Mitsubishi HC-KFE23 AC-Servomotor

MELSERVO HC-KFE Serie | 200W | 3000 U/min | Geringe Trägheit | MR-E Verstärkerkompatibel

Kompakte Leistung, kein Platzverschwendung

Es gibt eine Klasse von industriellen Automatisierungsaufgaben, bei denen ein 200-W-Servomotor genau das richtige Werkzeug ist – nicht unterdimensioniert, nicht überdimensioniert. Etikettierung auf Verpackungslinien. Positionierung kleiner Achsen an Mehrachssystemen. Leichtes Pick-and-Place. Rundschalttische auf kompakten Vorrichtungen. Der Mitsubishi HC-KFE23 wurde genau für diese Anwendungen entwickelt: ein bürstenloser AC-Servomotor mit geringer Trägheit und geringer Leistung, der eine präzise Geschwindigkeits- und Positionsregelung ohne den Umfang und die Kosten einer größeren Einheit liefert.

Als Teil der MELSERVO HC-KFE-Familie von Mitsubishi lässt sich dieser Motor nativ mit der MR-E-Serie von Allzweck-Servo-Verstärkern koppeln – einer kostengünstigen Verstärkerlinie, die die Anforderungen der meisten Einzelachsen-Positionierungs- und Geschwindigkeitsregelungsanwendungen abdeckt, ohne dass die erweiterten Funktionen (und die zusätzlichen Kosten) der vollständigen J2S- oder J3-Plattformen erforderlich sind.

Technische Spezifikationen

Geringe Trägheit – Eine Designentscheidung mit echten Konsequenzen

Die Bezeichnung "KF" in der Hierarchie der HC-Serie von Mitsubishi kennzeichnet die Motorklasse mit geringer Trägheit und geringer Leistung. Diese Klassifizierung ist nicht nur ein Etikett – sie beschreibt, wie sich der Motor verhält, wenn er schnell gestartet, gestoppt und umgekehrt werden soll.

Eine geringe Rotor-Trägheit bedeutet, dass der Motor schneller auf Geschwindigkeits- und Positionsbefehle reagiert. Bei Anwendungen mit kurzen Einschaltdauern, häufigen Richtungswechseln oder engen Einschwingzeit-Anforderungen führt diese Eigenschaft direkt zu einem höheren Durchsatz. Ein Motor, der länger zum Hoch- und Herunterdrehen benötigt, begrenzt die Zyklusraten auf eine Weise, die auf Steuerungsebene schwer zu kompensieren ist. Der HC-KFE23 beseitigt diese Einschränkung für die 200-W-Leistungsklasse.

Der Kompromiss – wie bei jedem Motor mit geringer Trägheit – ist die Empfindlichkeit gegenüber einer fehlerhaften Lastträgheit. Wenn die reflektierte Lastträgheit die Rotor-Trägheit erheblich übersteigt, kann die Reaktion ohne sorgfältige Verstärkungsabstimmung instabil werden. Der MR-E-Verstärker von Mitsubishi mildert dies durch Echtzeit-Autotuning, das die Lastträgheit schätzt und die Verstärkungen während der anfänglichen Maschinenläufe automatisch anpasst.

MR-E-Verstärker-Kopplung – Praktisch und zweckmäßig

Die HC-KFE-Serie wurde speziell für die Verwendung mit der MR-E-Familie von Servo-Verstärkern entwickelt. Diese Beziehung ist aus mehreren praktischen Gründen wichtig.

Der MR-E unterstützt Positions-, Geschwindigkeits- und Drehmomentregelungsmodi – sowie Moduswechselkombinationen während des Betriebs. Diese Flexibilität bedeutet, dass derselbe HC-KFE23 in einer Maschine als Positionierachse und in einer anderen als Spannungsregelungselement dienen kann, wobei der Betriebsmodus über Verstärkerparameter und nicht über Hardwareänderungen konfiguriert wird.

Der MR-E verfügt außerdem über eine integrierte Echtzeit-Autotuning-Funktion. Anstatt einer manuellen Verstärkungsanpassung bei der Inbetriebnahme beobachtet der Verstärker das Lastverhalten während der ersten Bewegungen und stellt entsprechend die Positionsverstärkung, die Geschwindigkeitsverstärkung und die Integralreglerparameter ein. Für Maschinenbauer, die denselben Motor in vielen identischen Maschinen installieren, verkürzt dies die Inbetriebnahmezeit pro Einheit erheblich.

60-mm-Rahmen, gerade Keilnutwelle – Integrationsdetails

Die 60 × 60 mm große Flanschbefestigungsfläche ist der dominierende Standard für Servomotoren dieser Leistungsklasse, wodurch der HC-KFE23 bei der Maschinenauslegung maßlich mit anderen 60-mm-Rahmenmotoren austauschbar ist. Die gerade Welle mit Keilnut ermöglicht eine sichere Kraftübertragung auf Zahnriemenräder, Getriebe und Kupplungsnaben, ohne sich ausschließlich auf Presspassungen oder Madenschraubverbindungen zu verlassen – ein praktischer Vorteil bei Anwendungen, bei denen die Welle wechselnden Lasten oder Anlauf unter Last ausgesetzt ist.

