Mitsubishi HC-SFS102K (HCSFS102K) — Motor servo AC de 1kW, eje con chaveta, serie MELSERVO-J2S

Identificación del producto

Número de pieza: HC-SFS102K

También buscado como: HCSFS102K, HC-SFS-102K

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

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

Condición: Nuevo en caja — Garantía de un año

Descripción general del producto

El Mitsubishi HC-SFS102K es un servomotor AC sin escobillas de inercia media y 1kW de la plataforma MELSERVO-J2S — el mismo diseño fundamental utilizado en una amplia gama de máquinas herramienta CNC, líneas de envasado y equipos de automatización general que se basaron en el sistema servo J2-Super de Mitsubishi. Con una velocidad nominal de 2.000 rpm y un par continuo de 4,78 Nm, maneja el tipo de trabajo de posicionamiento y avance que constituye la columna vertebral del control de movimiento industrial.

La "K" en el número de pieza es la característica definitoria: un eje con chaveta. Donde el HC-SFS102 estándar tiene un eje recto liso, el HC-SFS102K incluye una ranura de chaveta mecanizada. Esa ranura de chaveta permite un bloqueo mecánico positivo entre el eje del motor y un componente acoplado — acoplamientos, poleas o piñones que requieren una chaveta para la transmisión de par en lugar de solo sujeción por fricción. En cualquier aplicación donde el deslizamiento bajo carga de choque sea una preocupación, o donde el componente accionado deba estar precisamente sincronizado con una referencia rotacional en el eje, la variante con chaveta es la opción correcta.

No se ha instalado ningún freno electromagnético. El HC-SFS102K mantiene la posición mediante el bloqueo servo — el amplificador mantiene la corriente y el control de bucle cerrado para mantener el eje estacionario — y no está diseñado para ejes verticales donde la carga podría caer al apagar el servo. Para esas aplicaciones, el HC-SFS102BK (eje con chaveta más freno) es la selección apropiada.

Especificaciones técnicas

El eje con chaveta: cuándo y por qué importa

La mayoría de los acoplamientos de servomotor se sujetan puramente por fricción — los acoplamientos de tipo abrazadera dividida, los acoplamientos de fuelle y los acoplamientos de viga funcionan de esta manera, y para la gran mayoría de las aplicaciones servo funcionan de manera fiable. El eje recto del HC-SFS102 se adapta perfectamente a esas configuraciones.

El eje con chaveta del HC-SFS102K se especifica cuando el componente accionado no puede depender únicamente de la fricción. Un piñón que transmite cargas de tensión de cadena de rodillos, una polea en una transmisión de correa dentada con alta precarga, un engranaje de piñón en un eje de cremallera y piñón — estos son puntos de transmisión de par donde la interfaz experimenta fuerzas de cizallamiento reales. Si el acoplamiento se desliza, aunque sea mínimamente, la precisión del posicionamiento se degrada y el evento puede pasar desapercibido hasta que la máquina comience a producir piezas defectuosas o se active una falla de límite. Una chaveta evita eso al crear un ajuste positivo entre el eje y el cubo.

La coincidencia de la ranura de chaveta es importante durante la instalación: la ranura de chaveta en el eje del motor debe estar alineada con la ranura de chaveta en el cubo, la chaveta debe tener la longitud correcta y ajustarse con un espacio mínimo, y el tornillo de retención en el cubo del acoplamiento debe estar correctamente apretado. Si se hace correctamente, una conexión con chaveta es mecánicamente robusta durante la vida útil del motor. Si se hace descuidadamente — chaveta sobredimensionada, ajuste flojo o errores de sincronización — introduce holgura y concentración de tensiones en la raíz de la ranura de chaveta. El HC-SFS102K se envía con la ranura de chaveta ya mecanizada; la chaveta en sí se adquiere y se instala en el momento de la instalación.

Encoder absoluto de 17 bits — Resolución que cambia la ecuación

El HC-SFS102K utiliza el mismo encoder serial absoluto de 17 bits que se encuentra en toda la familia HC-SFS: 131.072 posiciones distintas por revolución, retroalimentadas al amplificador a través de un enlace serial de alta velocidad. Ese número vale la pena ponerlo en contexto. La serie HC-SF anterior utilizaba un encoder de 14 bits que proporcionaba 16.384 ppr. El paso a 17 bits no es simplemente una mejora de especificación — permitió directamente la mejora del ancho de banda del bucle de velocidad que define la generación J2-Super.

