Mitsubishi HC-SFS202K (HCSFS202K): servomotor de CA de 2 kW, eje con llave, sin freno, serie MELSERVO-J2S

Identificación del producto

Número de pieza:HC-SFS202K

También buscado como:HCSFS202K, HC-SFS-202K

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

Tipo de motor:Servomotor de CA sin escobillas: eje con llave, sin freno, 2000 rpm

Condición:Nuevo en caja, sellado de fábrica.

El caso de un eje con llave sin freno

La mayoría de las decisiones de selección de servomotores se centran en la potencia y el par. La configuración del eje y la presencia de los frenos son secundarias, hasta que dejan de serlo. ElHC-SFS202Kresponde a un par específico de requisitos: un eje que necesita unaconexión positiva del eje al acoplamientoa través de un chavetero mecanizado, y donde el diseño de la aplicación no requiere una retención mecánica a prueba de fallas en el servo apagado. Sin freno significa cableado más simple, sin secuenciación MBR adicional y sin carga térmica adicional en el panel proveniente de un circuito de relé de bobina de freno. El eje con chaveta significa una trayectoria de torsión que no depende únicamente de la fricción entre el cubo y el eje.

Esa combinación se adapta a un amplio término medio en aplicaciones de servoindustriales: ejes horizontales, transmisiones por correa y cadena, mecanismos acoplados por engranajes y cualquier transmisión en la que la carga esté soportada lateralmente, la gravedad no sea un factor en la dirección del movimiento y una interfaz de acoplamiento que transmita positivamente el par bajo cargas inversas y cíclicas es la preferencia de ingeniería.

Construido sobre la plataforma MELSERVO-J2S, el HC-SFS202K incluye la especificación J2-Super completa:Codificador absoluto serie de 17 bitsa 131.072 posiciones por revolución, 9,55 Nm de par nominal continuo, 28,6 Nm de pico y todas las mejoras en el ancho de banda de circuito cerrado que el procesador más rápido del amplificador MR-J2S extrae de la señal de retroalimentación de mayor resolución. Esta no es una variante simplificada: quitar el freno no afecta en nada el rendimiento del motor. Elimina un subsistema mecánico que nunca fue necesario para esta clase de aplicación en primer lugar.

Especificaciones técnicas

Eje con llave: por qué es importante a 2 kW

Un eje recto y un eje con chaveta transmiten el par a través de mecanismos fundamentalmente diferentes. En un eje recto y liso, el orificio del cubo se sujeta alrededor del diámetro exterior del eje y la fricción entre las dos superficies genera el torque. La fuerza de sujeción, generada por la abrazadera dividida o el ajuste de interferencia del cubo, debe ser suficiente para resistir el par máximo en las peores condiciones de funcionamiento. De lo contrario, el buje patina, el servoeje pierde su posición y, según la aplicación, las consecuencias van desde el desguace de una pieza hasta un fallo de la máquina.

El chavetero del HC-SFS202K cambia la mecánica por completo. Una chaveta encaja en una ranura mecanizada tanto en el eje como en el orificio del cubo; Bajo carga, la chaveta se apoya cortante a lo largo de su sección transversal y transmite el par directamente entre el eje y el cubo. La fricción aún contribuye (el cubo aún debe estar correctamente instalado), pero la ruta de torsión principal es la clave, no la abrazadera. Bajo cargas inversas, cargas cíclicas y golpes, una conexión codificada sigue siendo confiable mientras que una interfaz de solo fricción podría desarrollar un microdeslizamiento con el tiempo.

A 9,55 Nm continuos y 28,6 Nm pico, las cargas en el eje HC-SFS202K no son despreciables. El par máximo es lo que importa para la selección del acoplamiento, y 28,6 Nm en el eje de un motor de 2000 rpm que circula repetidamente a través de aceleración, carga de corte y desaceleración es exactamente el tipo de trabajo donde los chaveteros siempre han sido la solución de ingeniería preferida.

Aplicaciones comunes que especifican ejes con chaveta en esta capacidad:

Accionamientos por correa de distribución en los que la polea conducida debe permanecer absolutamente sincronizada con el eje debido a una alta tensión de la correa y a inversiones cíclicas del par. Accionamientos por engranajes donde el piñón o el cubo del engranaje deben transferir torque sin ninguna rotación relativa que pueda cambiar la fase del engranaje. Accionamientos de piñón de cadena donde el piñón debe mantener una relación angular fija con el eje bajo cargas de impacto repetidas debido al acoplamiento de la cadena. Mecanismos de tipo embrague donde un acoplamiento positivo entre el eje y el componente impulsado es parte del principio de funcionamiento.

