Mitsubishi HC-SFS353K (HCSFS353K) — Servomotor AC de 3,5 kW, eje con chaveta, 3000 rpm, serie MELSERVO-J2S

Identificación del producto

Número de pieza: HC-SFS353K

También buscado como: HCSFS353K, HC-SFS-353K

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

 Tipo de motor: Servomotor AC sin escobillas — Eje con chaveta, sin freno, 3000 rpm

Condición: Nuevo en caja, sellado de fábrica

Qué hace diferente a este motor

La familia HC-SFS funciona a dos velocidades nominales: 2000 rpm y 3000 rpm. Los modelos que terminan en "2" son las variantes de 2000 rpm. Los modelos que terminan en "3" — incluido el HC-SFS353K — tienen una potencia nominal de 3000 rpm. Con una potencia de salida de 3,5 kW, un par nominal de 11,1 Nm y una brida de 176 × 176 mm, este motor ofrece la misma huella física que el HC-SFS352 de 2000 rpm, pero con una velocidad máxima superior, lo que lo convierte en la opción adecuada siempre que la aplicación cambie algo de margen de par continuo por una mayor velocidad de desplazamiento rápido, ciclos de indexación más rápidos o velocidades de eje adyacentes al husillo más altas.

El sufijo "K" significa eje con chaveta — una ranura de chaveta mecanizada en el eje del motor para una conexión positiva de transmisión de par a los componentes acoplados. No se monta ningún freno; este motor mantiene la posición mediante el bloqueo del servocontrol en bucle cerrado desde el amplificador. Las aplicaciones que necesitan una retención mecánica a prueba de fallos cuando el servocontrol está apagado pertenecen a la variante HC-SFS353BK. El HC-SFS353K es la especificación para ejes horizontales, mesas de posicionamiento angular y cualquier accionamiento donde la gravedad no sea una preocupación y la interfaz de acoplamiento requiera una chaveta.

Respaldado por el codificador absoluto serial de 17 bits de la plataforma MELSERVO-J2S y los amplificadores compatibles MR-J2S-350, el HC-SFS353K cuenta con todo el conjunto de características J2-Super: 131.072 posiciones por revolución de resolución de retroalimentación, retención de posición absoluta mediante copia de seguridad de batería y ancho de banda del bucle de velocidad que supera lo que los amplificadores J2 de primera generación podían lograr.

Especificaciones técnicas

3000 rpm frente a 2000 rpm — Comprensión del compromiso

Tanto el HC-SFS352 como el HC-SFS353 son motores de 3,5 kW en la misma brida de 176 × 176 mm. Lo que cambia entre ellos es la velocidad nominal y, con ella, el par continuo. A 2000 rpm, el HC-SFS352 entrega 16,7 Nm de forma continua. A 3000 rpm, el HC-SFS353K entrega 11,1 Nm de forma continua — aproximadamente dos tercios de la cifra de la variante de menor velocidad.

Ese compromiso es deliberado. La potencia de salida es casi la misma (ambos son de clase 3,5 kW). Lo que el motor de 3000 rpm le da a cambio del menor par continuo es la capacidad de hacer funcionar el eje más rápido — importante cuando el tiempo de ciclo de la máquina está determinado por la velocidad de desplazamiento rápido o de indexación en lugar de por la fuerza de corte. Un eje que pasa el 80% de su tiempo de ciclo en posicionamiento rápido y solo el 20% a velocidades de avance de corte a menudo se beneficiará más de la velocidad que del margen de par adicional que proporciona la variante de 2000 rpm.

Para los diseñadores de máquinas que eligen entre los dos: si la demanda de par continuo en el peor de los casos en su eje supera los 11,1 Nm, el HC-SFS352 es la opción más segura. Si el presupuesto de par está cómodamente dentro de los 11,1 Nm y los movimientos más rápidos sin corte reducen significativamente el tiempo de ciclo, el HC-SFS353K se gana su especificación.

El eje con chaveta a 3,5 kW

Once Newton-metros de par continuo no es trivial. A esta capacidad, un acoplamiento de fricción mal ajustado — fijaciones con par insuficiente, acabado superficial inconsistente en el diámetro exterior del eje o un buje ligeramente sobredimensionado — puede desarrollar microdeslizamiento con el tiempo. El microdeslizamiento en un eje de servocontrol es insidioso: a menudo es demasiado pequeño para activar una alarma de error de seguimiento de inmediato, pero lo suficientemente grande como para introducir una deriva posicional que se acumula en múltiples ciclos.

La ranura de chaveta en el HC-SFS353K elimina ese modo de fallo. Una chaveta y un buje correctamente ajustados forman una conexión positiva de carga de cizallamiento; la chaveta transmite el par directamente entre el eje y el buje en lugar de depender únicamente de la fricción de sujeción. Para transmisiones por correa dentada, piñones de cadena, engranajes de piñón y acoplamientos que deben permanecer absolutamente sincronizados con el eje bajo cargas de inversión y choque repetidas, el eje con chaveta es la especificación de ingeniería correcta.