Con 1kW, este motor se utiliza a menudo en ejes con inercia de carga moderada donde se espera que el sistema servo responda rápidamente a pequeños cambios de comando. Un eje de avance que necesita seguir una trayectoria con precisión, una torreta que indexa pequeños incrementos angulares, un rodillo de control de tensión donde las variaciones de velocidad deben corregirse en tiempo real — todos estos se benefician de la capacidad del amplificador para calcular la velocidad a partir de un encoder de alta resolución en lugar de contar pulsos de forma gruesa e interpolar entre ellos.

La naturaleza absoluta del encoder significa que la posición se conoce en el momento en que se enciende el control. No hay ciclo de retorno de referencia, ni pérdida de posición por un breve pico de energía. El encoder conserva su posición absoluta durante el apagado utilizando una batería en el amplificador MR-J2S (la celda de litio A6BAT). Siempre que esa batería esté en buen estado, el eje se reanuda desde una posición conocida exacta sin necesidad de ningún movimiento de la máquina.

Contexto de la serie HC-SFS — Dónde se sitúa el 102K

La familia HC-SFS cubre un rango de potencia de 500W a 7kW a la velocidad nominal de 2.000 rpm. El HC-SFS102K de 1kW ocupa la segunda posición desde abajo del rango estándar, por encima del HC-SFS52K de 500W y por debajo del HC-SFS152 de 1,5kW. Dentro de esa posición, sirve a un tipo de aplicación distinto: ejes donde 500W es verdaderamente marginal bajo carga y ciclo de trabajo peores, pero donde pasar a 1,5kW o 2kW crearía un costo, tamaño y gasto de amplificador innecesarios.

En términos de máquinas herramienta, eso a menudo significa un eje de avance secundario o auxiliar — un eje B en un torno CNC, un eje C para indexación simple del husillo, un eje de avance de subhusillo o un servo secundario en un centro de mecanizado multieje. En uso industrial general, cubre transportadores, mesas de posicionamiento X-Y, ejes de bobinado y tensión, y pórticos de pick-and-place donde la carga útil es modesta pero el ciclo de trabajo es continuo.

La brida de 130 × 130 mm coincide con el tamaño de bastidor estándar para el rango de capacidad de 500W a 1,5kW en la familia HC-SFS. Los motores que crecen de 2kW hacia arriba pasan a la brida más grande de 176 × 176 mm. Para diseños de máquinas con espacio limitado, saber que el HC-SFS102K comparte un tamaño de brida con sus hermanos de 500W y 1,5kW es útil: un diseño puede acomodar el redimensionamiento futuro del eje sin modificar la disposición de montaje del motor.

Familia HC-SFS de 2.000 rpm — Variantes de eje disponibles

Dentro del punto de capacidad de 1kW / 2000 rpm, Mitsubishi ofrecía cuatro combinaciones de eje y freno:

Los cuatro comparten la misma salida nominal (1kW), par (4,78 Nm nominal / 14,4 Nm pico), encoder (17 bits, 131.072 ppr), brida (130×130 mm), protección (IP65) y compatibilidad con amplificador J2S. La elección entre ellos depende enteramente del método de acoplamiento del eje y de si el eje requiere una sujeción al apagar la alimentación.

Rango más amplio HC-SFS de 2.000 rpm

Notas de aplicación

Eje C y eje B de torno CNC. Los ejes servo secundarios en centros de torneado que manejan la orientación del husillo, el avance del subhusillo o el posicionamiento de la torreta a menudo caen en el rango de 1kW. Estos ejes son típicamente horizontales o fuertemente contrapesados, por lo que no se necesita freno — el HC-SFS102K sin freno es la solución más limpia y económica.

Unidades de cinta transportadora e indexación. Las secciones de cinta transportadora accionadas por servo y las mesas de indexación rotatoria utilizadas en la automatización de ensamblaje ven un funcionamiento continuo a par moderado. La inercia media, la buena estabilidad térmica y el par fiable a baja velocidad — todas características de la clase HC-SFS — se adaptan bien a este trabajo.

