Mitsubishi HC-SFS702B (HCSFS702B) — Servomotor AC de 7kW con freno electromagnético, Serie MELSERVO-J2S

Identificación del producto

Número de pieza: HC-SFS702B

También buscado como: HCSFS702B, HC-SFS-702B

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

Tipo de motor: Servomotor AC sin escobillas — Eje recto con freno electromagnético

Condición: Nuevo en caja — Un año de garantía — En stock

Descripción general

El Mitsubishi HC-SFS702B es el motor estándar más grande de la familia HC-SFS de 2.000 rpm, un servomotor AC sin escobillas de inercia media de 7 kW de la plataforma MELSERVO-J2S (J2-Super), equipado con un freno electromagnético de resorte y un eje recto. Con una potencia nominal continua de 33,4 Nm y pico de 100 Nm, es el motor que se especifica cuando un eje realmente necesita esa capacidad: columnas Z pesadas, grandes lanzaderas de palets, mesas giratorias de alta masa y sistemas de manipulación industrial donde los servomotores de gama media simplemente se quedan sin margen de par.

Dos características definen esta variante exacta. El freno electromagnético es el dispositivo de retención a prueba de fallos — de resorte, liberación de 24V CC — que mantiene un eje apagado estacionario independientemente de lo que ocurra aguas arriba en el control. El eje recto lo convierte en la opción correcta para acoplamientos de pinza de fricción, cubos de pinza dividida y diseños de acoplamientos de fuelle de precisión donde un eje liso es la interfaz correcta. Para aplicaciones que necesitan una chaveta, el HC-SFS702BK es la variante paralela; todo lo demás entre los dos modelos es idéntico.

En el interior, el codificador de la generación J2S sitúa este motor en una clase diferente a los motores HC-SF anteriores de la misma capacidad. El codificador absoluto serial de 17 bits — 131.072 posiciones por revolución — alimenta una corriente de retroalimentación que el amplificador MR-J2S utiliza para ejecutar su bucle de velocidad con un ancho de banda de 550 Hz o superior. El resultado es un eje que mantiene la posición de forma precisa bajo carga de corte y responde rápidamente a los comandos de trayectoria, incluso al accionar cargas grandes y de alta inercia.

Especificaciones técnicas

Por qué 7kW — Entendiendo los números de par

Hay una brecha significativa entre 5kW y 7kW en términos de máquinas herramienta reales, y se manifiesta más claramente en dos situaciones: aceleración pesada del eje y corte sostenido a altas velocidades de avance.

Con 33,4 Nm continuos, el HC-SFS702B puede mantener ese par indefinidamente en estado estacionario térmico, dentro de la clasificación de corriente del amplificador. El pico de 100 Nm — exactamente tres veces la cifra continua — está disponible para ráfagas de aceleración. Cuando una máquina necesita mover una corredera Z de 200 kg a una nueva altura Z en un desplazamiento rápido, el par de aceleración determina la rapidez con la que se puede realizar ese movimiento. El pico de 100 Nm proporciona al amplificador el margen para demandar el par de aceleración máximo durante la duración del movimiento, y luego estabilizarse al par inferior requerido para mantener la posición una vez que el eje llega.

La capacidad de la instalación eléctrica de 10 kVA refleja lo que este motor solicita al lado del suministro eléctrico. El diseño del panel, el dimensionamiento de los cables, la protección por fusibles y la capacidad de la resistencia regenerativa deben dimensionarse según esta cifra. El amplificador MR-J2S-700 maneja la energía regenerativa — la energía devuelta al bus de CC cuando una carga de alta inercia se desacelera — y el diseño del panel debe tener en cuenta los requisitos de disipación de calor regenerativo, especialmente en ejes que desaceleran desde alta velocidad con frecuencia.

El eje recto: Selección correcta del acoplamiento a 7kW

El HC-SFS702B utiliza un eje recto liso. A este nivel de capacidad, la selección e instalación del acoplamiento son más importantes que en ejes más pequeños: 33,4 Nm de par sostenido a través de un cubo de acoplamiento mal apretado eventualmente causará deslizamiento, y en un eje de 7kW, los eventos de deslizamiento tienden a dañar tanto el acoplamiento como el mecanismo de carga antes de que se registre la falla.

