Mitsubishi HC-SFS102BK Servomotor – 1 kW | Welle mit Passfeder | Elektromagnetische Bremse | 17-Bit-Absolutwertgeber | IP65 | MELSERVO J2S

Kurzreferenz

Überblick

Der HC-SFS102BK nimmt eine klar definierte Position in der MELSERVO J2S-Servomotorreihe von Mitsubishi ein: Er ist das 1-kW-Mitglied der HC-SFS-Familie mit mittlerer Trägheit, konfiguriert mit einemelektromagnetische Bremseund aWelle mit Passfeder. Diese beiden Merkmale zusammen – Bremsenhaltung und eine formschlüssige mechanische Welleneingriffsschnittstelle – definieren eine bestimmte Art von Anwendungsbedarf, bei dem der Servo eine Last über eine Keilkupplung, eine Riemenscheibe oder ein Kettenrad antreiben und diese Last sicher gegen äußere Kräfte halten muss, wenn die Maschine nicht aktiv läuft.

Mit einer Leistung von 1 kW und einem Dauerdrehmoment von 4,78 Nm bei 2.000 U/min deckt dieser Motor den mittleren Bereich industrieller Anforderungen an Positionierung und Vorschubachsen ab. Das HC-SFS-Design mit mittlerer Trägheit bietet eine bessere Lasttoleranz als Varianten mit niedriger Trägheit – der Servokreis bleibt über einen größeren Bereich der Trägheit der angeschlossenen Last stabil, ohne die Empfindlichkeit der Verstärkungsabstimmung, die Motoren mit kleineren Rotoren erfordern. Der 17-Bit-Absolutwertgeber liefert 131.072 Positionszählungen pro Wellenumdrehung und behält mit einer Pufferbatterie im Verstärker die Positionsdaten bei jedem Einschaltzyklus bei.

Die Keilwelle: Warum sie für die Kraftübertragung wichtig ist

Servomotoren werden am häufigsten mit einer glatten geraden Welle geliefert und sind zur Drehmomentübertragung auf Reibungskupplungen oder spielfreie Klemmnaben angewiesen. Das Suffix „K“ auf diesem Motor kennzeichnet die Alternative: aWelle mit bearbeiteter Keilnut, akzeptiert einen Standardschlüssel, um eine formschlüssige mechanische Verbindung zwischen der Motorwelle und der angetriebenen Komponente herzustellen.

Für Anwendungen, die verwendenRiemenscheiben, Kettenräder, Zahnräder oder Kupplungen mit Passfedernuten– insbesondere wenn das Lastdrehmoment hoch ist, zyklisch ist oder Richtungsumkehrungen beinhaltet – sorgt die Passfederverbindung für einen formschlüssigen Antrieb ohne die Gefahr von Schlupf unter Spitzendrehmomentbedingungen. Eine Klemmkupplung auf einer glatten Welle überträgt das Drehmoment durch Reibung; dass die Reibung bei Stoßbelastungen oder wiederholten Umkehrungen überwunden werden kann. Eine Passfederschnittstelle ist mechanisch positiv und hängt nicht von der Vorspannung der Klemme ab.

Der 1 kW HC-SFS102 kann bis zu produzieren14,3 Nm Spitzendrehmoment— das Dreifache des kontinuierlichen Nennwerts — bei Beschleunigungstransienten. Bei diesen Spitzenwerten stellen eine ordnungsgemäß angepasste Passfeder und eine Passfedernut sicher, dass das volle Drehmoment die Last erreicht, ohne dass es zu Mikrobewegungen oder Reibverschleiß an der Wellenschnittstelle kommt.

Elektromagnetische Bremse: Federbetätigt, abschaltbar

Das B in der Teilenummer dieses Motors bezeichnet afederbetätigte, elektrisch gelöste elektromagnetische Bremseim Motorgehäuse eingebaut. Die Mechanik ist unkompliziert: Eine Druckfeder verriegelt die Bremsplatte physisch an der Rotornabe, wenn die Bremsspule stromlos ist. Legen Sie 24 V Gleichstrom an die Spule an, die Feder wird komprimiert, die Welle dreht sich frei. Unterbrechen Sie die Spannung – konstruktionsbedingt, aufgrund eines Fehlers oder durch Not-Aus – und die Welle blockiert sofort, ohne dass ein Befehl vom Steuersystem erforderlich ist.