Nota de instalación del manual de instrucciones de Mitsubishi: Al montar una polea o un buje en un eje con chaveta, utilice el orificio roscado del extremo del eje para introducir el componente — inserte un espárrago de doble extremo, coloque una arandela contra la cara del buje y apriete una tuerca para introducir el buje en su posición. No golpee los componentes en el eje. Las cargas de choque por golpes se transmiten a través del eje al disco del codificador en la parte trasera del motor y pueden causar daños en el codificador que no son inmediatamente obvios, pero que acortan la vida útil o causan fallos intermitentes más adelante.

Codificador absoluto de 17 bits — La ventaja J2S

La plataforma J2-Super introdujo el codificador absoluto serial de 17 bits (131.072 ppr) como estándar en toda la familia HC-SFS. Antes de eso, los motores HC-SF utilizaban un dispositivo de 14 bits a 16.384 ppr. La mejora de la resolución es ocho veces mayor, y sus efectos son prácticos en lugar de meramente numéricos.

A 3000 rpm — la velocidad nominal del HC-SFS353K — el codificador envía datos de posición al amplificador con más frecuencia por unidad de tiempo que un motor de 2000 rpm simplemente porque el eje gira más rápido. Una alta resolución significa que incluso a esta velocidad, cada actualización de posición individual representa un pequeño paso angular. El bucle de velocidad recibe información de velocidad detallada, lo que admite el mayor ancho de banda que la CPU mejorada del amplificador MR-J2S está diseñada para explotar. El resultado es una mejor estabilidad de velocidad a la velocidad de operación, un error de seguimiento más ajustado durante la aceleración y una mejor rejetión de perturbaciones durante el ciclo de trabajo.

La funcionalidad absoluta sigue haciendo su trabajo independientemente de la clasificación de velocidad. La copia de seguridad de la batería en el amplificador MR-J2S — utilizando la celda de litio A6BAT — retiene el contador de posición absoluta multivuelta a través de eventos de apagado. El eje sabe exactamente dónde está en el próximo encendido, sin realizar un retorno de referencia. Para máquinas que funcionan en múltiples turnos o se reinician con frecuencia después de paradas planificadas, esto ahorra tiempo de forma práctica.

Amplificadores compatibles

El HC-SFS353K se combina con amplificadores de la clase MR-J2S-350 de la plataforma MELSERVO-J2S. Los modelos compatibles confirmados son:

• MR-J2S-350A — Propósito general, interfaz de comando analógico/pulso. Modos de control de posición, velocidad y par.
• MR-J2S-350B — Interfaz SSCNET (bus de fibra óptica), para controladores de movimiento y sistemas coordinados multieje.
• MR-J2S-350CP — Función de posicionamiento incorporada, adecuada para aplicaciones punto a punto independientes sin un controlador externo.

Las tres variantes admiten el protocolo de codificador de 17 bits del HC-SFS353K y están clasificadas para la corriente continua de 16,4 A del motor.

El HC-SFS353K no es compatible con los amplificadores MR-J3 o MR-J4, que utilizan una interfaz de codificador diferente. Tampoco es compatible con los amplificadores MR-J2 de primera generación, que son anteriores al protocolo de codificador J2S.

Familia HC-SFS de 3000 rpm — Referencia de capacidad

Dentro de la subfamilia HC-SFS de 3000 rpm, el 353K se encuentra en capacidad media:

Todos los modelos de esta tabla utilizan el codificador absoluto serial de 17 bits, alimentación de 200 V CA, protección IP65 y eje sellado con aceite. El 353 utiliza la brida más grande de 176 × 176 mm, consistente con el HC-SFS352 de 2000 rpm a la misma capacidad.

Aplicaciones típicas

Ejes auxiliares de alta velocidad en centros de mecanizado CNC. Ejes secundarios en centros de mecanizado de 5 ejes — inclinaciones de carro A, rotación de mesa B, accionamientos de cargador de herramientas — se benefician de los motores de 3000 rpm donde el tiempo de indexación rápido entre posiciones es más importante que el par bruto a bajas velocidades de avance. El eje con chaveta se adapta a diseños de accionamiento directo o con engranajes en mecanismos de mesa giratoria.

Indexación de transportadores y transferencias de ciclo alto. Los sistemas de transferencia accionados por servocontrol con distancias cortas entre estaciones y altas tasas de ciclo utilizan motores de 3000 rpm para acortar la fase de aceleración a velocidad de cada movimiento. Doce estaciones que ciclan cada 8 segundos en una celda de ensamblaje automotriz necesitan una respuesta rápida del eje, no un par máximo a baja velocidad.

Transmisiones por correa dentada y cadena. Las líneas de envasado, máquinas de etiquetado y equipos de formado-llenado-sellado que utilizan ejes de correa dentada accionados por servocontrol suelen requerir ejes con chaveta en la polea de accionamiento para evitar que la tensión de la correa gire el buje en el eje. A 3,5 kW, el HC-SFS353K proporciona una capacidad amplia para este tipo de trabajo de producción continua.