Para ejes accionados por husillo de bolas, un acoplamiento de disco o un acoplamiento de fuelle con un cubo de pinza dividida correctamente dimensionado es el enfoque estándar. La fuerza de sujeción debe ser suficiente para transmitir el par pico (100 Nm) sin ningún movimiento relativo entre el eje y el cubo en las peores condiciones, típicamente una inversión repentina durante el mecanizado activo, o una desaceleración desde la máxima velocidad de desplazamiento rápido. Los fabricantes de acoplamientos publican valores de par transmisible máximos para sus productos; verifique siempre el par pico, no solo el par continuo nominal, al seleccionar un acoplamiento para este motor.

Una nota de instalación que se aplica específicamente a los motores de eje recto en tamaños de marco grandes: las cargas de eje radiales de acoplamientos desalineados son proporcionalmente más dañinas en un motor más pesado que en uno pequeño, porque el vano de los rodamientos no escala linealmente con el tamaño del motor. Una alineación cuidadosa — tanto de desplazamiento angular como paralelo — durante la puesta en marcha prolonga considerablemente la vida útil de los rodamientos. El retén de aceite IP65 en el punto de paso del eje es una protección secundaria; no sustituye a una alineación adecuada.

Freno electromagnético — Racionalidad de ingeniería a esta escala

Los frenos de resorte tienen una lógica que se vuelve más importante a medida que aumenta el tamaño del motor: cuanto mayor es el motor, mayor es la consecuencia de que un eje sin frenar pierda el control del servo. Un servomotor de 7kW que acciona una columna Z soporta el peso total del cabezal del husillo de la máquina; en una VMC sustancial, ese conjunto puede representar varios cientos de kilogramos de acero posicionados sobre la pieza y el utillaje. El par del servo cae a cero en milisegundos cuando el amplificador se dispara. Sin una sujeción mecánica, la columna sigue la gravedad.

El freno del HC-SFS702B cambia esa ecuación. El resorte se activa en el momento en que se retira la alimentación de 24V CC — por diseño durante una secuencia de apagado normal, o por necesidad durante una parada de emergencia, disparo de alarma o pérdida de energía. La columna se mantiene. La pieza se protege. La máquina se puede recuperar en condiciones controladas en lugar de en respuesta de emergencia.

Para diseñadores e integradores de máquinas que construyen alrededor de este motor, se aplican tres puntos:

Primero, el par de retención estático nominal del freno se ajusta a la capacidad del motor, pero está diseñado para retener una carga detenida, no para detener una en movimiento. La rutina de desaceleración del amplificador debe detener el eje antes de que se permita que el freno se active. El uso de la señal MBR (salida de enclavamiento del freno electromagnético) del amplificador MR-J2S para temporizar el relé del freno logra esto correctamente. Cablear el freno directamente a un contacto de parada de emergencia — sin el enclavamiento MBR — corre el riesgo de activar el freno contra una carga de 7kW en movimiento, lo que acelera drásticamente el desgaste del freno.

Segundo, con una corriente nominal de 35A y una capacidad de 7kW, los cables de alimentación del motor transportan una corriente significativa. El cableado de la bobina del freno debe enrutarse por separado de los conductores de potencia siempre que sea posible, y el supresor de sobretensión en los terminales de la bobina del freno es innegociable a este nivel de potencia.

Tercero, para ejes verticales con carga desequilibrada significativa, la guía de Mitsubishi sitúa el par desequilibrado estático recomendado en no más del 70% del par nominal del motor — aproximadamente 23 Nm en el eje del motor para este modelo. Por encima de ese umbral, el contrapeso a través de un cilindro neumático o hidráulico debe complementar el sistema de servo y freno en lugar de depender únicamente del par del motor y la retención del freno.

Codificador de 17 bits — Lo que ofrece en un sistema de 7kW

El codificador de la generación J2-Super funciona a 17 bits — 131.072 posiciones distintas por revolución del motor. En comparación con el codificador de 14 bits (16.384 ppr) del antiguo HC-SF702B, eso es un aumento de ocho veces en la resolución.