Guía de instalación del manual del servomotor de Mitsubishi:Utilice siempre el orificio roscado del extremo del eje para colocar el cubo axialmente sobre el eje; un perno de tracción, una arandela y una tuerca contra la cara del cubo lo colocan directamente en su posición. No martille ni presione los cubos impulsores sobre el eje. En el tamaño de bastidor del HC-SFS202K, el impacto del eje durante la instalación del cubo se transmite directamente al disco codificador en la parte trasera del motor. El daño no siempre es inmediatamente obvio, pero puede causar alarmas intermitentes en el codificador bajo vibración que son difíciles de rastrear y costosas de diagnosticar.

Sin freno: lo que ofrece Servo Lock en su lugar

Sin un freno electromagnético, el HC-SFS202K mantiene la posición del eje a través del servobloqueo del amplificador: el bucle de control permanece activo, monitoreando la retroalimentación del codificador y suministrando corriente correctiva para mantener el error de posición cero. En condiciones normales de funcionamiento, el bloqueo del servo es muy eficaz; El codificador de 17 bits proporciona los datos de posición detallados que el amplificador MR-J2S necesita para minimizar la deriva de posición en cualquier condición de retención.

La pregunta relevante para cualquier aplicación es qué sucede cuando desaparece el bloqueo del servo: en una parada de emergencia, un disparo de alarma, una falla de energía o un apagado planificado de la máquina. Para los ejes horizontales que llevan un mecanismo cargado simétricamente, el eje simplemente se desplaza hasta descansar bajo la función de freno dinámico del amplificador y permanece allí, impulsado por las pequeñas fuerzas de fricción en el tren de transmisión. No es necesaria ninguna sujeción mecánica porque ninguna fuerza desequilibrada empuja el eje en ninguna dirección.

Cuando esa imagen cambia (donde la gravedad, los resortes de precarga o la fricción asimétrica podrían mover el eje en servoapagado), el HC-SFS202K tiene la especificación incorrecta. Esos ejes pertenecen a laHC-SFS202BK(freno y chavetero) oHC-SFS202B(freno, eje recto). El HC-SFS202K sin freno es el motor adecuado precisamente cuando un sistema de retención mecánica agregaría complejidad, cableado aéreo y componentes de panel que la aplicación simplemente no necesita.

Un ámbito en el que la ausencia de freno simplifica realmente el sistema: las máquinas multieje con muchos servoejes. Cada freno agrega un relé, un cable de freno, un amortiguador de sobretensiones y un consumo de energía de 24 V CC. En una máquina con doce o dieciséis servoejes, eliminar los frenos de los ejes que no los necesitan reduce considerablemente la complejidad del panel. El HC-SFS202K contribuye a esa simplificación en cada eje horizontal del sistema.

Codificador de 17 bits: J2-Super Feedback a 2000 rpm

La actualización del codificador que define la plataforma MELSERVO-J2S, desde el dispositivo de 14 bits (16,384 ppr) en la serie HC-SF al dispositivo de 17 bits (131,072 ppr) en la serie HC-SFS, se aplica completamente al HC-SFS202K. Ocho veces la resolución del codificador cambia la calidad de cada señal que el amplificador MR-J2S calcula a partir de los datos de posición.

La estimación de la velocidad se beneficia más directamente. El amplificador deriva la velocidad de muestras de posición consecutivas. Con 131.072 posiciones por revolución disponibles, cada muestra cubre un fino incremento angular a 2.000 rpm, lo que le da al bucle de velocidad una estimación de velocidad de bajo ruido con la que trabajar. Esa estimación limpia permite mayores ganancias proporcionales en el bucle de velocidad sin excitar resonancias mecánicas, lo que se traduce en una regulación de velocidad más estricta y un rechazo de perturbaciones más rápido durante las cargas de corte y las inversiones de eje.

El rendimiento del bucle de posición mejora en consecuencia. La fina resolución permite que el bucle de control detecte y corrija desviaciones de posición muy pequeñas (compensación de deflexión de la herramienta, corrección del crecimiento térmico, gestión del juego del husillo) con un nivel de sensibilidad que la retroalimentación de 14 bits no puede igualar.

La función absoluta es mantenida por elBatería de litio A6BATdentro del amplificador MR-J2S. La batería mantiene el contador de posición absoluta multivuelta durante cualquier interrupción del suministro eléctrico, planificada o no planificada. El reinicio después de un apagado nocturno, una recuperación de parada de emergencia o un reinicio de alarma eleva el eje a su última posición absoluta conocida sin ningún movimiento de retorno de referencia. Para programas de producción ajustados donde el tiempo de reinicio es importante, esto supone un ahorro de tiempo concreto en cada turno.