Mesas de posicionamiento X-Y y sistemas de pórtico. Los sistemas de posicionamiento de servocontrol de cama plana para procesamiento láser, dispensación o inspección utilizan motores de 3000 rpm en ejes de escaneo de alta velocidad donde la velocidad constante en largas distancias de desplazamiento determina la calidad. La combinación de alta resolución y alta velocidad máxima es exactamente la especificación para estas aplicaciones.

Ejes de bobinado y control de tensión. Las bobinadoras y desbobinadoras de núcleos de capacidad media utilizan servomotores de 3,5 kW en modo de control de par para regular la tensión de la banda. El motor funciona en un amplio rango de velocidades; la clasificación de 3000 rpm proporciona margen para secciones de alta velocidad de la ruta de la banda.

Nuevo en caja, sellado de fábrica

Este HC-SFS353K se envía tal como Mitsubishi lo empaquetó originalmente — cartón protector intacto, tapas de eje y conector en su lugar, cuna de espuma interior sin perturbar. Sellado de fábrica significa que no ha habido instalación previa, historial térmico acumulado ni estrés de manipulación en el eje con chaveta o el conjunto del codificador.

Para los equipos de mantenimiento que crean un inventario de repuestos estratégicos para máquinas que ejecutan la plataforma J2S, el stock nuevo en caja con la especificación de 3,5 kW y 3000 rpm es cada vez más difícil de conseguir a medida que esta generación de productos entra en mayor desuso. Los motores que entran en servicio directamente de stock sellado de fábrica no presentan variables de rendimiento que vengan con unidades reparadas o reacondicionadas.

Para almacenamiento a largo plazo: condiciones frescas, secas y sin vibraciones conservan la especificación completa durante varios años. Para almacenamiento superior a cinco años, la guía de Mitsubishi recomienda una rotación lenta periódica del eje para redistribuir la grasa del rodamiento antes de poner el motor en servicio.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Qué amplificadores son compatibles con el HC-SFS353K?

El HC-SFS353K requiere un amplificador de clase MR-J2S-350. Las variantes principales son el MR-J2S-350A (comando analógico/pulso de propósito general), MR-J2S-350B (bus de fibra óptica SSCNET) y MR-J2S-350CP (posicionamiento incorporado con CC-Link). Todos están clasificados a 3,5 kW y admiten el protocolo de codificador serial de 17 bits utilizado por este motor. El HC-SFS353K no es compatible con los amplificadores MR-J3, MR-J4 o MR-J2 originales (primera generación).

P2: ¿Cuál es la diferencia entre el HC-SFS352K y el HC-SFS353K?

Los dos modelos comparten la misma potencia de salida de 3,5 kW, brida de 176 × 176 mm, codificador de 17 bits, clasificación IP65, eje con chaveta y compatibilidad con amplificador MR-J2S-350 — pero funcionan a diferentes velocidades nominales. El HC-SFS352K tiene una potencia nominal de 2000 rpm con 16,7 Nm de par continuo. El HC-SFS353K tiene una potencia nominal de 3000 rpm con 11,1 Nm de par continuo. Elija el 353K cuando la velocidad más alta sea la prioridad; elija el 352K cuando el margen de par continuo sea más importante que la velocidad máxima del eje.

P3: ¿El HC-SFS353K tiene un freno electromagnético?

No. El HC-SFS353K no incluye freno. La posición se mantiene en reposo mediante el bloqueo del servocontrol del amplificador — el bucle de control permanece activo y sujeta el eje con la corriente del motor. Para aplicaciones que requieren una retención mecánica a prueba de fallos cuando el servocontrol está desenergizado (ejes verticales, brazos cargados por gravedad), el HC-SFS353BK (eje con chaveta con freno electromagnético de resorte) es la variante correcta a especificar.

P4: ¿El codificador absoluto requiere una batería y dónde se instala?

Sí. El codificador absoluto serial de 17 bits retiene los datos de posición multivuelta durante el apagado mediante copia de seguridad de batería. La batería — una celda de litio Mitsubishi A6BAT — se aloja dentro del amplificador de servocontrol MR-J2S, no en el motor. Cuando está en buen estado, mantiene la posición absoluta a través de cualquier interrupción de energía, eliminando la necesidad de un ciclo de referencia al reiniciar. Supervise la alarma de batería baja del amplificador y reemplace la A6BAT de forma proactiva en el próximo apagado de mantenimiento planificado antes de que se produzca una descarga completa.

P5: ¿Puede el HC-SFS353K reemplazar a un HC-SFS352K si la máquina necesita mayor velocidad?

Ambos motores se montan en la misma brida de 176 × 176 mm y comparten la misma clase de amplificador (MR-J2S-350), por lo que el cambio físico es posible sin cambios de montaje. Sin embargo, las características de velocidad y par difieren — el 353K funciona más rápido pero produce menos par continuo. Antes de sustituir, verifique que los requisitos de par del eje estén cómodamente dentro de los 11,1 Nm continuos en todos los puntos del ciclo de trabajo, y que los parámetros existentes del amplificador (relación de engranaje electrónica, límites de velocidad, rampas de aceleración) se actualicen para reflejar la velocidad nominal de 3000 rpm. Se recomienda encarecidamente una revisión de parámetros en MR Configurator antes de la primera puesta en marcha después del cambio.