Mitsubishi HC-SFS203B (HCSFS203B) — Motor servo AC de 2 kW, eje recto + freno, 3000 rpm, serie MELSERVO-J2S

Identificación del producto

Número de pieza: HC-SFS203B También buscado como: HCSFS203B, HC-SFS-203B Serie: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (Generación J2-Super) Tipo de motor: Servomotor AC sin escobillas — Eje recto con freno electromagnético, 3000 rpm Condición: Nuevo en caja, sellado de fábrica

Descripción general

El sufijo Mitsubishi HC-SFS203B es un servomotor AC sin escobillas de inercia media y 2 kW de la plataforma MELSERVO-J2S, que funciona a una velocidad nominal de 3.000 rpm y está equipado con un freno electromagnético de resorte en un eje recto. Dentro de la gama HC-SFS, esta es la variante de 3.000 rpm y 2 kW, un motor que prioriza la velocidad sobre el mayor par continuo de su homólogo de 2.000 rpm, el HC-SFS202B, al tiempo que comparte la misma clase de amplificador y la misma tecnología de codificador J2-Super.

Con un par continuo nominal de 6,37 Nm, el HC-SFS203B genera su potencia de 2 kW a través de una mayor velocidad de rotación en lugar de una alta fuerza en el eje. El pico de 19,1 Nm, exactamente tres veces la cifra nominal continua, maneja la demanda de aceleración en el eje durante las fases de desplazamiento rápido y desaceleración. Esta relación pico/nominal de 3:1 es constante en toda la gama HC-SFS y proporciona al amplificador el margen necesario para exigir el par máximo en ráfagas cortas sin que el motor supere sus límites térmicos durante el ciclo de trabajo.

El sufijo "B" hace que esta sea la variante equipada con freno. El freno de resorte mantiene el eje estacionario cuando se retira la alimentación de 24 V CC, en caso de parada deliberada, parada de emergencia o cualquier pérdida de alimentación de control. Para ejes en los que la carga no puede dejarse al bloqueo del servo del amplificador entre ciclos, o donde el diseño seguro de la máquina requiere una sujeción mecánica independiente del estado del sistema de control, el freno es la diferencia de especificación definitoria entre este modelo y el HC-SFS203.

Especificaciones técnicas

3000 rpm a 2kW: Cuando la velocidad es la prioridad

Los HC-SFS203 y HC-SFS202 ofrecen la misma potencia de 2 kW, pero intercambian par por velocidad en direcciones opuestas. El HC-SFS202B a 2.000 rpm produce 9,55 Nm de forma continua. El HC-SFS203B a 3.000 rpm produce 6,37 Nm. La potencia es la misma; el punto de operación es diferente.

Esa diferencia es deliberada y específica de la aplicación. Cuando el tiempo de ciclo está dominado por la rapidez con la que un eje puede desplazarse a su siguiente posición, la mayor velocidad nominal del HC-SFS203B da sus frutos directamente. Un eje que funciona a 3.000 rpm completa un desplazamiento rápido a una posición dada un 50% más rápido que el mismo eje a 2.000 rpm cuando el par de carga está dentro del rango continuo de 6,37 Nm. Para máquinas con muchos movimientos de posicionamiento rápidos y cortos (indexadores multiposición, ejes de recogida y colocación, sistemas de transferencia de ciclo alto), esa ventaja de velocidad se acumula en una mejora medible del rendimiento de producción.

Por el contrario, si el ciclo de trabajo requiere un par sostenido cercano o superior a 6,37 Nm a cualquier velocidad, el HC-SFS202B con su clasificación continua de 9,55 Nm es la especificación más adecuada. La elección entre ambos se reduce a una pregunta sencilla: ¿está este eje limitado por la velocidad del eje o por el par de carga durante la parte activa de su ciclo?

La brida de 130 × 130 mm mantiene la huella física compacta a 2 kW. En máquinas con múltiples ejes servo espaciados estrechamente (cabezales multihusillo, travesaños de pórtico, estaciones de indexación rotativa), el tamaño de bastidor más pequeño permite un espaciado de ejes más estrecho que los motores de brida de 176 × 176 mm de la serie HC-SFS, sin sacrificar ninguna de las capacidades de control de la plataforma J2S.

El freno electromagnético: Propósito y uso correcto

Un servomotor sin freno mantiene la posición mediante el bloqueo servo de bucle cerrado; el amplificador monitoriza continuamente la retroalimentación del codificador y suministra corriente correctiva para mantener el eje en la posición que indica el comando de posición. Esto funciona de manera fiable durante la operación normal, pero depende completamente de que el amplificador esté alimentado, libre de fallos y controlando activamente el motor. Retire la alimentación, active el amplificador o pulse la parada de emergencia, y el bloqueo servo desaparece instantáneamente.