A 7kW, el beneficio práctico se manifiesta en dos áreas. La precisión de la estimación de velocidad es la primera: el amplificador calcula la velocidad a partir de muestras de posición consecutivas del codificador. Más posiciones por revolución significan una medición de velocidad más fina por intervalo de muestra, lo que proporciona al bucle de velocidad una señal más limpia y permite que funcione con un mayor ancho de banda sin inestabilidad. El segundo beneficio es la suavidad del par a baja velocidad. A velocidades de avance muy bajas — movimientos de contorneado lentos, corte de roscas en un torno, seguimiento de engranajes en una máquina de engranajes — la resolución del codificador determina la finura con la que el amplificador puede regular la velocidad. Los datos de codificador gruesos conducen a una ondulación de velocidad, que aparece como variación del acabado superficial. El codificador de 17 bits reduce esa ondulación sustancialmente en comparación con las generaciones de codificadores más antiguas.

La función absoluta sigue funcionando a través de cualquier interrupción de energía, sostenida por la batería A6BAT en el amplificador MR-J2S. El reinicio de la máquina después de cualquier evento de energía — apagado de mantenimiento programado, recuperación de parada de emergencia, reinicio de alarma — no requiere un ciclo de referencia siempre que la batería esté en buen estado.

Aplicaciones típicas

Eje Z de VMC en centros de mecanizado de gran formato. La columna Z que soporta un cabezal de husillo de tamaño completo es la aplicación más común para un servo con freno de 7kW. Necesita la capacidad para la aceleración de desplazamiento rápido y el par de fresado sostenido, el freno para una posición de reposo segura y el codificador absoluto para un reinicio limpio después de cualquier evento de energía.

Eje W de HMC y sistemas de accionamiento de palets. El posicionamiento del eje W de los centros de mecanizado horizontales para cabezales de refrentar y los accionamientos de lanzadera de palets para la transferencia de utillajes grandes utilizan servomotores de alta capacidad. La lanzadera de palets debe arrancar y detener cargas pesadas repetidamente a velocidades de ciclo de producción; el pico de 100 Nm maneja el par de aceleración, y el freno mantiene la posición del palet en cada estación.

Ejes de avance de torreta y subhusillo de tornos CNC grandes. Los centros de torneado de alta capacidad con torretas servo de múltiples posiciones necesitan un indexado decisivo y rápido bajo el peso de múltiples herramientas. La capacidad de 7kW maneja torretas grandes con las que un motor de gama media tendría dificultades.

Cargadores de pórtico y sistemas de manipulación aérea industriales. Los sistemas de transferencia de piezas tipo pórtico con desplazamiento vertical significativo y efectores finales pesados utilizan servomotores con freno en el eje Z por las mismas razones de seguridad que las columnas Z de las máquinas herramienta. El eje recto se adapta a los diseños de acoplamiento comunes en los sistemas de accionamiento de pórtico.

Mesas giratorias y accionamiento de 4º eje. Las mesas giratorias de gran formato con piezas de trabajo que exigen un par sostenido durante el contorneado — mecanizado de impulsores, piezas estructurales aeroespaciales — utilizan servomotores de alta capacidad con retroalimentación directa del codificador.

Serie HC-SFS — Rango de 2000 rpm de un vistazo

Cada punto de capacidad está disponible en combinaciones de eje recto/con chaveta y con/sin freno. El HC-SFS702B es la variante de eje recto con freno en la parte superior de 7kW de este rango. Todos los modelos comparten el codificador absoluto serial de 17 bits, entrada de clase 200V AC, protección IP65 y eje sellado con aceite.

Nuevo en caja, un año de garantía — En stock

Nuevo en caja sellado de fábrica significa embalaje original Mitsubishi, todas las cubiertas protectoras intactas, nunca alimentado o instalado. Un año de garantía cubre el motor contra defectos desde la entrega. Para una máquina que actualmente espera un servomotor para reanudar la producción, nuevo en caja en stock es el camino más rápido y fiable de vuelta a la operación — sin tiempo de espera de reparación, sin variables de piezas reacondicionadas, sin historial que tener en cuenta.

