleccionar la variante sin freno para el resto — produce un diseño eléctrico más limpio y ligero con menos puntos que requieren inspección periódica del desgaste del freno.

Una nota de instalación que se aplica específicamente a este tamaño de bastidor: al montar un acoplamiento o cubo en el motor de bastidor de 176 × 176 mm, utilice siempre el orificio roscado M12 del extremo del eje y un tirador para tirar del cubo axialmente sobre el eje. Presionar o martillar cubos sobre el eje en este tamaño de bastidor transmite cargas de impacto a través del eje al disco del codificador y al conjunto del rodamiento trasero. El daño resultante rara vez es inmediato — normalmente se manifiesta más tarde como ruido intermitente del codificador bajo vibración, lo que lleva mucho tiempo rastrear su origen. El método del tirador evita esto por completo.

Plataforma J2-Super: Lo que ofrece el codificador de 17 bits

El codificador instalado en el HC-SFS703 es la misma unidad absoluta serial de 17 bits utilizada en toda la gama J2-Super HC-SFS — 131.072 posiciones por revolución, datos de posición absoluta serializados transmitidos al amplificador a través de un cable de codificador dedicado.

Las implicaciones prácticas para el rendimiento de la máquina son varias.

Resolución de posición a 3.000 rpm. 131.072 recuentos por revolución significa que a la velocidad nominal, el amplificador recibe actualizaciones de posición angular extremadamente finas. Para ejes de posicionamiento de tornillo de bolas, esta resolución admite relaciones de engranaje electrónico submicrométricas sin agotar los recuentos del codificador. Para aplicaciones de control de velocidad como accionamientos de cinta transportadora y control de tensión, proporciona al bucle de retroalimentación de velocidad suficiente resolución para suprimir la ondulación de velocidad a baja frecuencia sin oscilaciones.

Posición absoluta al encender. Cuando la máquina se enciende después de un fin de semana, después de una parada de emergencia o después de un fallo del controlador con batería de respaldo, el HC-SFS703 informa su ángulo de eje absoluto exacto — incluido el recuento multivuelta acumulado — al amplificador inmediatamente, sin ningún movimiento del eje. El amplificador verifica la posición y el eje está listo. No se necesita un ciclo de retorno a la posición de referencia, lo que permite un reinicio más rápido, una secuencia de inicio más simple y no se necesita un marcador de referencia mecánico o un interruptor de proximidad de referencia en los ejes donde se necesita la posición absoluta.

Ubicación de la batería. La batería de respaldo que mantiene el contador absoluto multivuelta a través del apagado es la unidad de litio Mitsubishi A6BAT, alojada dentro del amplificador MR-J2S-700 — no en el motor. Esto es importante para el mantenimiento: el reemplazo de la batería se realiza en el panel, no en el motor, y el motor no necesita ser manipulado. Reemplace la A6BAT cuando el amplificador muestre una alarma de batería baja. Permitir que la batería se agote por completo restablece el contador absoluto y requiere un ciclo de retorno de referencia antes de que el eje pueda reanudar la producción.

Amplificadores compatibles

El HC-SFS703 está diseñado para su uso con la familia de amplificadores MR-J2S-700— la plataforma J2-Super con capacidad de 7kW. Tres variantes cubren las principales arquitecturas de control:

MR-J2S-700A acepta comandos de tren de pulsos y analógicos de sistemas CNC, PLC y controladores de movimiento. Los modos de control de posición, velocidad y par están disponibles, junto con la operación en modo conmutado (P/S, S/T, T/P). La conexión RS-232C admite el software de configuración MR Configurator. Esta es la opción de propósito general para aplicaciones de máquinas herramienta y automatización general donde el comando del eje proviene de una fuente de señal de pulso o analógica.

MR-J2S-700B se conecta a controladores de movimiento Mitsubishi de las series A y Q a través del bus serial de fibra óptica SSCNET. Todos los comandos de posición viajan a través de la red de fibra; la retroalimentación del codificador regresa a través del mismo enlace. Este es el amplificador correcto para sistemas multieje coordinados bajo un controlador de movimiento Mitsubishi — máquinas herramienta con contorneado multieje simultáneo, máquinas de transferencia o cualquier aplicación donde varios ejes deban moverse en una relación geométrica definida.

MR-J2S-700CP incorpora funciones de posicionamiento integradas. Se pueden almacenar hasta 31 posiciones objetivo en tablas de puntos dentro del amplificador y activarse mediante comandos de E/S o de red CC-LINK. No se requiere un controlador de movimiento separado. La opción correcta para ejes independientes indexados o punto a punto donde no se justifica un controlador de movimiento completo.

Notas de compatibilidad. El HC-SFS703 requiere un amplificador J2-Super. No es compatible con los amplificadores MR-J2 originales (primera generación), que no pueden leer el protocolo de codificador serial J2S de 17 bits. Tampoco es compatible con los amplificadores MR-J3 o MR-J4. Para máquinas que ejecutan hardware MR-J2 original, el HC-SF703(generación J2, codificador de 14 bits, mismas dimensiones mecánicas) es el objetivo de suministro mecánicamente idéntico que funcionará con unidades MR-J2 de primera generación.