El freno de resorte del HC-SFS203B existe precisamente para esos momentos. El resorte acopla el disco de freno en el instante en que se retira la alimentación de 24 V CC, sin demora, sin secuencia lógica requerida, sin dependencia del estado del amplificador. El eje se sujeta mecánicamente. Para cualquier aplicación en la que la pérdida del bloqueo servo signifique que la carga se mueva en una dirección no deseada (un eje vertical, un brazo con sesgo por gravedad, un mecanismo con una asimetría de fricción significativa, o simplemente un proceso de producción que no debe permitir la deriva del eje durante una parada de emergencia), el sufijo "B" es la especificación necesaria.

Puntos prácticos de instalación:

El amplificador MR-J2S proporciona la señal MBR (interbloqueo de freno electromagnético) para controlar con precisión el tiempo del relé del freno. La señal MBR retrasa el acoplamiento del freno hasta después de que la rutina de desaceleración del amplificador haya detenido el motor. Cablear el relé del freno directamente a un contacto de parada de emergencia, sin pasar por el interbloqueo MBR, obliga al resorte a acoplarse contra un eje en rotación. A 2 kW, el impacto resultante es suficiente para acortar significativamente la vida útil del disco de freno con cada incidente.

Para el cableado de la bobina del freno, un absorbedor de sobretensión en los terminales de la bobina no es opcional. La bobina del freno es una carga inductiva; apagarla sin supresión genera un pico de tensión que puede dañar la salida digital que controla el circuito del relé. Monte el absorbedor lo más cerca posible de los terminales de la bobina para una máxima efectividad.

El freno está clasificado para sujeción estática, no para parada dinámica. Mantiene un eje detenido quieto; no está diseñado para detener una carga en movimiento por sí solo. El amplificador detiene el motor; el freno sujeta lo que ya está detenido. Usarlo de la otra manera reduce drásticamente la vida útil del freno.

Codificador de 17 bits: Calidad de retroalimentación J2-Super a 3000 rpm

La plataforma MELSERVO-J2S actualizó el codificador de 14 bits (16.384 ppr) de la gama HC-SF a 17 bits (131.072 ppr), un aumento de resolución de ocho veces que se aplica a todos los motores de la familia HC-SFS, incluido el HC-SFS203B.

A 3.000 rpm, el efecto práctico de una mayor resolución del codificador es más visible en dos áreas. La calidad de la estimación de la velocidad es la primera: el amplificador calcula la velocidad a partir de muestras de posición consecutivas del codificador. Más posiciones por revolución significan incrementos angulares más finos por muestra, lo que se traduce directamente en una señal de velocidad más limpia para el bucle de velocidad. Una señal de velocidad más limpia permite un mayor ancho de banda del bucle de velocidad sin inestabilidad, y un mayor ancho de banda significa una recuperación más rápida de las perturbaciones de velocidad (fuerzas de corte, cambios de carga y efectos de cumplimiento de la transmisión que sacan el eje de su perfil de velocidad comandado).

El segundo beneficio aparece a bajas velocidades de avance y durante la desaceleración. Cuando el eje se ralentiza hacia un objetivo de posición, la resolución del codificador determina la finura con la que el amplificador puede detectar el error de posición y aplicar par correctivo. A 14 bits, los últimos recuentos del codificador antes del objetivo representan pasos angulares relativamente grandes. A 17 bits, esos pasos finales son ocho veces más pequeños, y el bucle de posición se asienta de forma más precisa y consistente.

La función absoluta no requiere una batería externa en el motor o el codificador. La pila de litio A6BAT del amplificador MR-J2S mantiene el contador de posición multivuelta indefinidamente a través de cualquier interrupción de energía. El arranque después de cualquier evento de energía (incluidas las alarmas y las paradas nocturnas) restaura la posición exacta del eje absoluto sin un ciclo de retorno de referencia. Para máquinas con protocolos de reinicio estrictos o secuencias de producción automatizadas que necesitan reanudar inmediatamente después de una parada, la ausencia de un ciclo de referenciación obligatorio es una ventaja práctica.

Amplificadores compatibles

El HC-SFS203B se combina con el amplificador de clase MR-J2S-200, la misma plataforma de 2 kW utilizada en las variantes de motor HC-SFS202 y HC-SFS203. Tres tipos de interfaz cubren las arquitecturas de sistema principales:

MR-J2S-200A acepta comandos de posición analógicos y de tren de pulsos de sistemas CNC y PLC. Se admiten los modos de control de posición, velocidad y par. La interfaz RS-232C permite la configuración de parámetros y la monitorización en tiempo real a través del software MR Configurator.