Amplificadores compatibles

El HC-SFS202K se empareja con elSeñor-J2S-200amplificador de clase. Tres variantes cubren las principales arquitecturas de control utilizadas en la plataforma J2-Super:

Señor-J2S-200AToma comandos analógicos y de tren de pulsos de sistemas CNC y PLC. Están disponibles modos de control de posición, velocidad y par. Configuración y monitorización mediante MR Configurator (MRZJW3-SETUP) vía RS-232C.

Señor-J2S-200Bfunciona a través de un bus serie de fibra óptica SSCNET bajo un controlador de movimiento Mitsubishi, serie A o serie Q. El movimiento coordinado de múltiples ejes con interpolación se maneja en el nivel del controlador; el amplificador ejecuta comandos de trayectoria recibidos a través de la red utilizando retroalimentación del codificador local.

MR-J2S-200CPIncorpora una función de posicionamiento incorporada, almacenando hasta 31 posiciones de destino internamente. Los comandos CC-Link o I/O seleccionan objetivos y activan movimientos, lo que hace que esta variante sea adecuada para posicionamiento independiente sin un controlador de movimiento dedicado.

Las tres variantes son totalmente compatibles con el codificador de 17 bits y la corriente nominal de 11 A del HC-SFS202K. El HC-SFS202K no es compatible con los amplificadores MR-J2-200 originales (primera generación, anteriores a J2S), que no pueden interpretar el formato del codificador de 17 bits, ni con los amplificadores MR-J3 o MR-J4. Cuando los amplificadores instalados son MR-J2 de primera generación, el HC-SF202K (motor J2 con codificador de 14 bits) es el objetivo de abastecimiento correcto.

Dónde encaja el HC-SFS202K en la familia HC-SFS de 2000 rpm

El HC-SFS202K pasa del grupo de bridas de 130 × 130 mm a la brida de 176 × 176 mm: el mismo espacio de montaje compartido por todos los modelos de 2 kW a 7 kW de esta familia. Una máquina diseñada con este tamaño de brida puede admitir actualizaciones de capacidad del motor dentro de ese rango sin cambios en la placa de montaje.

El sufijo "K" indica consistentemente eje con chaveta en toda la familia HC-SFS. Cada capacidad, desde 500 W hasta 7 kW, está disponible en forma de eje con chaveta y, dentro de cada capacidad, la variante sin freno con eje recto con chaveta se empareja mecánicamente con la misma brida y eléctricamente con el mismo amplificador que la variante de eje recto. La elección del eje no tiene ningún efecto en la selección del amplificador.

Aplicaciones típicas

Ejes de transmisión por correa de distribución en máquinas herramienta.Las unidades de indexación del almacén de herramientas, las correas transportadoras de paletas y los ejes de transferencia de transportadores que utilizan interfaces de correas dentadas requieren poleas de eje con chaveta para evitar que la tensión de la correa y las fuerzas cíclicas de acoplamiento de los dientes hagan girar la polea con respecto al eje. A 9,55 Nm continuos, el HC-SFS202K maneja cargas de mecanismo de palet y cambiador de herramientas de formato medio dentro de su clasificación térmica.

Ejes auxiliares accionados por engranajes.Los accionamientos auxiliares de la mesa giratoria CNC que utilizan un acoplamiento de engranajes entre el servoeje y la entrada de la mesa, y los mecanismos de alimentación accionados por engranajes en máquinas herramienta especializadas, necesitan el eje con llave para una conexión positiva y sin juego del cubo del engranaje. El pico de 28,6 Nm proporciona el par de aceleración para una indexación rápida, mientras que el continuo de 9,55 Nm cubre el movimiento giratorio sostenido.

Ejes de avance por husillo de bolas con acoplamiento por engranajes.En los centros de mecanizado donde se encuentra una reducción de engranajes entre el servomotor y la entrada del husillo de bolas, el lado del motor del acoplamiento de engranajes generalmente utiliza una interfaz con llave. El eje enchavetado del HC-SFS202K proporciona esa conexión, y la fina resolución del codificador J2-Super se retroalimenta a través de la relación de transmisión para darle al bucle de posición una alta resolución efectiva en la mesa.

Transportadores horizontales y accionamientos de transferencia.La indexación de transportadores servoaccionados en líneas de montaje automatizadas, sistemas de transferencia de piezas y equipos de paletización utiliza servomotores de capacidad media en ejes de transferencia horizontales. Estos son exactamente los ejes en los que no es necesario un freno (la carga se soporta horizontalmente y el transportador mantiene la posición mediante fricción mecánica cuando se libera el bloqueo del servo) y donde un eje con llave se adapta al diseño de la rueda dentada o del acoplamiento.

Ejes de control de tensión y bobinado.Los ejes de manipulación de materiales que funcionan en modo de control de par para regular la tensión de la banda o el par de bobinado utilizan el comando actual del servomotor como referencia de par. El codificador de 17 bits del HC-SFS202K proporciona la retroalimentación de velocidad suave y de baja ondulación que requiere el modo de control de torsión para regular la tensión sin oscilación en un amplio rango de velocidades.