Mesas de posicionamiento X-Y. Las mesas de posicionamiento de cama plana accionadas por servo para procesamiento láser, dispensación o trabajos de inspección a menudo utilizan ejes de 1kW. La alta resolución del encoder beneficia directamente el rendimiento del error de seguimiento en movimientos XY interpolados.

Ejes de control de tensión y bobinado. Las bobinadoras, desbobinadoras y sistemas de control de tensión de banda utilizan servomotores en modo de control de par para regular la tensión de la banda. La estabilidad del par a baja velocidad — una fortaleza de la combinación encoder-amplificador J2S — es considerablemente importante en estas aplicaciones.

Pick-and-place y carga de pórticos. Los sistemas pick-and-place de un solo eje y los cargadores de pórticos simples con cargas útiles de ligeras a moderadas utilizan ejes servo de 1kW para la combinación de velocidad y precisión que las unidades neumáticas puras no pueden igualar.

Nuevo en caja — Garantía de un año

Este HC-SFS102K es stock nuevo en caja, sellado de fábrica — embalaje original Mitsubishi, protección del eje y del conector intacta, nunca cableado ni alimentado. La garantía de un año cubre el motor contra defectos de fabricación y fallos a la llegada. Para los compradores que buscan un reemplazo para una máquina que está actualmente inactiva, o que están construyendo un inventario de repuestos para una flota de máquinas que ejecutan la plataforma J2S, nuevo en caja es la única condición que garantiza que el motor no tiene historial previo.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Qué amplificadores son compatibles con el HC-SFS102K?

El HC-SFS102K está diseñado para la clase MR-J2S-100 de amplificadores MELSERVO-J2S, incluyendo el MR-J2S-100A (pulso/analógico de propósito general), MR-J2S-100B (bus SSCNET), MR-J2S-100CP (posicionamiento integrado) y MR-J2S-100CL (interfaz CC-Link). No es compatible con los amplificadores de primera generación MR-J2, que no pueden leer el encoder serial de 17 bits del motor J2S, ni con los amplificadores MR-J3 o MR-J4 sin hardware de adaptación.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre el HC-SFS102K y el HC-SFS102?

La única diferencia es el eje. El HC-SFS102 tiene un eje recto liso para usar con acoplamientos de sujeción por fricción. El HC-SFS102K tiene una ranura de chaveta mecanizada, lo que permite una conexión positiva de chaveta y ranura con el componente accionado. Todas las demás especificaciones — potencia, par, encoder, brida, grado de protección y compatibilidad con amplificador — son idénticas entre los dos modelos.

P3: ¿Tiene el HC-SFS102K un freno electromagnético?

No. El HC-SFS102K no incluye freno. La posición en un eje estacionario se mantiene mediante bloqueo servo (el amplificador mantiene activo el bucle de control y sujeta el eje con corriente del motor). Si el eje es vertical o requiere una sujeción mecánica a prueba de fallos cuando el servo está desenergizado, el HC-SFS102BK (eje con chaveta con freno electromagnético) es el modelo correcto a especificar en su lugar.

P4: El encoder se describe como "absoluto" — ¿necesita una batería?

Sí. El encoder serial absoluto de 17 bits requiere una batería para retener los datos de posición durante el apagado. La batería es la celda de litio A6BAT, instalada en el amplificador servo MR-J2S — no en el motor en sí. Cuando la batería está en buen estado, el eje conoce su posición exacta en el momento en que se enciende el control, eliminando la necesidad de un ciclo de referenciado. Una alarma de batería baja en el amplificador indica que la batería debe ser reemplazada en la próxima ventana de mantenimiento planificada.

P5: ¿Puede el HC-SFS102K reemplazar a un HC-SF102K de la serie J2 anterior?

Las dimensiones de montaje son las mismas y la geometría del eje con chaveta es compatible. Sin embargo, el HC-SFS102K utiliza un encoder serial de 17 bits que requiere un amplificador MR-J2S — no se comunicará con un amplificador MR-J2 original. Si la máquina está ejecutando amplificadores MR-J2, tanto el motor como el amplificador deben actualizarse juntos. Si ya está ejecutando amplificadores MR-J2S, el HC-SFS102K es un reemplazo mecánico directo sin otros cambios requeridos más allá de la verificación de parámetros en MR Configurator.