MR-J2S-200B se conecta a controladores de movimiento Mitsubishi a través del bus serie de fibra óptica SSCNET, la opción estándar para sistemas de interpolación multieje que utilizan controladores de la serie A o Q. Los comandos de trayectoria llegan a través de la red; el amplificador los ejecuta localmente utilizando la retroalimentación del codificador del eje del motor.

MR-J2S-200CP incorpora una tabla de puntos integrada para posicionamiento autónomo sin un controlador de movimiento externo. Se almacenan hasta 31 posiciones objetivo en el amplificador y se seleccionan por E/S o comando CC-Link. Esta variante se adapta a sistemas de posicionamiento indexado simples donde no es necesario hardware de controlador dedicado.

El HC-SFS203B no es compatible con los amplificadores MR-J2-200 originales (primera generación), que son anteriores al protocolo de codificador J2S de 17 bits, ni con los amplificadores MR-J3 o MR-J4, que utilizan una interfaz de codificador diferente. Si la máquina utiliza hardware MR-J2 de primera generación, el HC-SF203B (motor de generación J2 con codificador de 14 bits) es el objetivo de suministro correcto.

Familia HC-SFS de 3000 rpm — Capacidad en contexto

El HC-SFS203B se sitúa en la parte superior del grupo de brida de 130 × 130 mm dentro de la familia de 3000 rpm. Los motores a partir de 3,5 kW / 353 de capacidad pasan a la brida de 176 × 176 mm. Todos los modelos de esta tabla utilizan el codificador absoluto serie de 17 bits, la alimentación de clase 200 V CA y la protección IP65 como características estándar.

HC-SFS203B vs HC-SFS202B — Elección entre ellos

Ambos motores comparten la misma potencia de salida de 2 kW, brida de 130 × 130 mm (para 202B) a 176 × 176 mm (para 202B — en realidad 202 usa 176 mm), la misma clase de amplificador, el mismo codificador de 17 bits y la misma protección IP65. Difieren en su punto de operación.

Elija el HC-SFS203B cuando la velocidad de desplazamiento del eje sea el cuello de botella del tiempo de ciclo y la demanda de par continuo se mantenga cómodamente dentro de los 6,37 Nm. Elija el HC-SFS202B cuando el eje deba mantener un par continuo mayor, aceptando la brida más grande de 176 × 176 mm a cambio del margen de par adicional. Tenga en cuenta la diferencia de tamaño de la brida: estos dos motores no comparten el mismo patrón de pernos de montaje y no son directamente intercambiables sin un cambio de placa de montaje.

Aplicaciones típicas

Ejes de recogida y colocación de alta velocidad. Los ejes de traslación horizontal en sistemas de recogida y colocación SCARA y cartesianos que mueven cargas moderadas a distancias cortas a altas tasas de ciclo se benefician de la velocidad nominal de 3.000 rpm. El freno mantiene el efector final en posición entre las carreras de recogida y colocación cuando el servo pasa a un estado de retención, evitando cualquier deriva de asentamiento durante la operación de agarre.

Alimentaciones servo de máquinas de embalaje. Los accionamientos de tracción de película, entrada de producto y estación de sellado transversal en equipos de embalaje funcionan a altas tasas de ciclo con cargas de par moderadas. La clasificación de 3.000 rpm admite las altas velocidades de eje necesarias para los objetivos de rendimiento, y el codificador absoluto maneja el registro preciso de la banda del que depende la calidad del producto.

Mesas indexadoras servo multiposición. Las estaciones de indexación rotativa que ciclan rápidamente a través de posiciones angulares fijas (estaciones de carga de componentes, mesas de montaje multiproceso) utilizan accionamientos servo de 3.000 rpm en el eje de indexación para un movimiento rápido de reposo a reposo. El freno mantiene cada posición de índice firmemente durante el tiempo de reposo del proceso sin depender del bloqueo servo.

Ejes auxiliares en centros de mecanizado CNC. Los ejes de accionamiento del cargador de herramientas, los accionamientos del transportador de virutas y los ejes servo de refrigerante en máquinas CNC se adaptan bien a la capacidad y velocidad del HC-SFS203B. La clasificación IP65 con sello de aceite maneja el entorno de la máquina herramienta, y la brida compacta de 130 × 130 mm se adapta a los espacios confinados típicos de las instalaciones de ejes auxiliares CNC.

Ejes de dispensación y dosificación controlados por servo. Los sistemas de dispensación para aplicaciones de adhesivos, selladores o llenado de fluidos utilizan accionamientos servo en modo de control de velocidad o par para regular la tasa de flujo. La velocidad nominal de 3.000 rpm proporciona el rango dinámico necesario para un ajuste de flujo preciso, y la resolución del codificador de 17 bits admite una velocidad suave y sin fluctuaciones a bajas tasas de dispensación.