Familia HC-SFS de 3000 rpm — Contexto de capacidad

El HC-SFS703 es el motor de mayor capacidad en el rango HC-SFS de 3000 rpm. Comparte la brida de 176 × 176 mm con el HC-SFS353, lo que lo convierte en una actualización mecánica directa para máquinas donde un eje de 3,5kW necesita ser rediseñado para una mayor salida.

Aplicaciones típicas

Ejes de máquinas herramienta de alta velocidad. Alimentación de máquinas de rectificado, fresado y torneado CNC donde la velocidad de avance rápido es el motor del tiempo de ciclo se beneficia de un servomotor de 3.000 rpm que acciona un tornillo de bolas a mayor velocidad lineal sin una caja reductora entre el motor y el tornillo. La resolución del codificador de 17 bits mantiene una retroalimentación de posición submicrométrica en todo el rango de avance.

Corte por láser y posicionamiento de plasma. Los ejes de posicionamiento del cabezal de corte en sistemas láser y de plasma de cama plana necesitan alta velocidad de barrido combinada con retroalimentación de posición de alta resolución para un seguimiento de trayectoria preciso. La clasificación de 3.000 rpm del HC-SFS703 y el codificador de 131.072 ppr se adaptan directamente a esto.

Envasado y montaje de alto rendimiento. Los ejes de alimentación primarios en las líneas de envasado — accionamientos de película, rodillos de tracción de formado-llenado-sellado, estaciones de troquelado rotativo — funcionan continuamente a alta velocidad bajo carga moderada. El punto de operación de 7kW y 3.000 rpm se adapta a estos mecanismos sin necesidad de etapas de reducción que añaden holgura y aumentan la inercia del eje.

Máquinas de transferencia y accionamientos de pórtico. Los sistemas de pórtico y transferencia accionados por servomotor con masa de carga moderada y ciclos de arranque-parada frecuentes utilizan motores de inercia media de alta velocidad para minimizar el tiempo de desplazamiento del eje entre estaciones. La combinación del HC-SFS703 de velocidad nominal, par pico para aceleración y codificador absoluto se adapta directamente a esta clase de máquina.

Ejes de 4ª generación y indexación rotativa de alta potencia. Los ejes rotativos en centros de mecanizado que utilizan reducción de engranajes directa o de una sola etapa necesitan la resolución del codificador para un posicionamiento angular preciso y la capacidad de par para mantener la posición de la estación de indexación bajo las cargas de corte aplicadas en cada estación.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Qué amplificadores son compatibles con el HC-SFS703?

El HC-SFS703 requiere un amplificador de la clase MR-J2S-700. Las tres variantes estándar son el MR-J2S-700A(comando analógico/tren de pulsos, modos de posición/velocidad/par), MR-J2S-700B(bus de fibra óptica SSCNET para controladores de movimiento Mitsubishi) y MR-J2S-700CP(posicionamiento integrado, hasta 31 tablas de puntos). El motor no es compatible con los amplificadores MR-J2-700 originales de primera generación ni con los amplificadores MR-J3/MR-J4.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre el HC-SFS703 y el HC-SFS702?

Ambos son motores J2-Super de 7kW en una brida de 176 × 176 mm con codificadores absolutos de 17 bits, pero funcionan a diferentes velocidades nominales. El HC-SFS702 tiene una potencia nominal de 2.000 rpm con 33,4 Nm de par continuo — mayor par, menor velocidad. El HC-SFS703 tiene una potencia nominal de 3.000 rpm con ~22,3 Nm de par continuo — menor par, mayor velocidad. Elija en función de si el eje está limitado por el par (702) o por la velocidad (703). Las dimensiones de la brida son idénticas, por lo que el cambio mecánico entre ambos es sencillo.

P3: ¿Se puede utilizar el HC-SFS703 con un amplificador MR-J2 (primera generación) original?

No. El HC-SFS703 utiliza el protocolo de codificador serial de 17 bits J2-Super, que no es legible por los amplificadores MR-J2 originales. Para máquinas que ejecutan hardware MR-J2 de primera generación, el HC-SF703— mismas dimensiones mecánicas, codificador de 14 bits — es el motor correcto. El HC-SF703 se empareja con amplificadores MR-J2-700 o MR-J2S-700.

P4: ¿Dónde se encuentra la batería de respaldo del codificador absoluto?

La batería de respaldo para el contador absoluto multivuelta es la Mitsubishi A6BAT, ubicada dentro del servodrive MR-J2S-700— no en el cuerpo del motor. El reemplazo de la batería se realiza en el panel. Reemplace la A6BAT cuando el amplificador active una alarma de batería baja; una batería completamente agotada restablece el contador absoluto y requiere un ciclo de retorno de referencia antes de que el eje pueda reanudar la producción.

P5: ¿Tiene el HC-SFS703 una clasificación IP65 y qué cubre?

Sí. El HC-SFS703 tiene una clasificación IP65 en el cuerpo del motor, proporcionando protección completa contra la entrada de polvo y protección contra chorros de agua dirigidos desde cualquier dirección. Se monta un sello de aceite en la salida del eje. El conector del codificador y el conector de alimentación deben estar correctamente acoplados con sus conjuntos de cables para mantener la clasificación IP65 en servicio — los conectores abiertos o mal asentados comprometen la clasificación de la carcasa en esos puntos, independientemente de la clasificación del cuerpo del motor.