Nuevo en caja, sellado de fábrica.

Sellado de fábrica significa embalaje original de Mitsubishi con todas las cubiertas protectoras intactas: la chavetera del eje y la ranura de la chaveta están protegidas por la tapa del extremo del eje, los puertos del conector del codificador y del conector de alimentación permanecen sellados y el sello de aceite en el punto de paso del eje está en las condiciones de fabricación. El motor nunca ha sido instalado, nunca ha sido alimentado y no tiene historial mecánico o térmico.

Para las máquinas que actualmente dejaron de esperar por esta pieza, el stock nuevo en caja elimina por completo el tiempo de espera de reparación de la ruta crítica. Para el stock de mantenimiento planificado, las unidades selladas de fábrica se almacenan correctamente durante varios años en condiciones de temperatura estable y baja humedad. Más allá de cinco años de almacenamiento, una rotación manual lenta del eje como parte de una verificación previa a la instalación ayuda a redistribuir la grasa de los cojinetes antes de poner el motor en servicio.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Qué amplificadores son compatibles con el HC-SFS202K?

El HC-SFS202K requiere unSeñor-J2S-200amplificador de clase. Las tres variantes estándar son lasSeñor-J2S-200A(comando analógico/pulso de uso general, control de posición/velocidad/par),Señor-J2S-200B(bus de fibra óptica SSCNET para controladores de movimiento Mitsubishi), yMR-J2S-200CP(posicionamiento de mesa de puntos incorporado con CC-Link). Todos admiten el codificador serie de 17 bits. El HC-SFS202K no es compatible con los amplificadores MR-J2-200 de primera generación ni con los amplificadores MR-J3/MR-J4.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre el HC-SFS202K y el HC-SFS202BK?

Los dos motores son idénticos en todas las especificaciones eléctricas y mecánicas: 2 kW, 9,55 Nm, 28,6 Nm de pico, codificador de 17 bits, eje con chaveta, brida de 176 × 176 mm, el mismo requisito de amplificador. La única diferencia es que elHC-SFS202BK tiene un freno electromagnético aplicado por resorte; elHC-SFS202K no. Elija el HC-SFS202K sin freno para ejes horizontales y cualquier aplicación donde el bloqueo del servo sea suficiente en todas las condiciones de parada. Elija el HC-SFS202BK cuando el eje soporta una carga por gravedad o requiere sujeción mecánica a prueba de fallas en servoapagado.

P3: ¿Cuál es la diferencia entre el HC-SFS202K y el HC-SFS202 (eje recto)?

Mecánica y eléctricamente idénticas: la misma salida, par, codificador, brida y clase de amplificador. La única diferencia es la interfaz del eje. ElHC-SFS202 tiene un eje recto lisopara acoplamientos de abrazadera de fricción. ElHC-SFS202K tiene un chavetero mecanizadopara una transmisión positiva de torque entre chaveta y cubo. Elija según el diseño del acoplamiento del mecanismo accionado. No hay diferencia de rendimiento entre los dos tipos de eje bajo condiciones de acoplamiento correctamente instalado.

P4: ¿Puede el HC-SFS202K reemplazar un HC-SF202K de la generación J2 anterior?

Ambos motores comparten la misma brida de 176 × 176 mm y son mecánicamente intercambiables en la interfaz de montaje. Sin embargo, las generaciones de codificadores difieren:HC-SF202K utiliza un codificador de 14 bitsy es compatible con los amplificadores MR-J2 y MR-J2S. ElHC-SFS202K utiliza un codificador de 17 bitsy requiere amplificadores MR-J2S. Si la máquina ejecuta amplificadores MR-J2-200 de primera generación, el HC-SFS202K no funcionará; en su lugar, utilice el HC-SF202K. Si los amplificadores son MR-J2S-200, el HC-SFS202K es un reemplazo directo con mayor resolución de retroalimentación.

P5: ¿Se suministra una clave con el HC-SFS202K?

La práctica estándar de Mitsubishi para los motores HC-SFS con eje con chaveta es suministrar la chaveta por separado del eje; el chavetero se mecaniza en el eje, pero la chaveta en sí generalmente no se incluye en el paquete del motor. Verifique las dimensiones de la chaveta con las especificaciones del chavetero del eje y del cubo antes del ensamblaje, y use una chaveta correctamente ajustada con la tolerancia correcta para las condiciones de torsión y carga de impacto de la aplicación. Consulte el manual de instrucciones del servomotor Mitsubishi correspondiente para conocer las dimensiones del eje y las especificaciones clave recomendadas para el tamaño de bastidor HC-SFS202.