Con 32 kg, el HC-SFS702B se envía en una caja protectora con soporte interior de espuma. La tapa del extremo del eje y todos los puertos de conexión permanecen cubiertos hasta la instalación. La grasa de los rodamientos es fresca de fábrica; no se requiere servicio previo a la instalación para los motores que entran directamente en servicio dentro de los períodos normales de almacenamiento.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Qué amplificadores son compatibles con el HC-SFS702B?

El HC-SFS702B requiere un amplificador de clase MR-J2S-700. Las tres opciones principales son el MR-J2S-700A (comando analógico/pulso de propósito general), el MR-J2S-700B (bus de fibra óptica SSCNET, para sistemas de controlador de movimiento) y el MR-J2S-700CP (función de posicionamiento incorporada). Los tres admiten el codificador serial de 17 bits y la corriente nominal de 35A de este motor. El HC-SFS702B no es compatible con los amplificadores MR-J2 originales (que no pueden leer el codificador J2S de 17 bits) ni con los amplificadores MR-J3 / MR-J4 sin hardware de conversión dedicado.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre el HC-SFS702B y el HC-SFS702BK?

Los dos modelos son mecánica y eléctricamente idénticos en todos los aspectos excepto el eje. El HC-SFS702B tiene un eje recto liso para usar con acoplamientos tipo pinza de fricción. El HC-SFS702BK tiene una chaveta mecanizada, proporcionando una conexión de par positiva de chaveta y chavetero al componente accionado. Ambos comparten la misma salida de 7kW, par nominal de 33,4 Nm, pico de 100 Nm, codificador de 17 bits, freno, clasificación IP65 y compatibilidad con amplificador MR-J2S-700. Elija basándose únicamente en el diseño de su acoplamiento.

P3: ¿Cómo funciona el freno electromagnético y cuál es la práctica de cableado correcta?

El freno es de resorte y a prueba de fallos: 24V CC energizan la bobina y mantienen el disco de freno separado, permitiendo la rotación libre del eje. Retire los 24V — por diseño, fallo o pérdida de energía — y el resorte sujeta inmediatamente el eje. Es un dispositivo de retención, no un freno de parada. Utilice siempre la salida MBR (enclavamiento del freno) del amplificador MR-J2S para controlar el relé del freno, asegurando que el freno solo se active después de que el motor se haya desacelerado hasta detenerse. Instale un supresor de sobretensión directamente en los terminales de la bobina del freno para suprimir los picos de voltaje inductivos al apagar.

P4: ¿El codificador de 17 bits requiere una batería y qué batería utiliza?

Sí. El codificador absoluto serial de 17 bits retiene los datos de posición durante el apagado a través de la copia de seguridad de la batería. La batería es la celda de litio Mitsubishi A6BAT, instalada dentro del amplificador servo MR-J2S, no en el cuerpo del motor o codificador. Cuando la A6BAT está en buen estado, el eje retiene la posición absoluta exacta a través de cualquier interrupción de energía y se reinicia sin un ciclo de referencia. Cuando el amplificador muestra una alarma de advertencia de batería baja, reemplace la A6BAT durante la próxima ventana de mantenimiento programado; agotar completamente la batería resulta en la pérdida de la posición absoluta, lo que requiere un ciclo de retorno de referencia antes de que la máquina pueda reanudar la producción.

P5: ¿Cómo se compara el HC-SFS702B con el antiguo HC-SF702B con la misma capacidad de 7kW?

Ambos son motores de 7kW, 2.000 rpm, 33,4 Nm con ejes rectos y frenos electromagnéticos, y comparten la misma brida de 176 × 176 mm, lo que significa que son mecánicamente intercambiables en el punto de montaje. La diferencia crítica es la generación del codificador: el HC-SF702B (era J2) utiliza un codificador de 14 bits a 16.384 ppr y se empareja con amplificadores MR-J2 o MR-J2S. El HC-SFS702B (era J2S) utiliza un codificador de 17 bits a 131.072 ppr y requiere amplificadores MR-J2S. Si su máquina ya ejecuta amplificadores MR-J2S, el HC-SFS702B es la opción correcta y de mayor rendimiento. Si ejecuta amplificadores MR-J2 originales, el amplificador debe actualizarse al mismo tiempo, o el HC-SF702B es el motor correcto a obtener.