Dieses ausfallsichere Verhalten ist der Grund dafür, dass Motoren mit Bremse für eine wohlbekannte Anwendungsklasse spezifiziert werden:

• Vertikale Kugelumlaufachsenwo die Schwerkraft auf den Schlitten oder das Werkstück einwirkt, wenn der Servo nicht mit Strom versorgt wird
• Schrägschlitten und geneigte DrehpositioniererDabei erzeugt die Last ein konstantes Drehmoment, das die Achse zur Bewegung drängt
• Spannmechanismenwo das Werkstück auch bei einer Stromunterbrechung gespannt bleiben muss
• Sicherheitskritische Achsenan Geräten, bei denen unerwartete Bewegungen beim Abschalten eine Gefahr darstellen

Bei horizontalen Achsen mit ausgeglichenen Lasten ist die Bremse nicht erforderlich – diese Anwendungen verwenden den HC-SFS102K ohne Bremse. Bei der oben beschriebenen Achsenklasse bietet die Bremse des HC-SFS102BK die mechanische Sicherheit, die eine elektronische Servoverriegelung nicht bieten kann.

Installationsvoraussetzung:Die Bremsspule benötigt eine eigene24V DC-Stromversorgungan das Bremskabel des Motors angeschlossen – getrennt von der Servoverstärkerversorgung. Dieser Stromkreis muss in die elektrische Auslegung der Maschine einbezogen werden; Der MR-J2S-Verstärker liefert keinen Bremsspulenstrom.

Öldichtung und IP65: Bereit für den Maschinenboden

Jeder HC-SFS102BK wird mit einem werkseitig montierten geliefertÖldichtungan der antriebsseitigen Wellenöffnung. In Werkzeugmaschinenumgebungen sind Kühlmittelnebel und Schmierstoffdämpfe eine Konstante. Mit der Zeit wandern diese Verunreinigungen ohne die Dichtung entlang der Welle in das Lagergehäuse und den Geberraum und beschädigen beides. Die Öldichtung ist die primäre mechanische Barriere, die diesen Eintrittsweg verhindert.

DerMotorgehäuse IP65Bietet vollständigen Staubschutz und Widerstand gegen Wasserstrahlen aus allen Richtungen. Dank der Öldichtung und der Schutzart IP65 kann dieser Motor direkt auf CNC-Bearbeitungszentren, Drehmaschinen, Schleifmaschinen und allgemeinen Produktionsanlagen montiert werden, ohne dass zusätzliche Schutzgehäuse oder Gehäuse um das Motorgehäuse herum erforderlich sind. Das ist genau die Norm, die Mitsubishi für den Einsatz in Werkzeugmaschinen vorgibt und die dieser Motor erfüllt.

17-Bit-Absolutwertgeber: 131.072 Impulse pro Sekunde, batteriegepuffert

Der im HC-SFS102BK eingebaute Encoder löst die Motorwelle in 131.072 gleiche Positionen pro Umdrehung auf. Als absolutes Gerät kennt es jederzeit seine Position innerhalb dieser Auflösung – auch unmittelbar nach einem Aus- und Wiedereinschalten, bevor der Servoverstärker einen einzigen Bewegungsbefehl erteilt.

Mit einemMitsubishi A6BAT LithiumbatterieIm Batteriehalter des Servoverstärkers eingebaut, bleibt der Multiturn-Zähler bei jeder Abschaltung erhalten. Beim Neustart der Maschine meldet jede Achse ihre letzte bekannte Position ohne Referenzrückführungssequenz an die Steuerung. Für eine Achse mit Keilwelle, die eine Riemenscheibe oder ein Kettenrad antreibt, die mit einem externen Mechanismus verbunden sind – bei dem die Referenzierung eine sorgfältige manuelle Steuerung der Bremse und des angetriebenen Mechanismus erfordern kann – ist diese beibehaltene Positionsreferenz besonders wertvoll.

Die Auflösung des Encoders von 131.072 ppr ist der Standard in der HC-SFS- und HC-MFS-J2S-Serie. Sie stellt die praktische Positionierungsauflösung des Systems dar, abhängig von der mechanischen Übertragung zwischen der Motorwelle und der Last.