Die Schutzart IP55 schützt das Motorgehäuse vor Staub und Wasserstrahlen geringen Drucks aus allen Richtungen. Für typische Innenraumanwendungen der Automatisierung – einschließlich Werkzeugmaschinen mit Kühlnebel und Lebensmittelverarbeitungsanlagen mit regelmäßigen Spülzyklen – bietet IP55 ausreichenden Schutz. Anwendungen, die einen tieferen Wasserschutz erfordern, sollten Varianten mit IP65-Schutzart aus dem Mitsubishi-Sortiment prüfen.

Anwendungsbereiche

Der HC-KFE23 kommt in einer breiten Palette von allgemeinen industriellen Automatisierungsaufgaben zum Einsatz. Basierend auf den in den Handbüchern der MR-E-Serie von Mitsubishi dokumentierten Anwendungsbereichen sind typische Einsätze:

• Förder- und Transportsysteme – geschwindigkeitsgeregelte Transportachsen, bei denen die präzise Geschwindigkeit wichtiger ist als eine extreme dynamische Reaktion
• Verpackungsmaschinen – Registrier- und Indexierantriebe an Form-, Füll- und Siegelmaschinen sowie Etikettiermaschinen
• Spezialmaschinen – kundenspezifische Einzel- oder Doppelachssysteme, bei denen die Einfachheit des MR-E ein Vorteil ist
• Prüfgeräte – gesteuerte Betätigung von Prüfvorrichtungen, die eine wiederholbare Positionierung erfordern
• Wickler und Spannvorrichtungen – Drehmomentregelungsbetrieb zur Bahnspannungsregelung
• XY-Tische und leichte Portale – Positionierung kleiner Lasten in beiden Achsen gleichzeitig

Häufig gestellte Fragen

F1: Welche MR-E-Servo-Verstärker sind mit dem HC-KFE23 kompatibel?

Der HC-KFE23 ist für die Verwendung mit den MR-E-Servo-Verstärkern der 200-W-Klasse konzipiert – insbesondere dem MR-E-20A und MR-E-20AG. Die "20" in der Verstärkerbezeichnung entspricht der Nennleistung von 200 W. Der Anschluss an ein über- oder unterdimensioniertes MR-E-Modell wird nicht empfohlen, da die Motoreinstellungen und Überlastschutzschwellen pro Leistungsklasse kalibriert sind.

F2: Wie verhält sich der HC-KFE23 im Vergleich zum HC-KFS23?

Beide sind 200-W-, 3000-U/min-, geringe Trägheit-Motoren mit demselben 60-mm-Flansch und Nenndrehmoment. Der Hauptunterschied liegt im Ziel-Verstärker-Ökosystem: Der HC-KFS23 ist für die MR-J2S-Serie von Verstärkern mit einem 17-Bit-Hochauflösungs-Encoder (131.072 ppr) konzipiert, während der HC-KFE23 mit der MR-E-Serie gekoppelt wird. Die MR-E-Plattform ist kostengünstiger und besser für einfachere Einzelachsenanwendungen geeignet; die J2S-Plattform bietet höhere Leistung und Mehrachsenfähigkeit.

F3: Wird dieser Motor standardmäßig mit einer Keilnut geliefert?

Ja. Mitsubishi liefert standardmäßig Keilnuten mit Keilen bei 200-W-Motoren der HC-Serie. Die Keilnut ist bereits ab Werk in die gerade Welle eingefräst – für die Variante mit Keilwelle bei dieser Leistungsklasse ist kein spezieller Bestellzusatz erforderlich.

F4: Ist eine Version des HC-KFE23 mit Haltebremse erhältlich?

Ja, Mitsubishi bietet Elektromagnetbremsvarianten innerhalb der HC-KFE-Serie an. Das Bremse-Modell würde ein "B" in seiner Teilebezeichnung tragen (z. B. HC-KFE23B). Bremse-Motoren benötigen eine separate 24-VDC-Stromversorgung für den Bremslösekreis und haben aufgrund der zusätzlichen Bremsbaugruppe ein etwas höheres Trägheitsmoment. Sie werden typischerweise an vertikalen Achsen eingesetzt, wo die Last in Position gehalten werden muss, wenn der Antrieb stromlos ist.

F5: Der HC-KFE23 ist als abgekündigt aufgeführt – was sind die Ersatzoptionen?

Die Produktfamilien HC-KFE und MR-E wurden von Mitsubishi aus dem Programm genommen und durch neuere Plattformen ersetzt. Der empfohlene Migrationspfad sind die MR-JE-Serie von Verstärkern, gekoppelt mit HG-KN- oder HG-SN-Serie von Servomotoren. Der MR-JE-20A mit HG-KN23 bietet eine gleichwertige 200-W/3000-U/min-Leistung mit einem 17-Bit-Encoder und verbesserten Autotuning-Funktionen. Für Einrichtungen, die bestehende MR-E-Installationen beibehalten, sind HC-KFE23-Einheiten weiterhin über zertifizierte Gebraucht- und Aufarbeitungsanbieter erhältlich.