Nuevo en caja, sellado de fábrica

Sellado de fábrica significa embalaje original de Mitsubishi con todas las cubiertas protectoras intactas: tapa del extremo del eje, sello del conector del codificador y cubierta del conector de alimentación en condiciones de fabricación. El motor nunca ha sido instalado, nunca ha sido alimentado y no tiene historial térmico ni mecánico. Para una máquina que espera esta pieza, el stock nuevo en caja ofrece una unidad de condición conocida sin las variables de reparación o el retraso de la renovación.

Almacenado correctamente (temperatura estable, baja humedad, alejado de vibraciones), el stock sellado de fábrica mantiene las especificaciones completas durante varios años. Después de cinco años de almacenamiento, una rotación lenta del eje antes de la puesta en marcha ayuda a redistribuir la grasa del rodamiento antes de la primera energización.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Qué amplificadores son compatibles con el HC-SFS203B?

El HC-SFS203B requiere un amplificador de clase MR-J2S-200 de la plataforma MELSERVO-J2S. Las tres variantes principales son el MR-J2S-200A (comando analógico/pulso de propósito general), MR-J2S-200B (bus de fibra óptica SSCNET para controladores de movimiento Mitsubishi) y MR-J2S-200CP (posicionamiento integrado con CC-Link). Los tres admiten el codificador de 17 bits y la corriente nominal de 10,4 A del motor. El HC-SFS203B no es compatible con los amplificadores MR-J2-200 originales ni con los amplificadores MR-J3 / MR-J4.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre el HC-SFS203B y el HC-SFS202B?

Ambos son motores de 2 kW con frenos electromagnéticos y ejes rectos, que utilizan el mismo amplificador MR-J2S-200 y codificador de 17 bits. Las diferencias clave: el HC-SFS203B tiene una clasificación de 3.000 rpm con 6,37 Nm de par continuo y utiliza una brida de 130 × 130 mm. El HC-SFS202B tiene una clasificación de 2.000 rpm con 9,55 Nm de par continuo y utiliza una brida de 176 × 176 mm. Utilizan diferentes huellas de montaje y no son directamente intercambiables sin un cambio de placa de montaje. Elija según si la velocidad o el par continuo es el requisito principal del eje.

P3: ¿Cuál es la diferencia entre el HC-SFS203B y el HC-SFS203 (sin la B)?

Los dos motores son idénticos en todas las especificaciones: misma potencia de salida de 2 kW, 3.000 rpm, 6,37 Nm, codificador de 17 bits, eje recto, brida de 130 × 130 mm y compatibilidad con amplificador MR-J2S-200. El HC-SFS203B tiene un freno electromagnético de resorte; el HC-SFS203 no. Elija la variante "B" para cualquier eje donde la carga deba sujetarse mecánicamente en reposo cuando el servo esté desenergizado. Para ejes sin carga gravitacional o desequilibrada, y donde el bloqueo servo sea suficiente durante todas las condiciones de parada, el HC-SFS203 estándar es apropiado.

P4: ¿Cómo se secuencia correctamente el freno electromagnético con el amplificador MR-J2S?

El amplificador MR-J2S proporciona la señal MBR (salida de interbloqueo de freno electromagnético) para controlar el relé del freno. El MBR retrasa el acoplamiento del freno hasta que el amplificador haya confirmado que el motor se ha desacelerado hasta detenerse. Cablear el relé del freno directamente desde un contacto de parada de emergencia (saltándose la señal MBR) corre el riesgo de acoplar el resorte contra un eje en rotación, lo que provoca un desgaste prematuro del freno. Siempre dirija el control del relé del freno a través de la salida MBR. También instale un absorbedor de sobretensión en los terminales de la bobina del freno para suprimir los picos de tensión inductiva al apagar.

P5: ¿El codificador absoluto requiere una batería en el propio motor?

No. El codificador absoluto serie de 17 bits conserva los datos de posición multivuelta entre ciclos de energía utilizando una batería de litio Mitsubishi A6BAT alojada en el amplificador servo MR-J2S, no en el cuerpo del motor. Siempre que la A6BAT esté en buen estado, la posición absoluta se conserva a través de cualquier interrupción de energía, y la máquina se reinicia sin un ciclo de referenciación. Reemplace la A6BAT ante la primera alarma de batería baja del amplificador; esperar a la descarga completa de la batería provoca la pérdida de la posición absoluta almacenada y requiere un ciclo de retorno de referencia antes de que la producción pueda reanudarse.