Servoverstärker: MR-J2S-100A und MR-J2S-100B

Der HC-SFS102BK ist für die Verwendung mit dem ausgelegtMR-J2S-100A(Pulsfolge-/analoge Befehlsschnittstelle) undMR-J2S-100B(SSCNET serielle Netzwerkschnittstelle) Verstärker, beide mit einer Nennleistung von 1 kW innerhalb der MELSERVO J2S-Familie.

MR-J2S-100Aempfängt Positionsbefehle als Differential- oder Open-Collector-Impulsfolgen von SPS, Bewegungskarten und eigenständigen CNC-Steuerungen. Es unterstützt die Modi Positionssteuerung, Geschwindigkeitssteuerung und Drehmomentsteuerung mit der Möglichkeit, während des Betriebs zwischen Position/Geschwindigkeit, Geschwindigkeit/Drehmoment und Drehmoment/Position umzuschalten. Die Parametereinrichtung erfolgt über die RS-232C- oder RS-422-Kommunikation mit der MR Configurator-Software.

MR-J2S-100Bnutzt SSCNET – Mitsubishis spezielles serielles Hochgeschwindigkeits-Servonetzwerk – um mehrere Verstärker an einen Motion Controller anzuschließen. Der SSCNET-Bus überträgt synchronisierte Bewegungsbefehle gleichzeitig an alle Achsen und ermöglicht so eine präzise Mehrachsenkoordination: elektronisches Getriebe, Interpolation, synchronisierte Spannzyklen. Bei Maschinen mit mehreren J2S-Servoachsen integriert die B-Variante den HC-SFS102BK ohne zusätzlichen Verkabelungsaufwand in dasselbe SSCNET-System wie die anderen Achsen.

Konfigurationsreferenz für die HC-SFS102-Familie

Alle Varianten verfügen über die gleiche Leistung von 1 kW, 4,78 Nm Nenndrehmoment, 2.000 U/min Nenndrehzahl, 17-Bit-Encoder, Öldichtung, IP65 und 130 x 130 mm Flansch. Die Unterschiede liegen im Schafttyp und der Bremse:

Der HC-SFS102BK ist die richtige Wahl, wennbeideEine Wellenschnittstelle mit Passfeder und eine elektromagnetische Bremshaltung sind gleichzeitig erforderlich. Für Anwendungen mit gerader Welle und Bremse verwenden Sie HC-SFS102B. Für Wellen mit Passfeder ohne Bremse verwenden Sie HC-SFS102K.

FAQ

F1: Wozu dient die Keilwelle beim HC-SFS102BK und wann sollte sie spezifiziert werden?

Die Keilwelle bietet eine positive mechanische Drehmomentübertragungsschnittstelle zwischen der Motorwelle und einer angetriebenen Komponente – Riemenscheibe, Kettenrad, Zahnrad oder Keilkupplungsnabe. Es ist die richtige Wahl, wenn in der Anwendung Passfederkomponenten verwendet werden, wenn die Spitzendrehmomentlasten hoch sind oder reversieren, oder wenn die Anwendung eine Wellenschnittstelle erfordert, die sich nicht allein auf die Vorspannung der Reibungsklemme verlassen kann. Für Anwendungen mit spielfreien Klemmnaben auf glatten Wellen ist der HC-SFS102B ohne Passfeder die einfachere Option.

F2: Welcher Servoverstärker ist mit dem HC-SFS102BK kompatibel?

Der HC-SFS102BK arbeitet mit demMR-J2S-100A(Pulsfolge- und analoge Befehlsschnittstelle) oderMR-J2S-100B(Serielle SSCNET-Netzwerkschnittstelle). Bei beiden handelt es sich um Verstärker der 1-kW-Klasse in der MELSERVO J2S-Plattform. Die elektromagnetische Bremse erfordert eine separate24V DC-Stromversorgungdirekt an das Motorbremskabel angeschlossen – dieser Schaltkreis ist unabhängig vom Verstärker und muss in die elektrische Konstruktion der Maschine einbezogen werden.

F3: Behält der Encoder HC-SFS102BK die Positionsdaten nach einem Ausschalten bei?

Ja, wenn aMitsubishi A6BAT Lithiumbatteriewird im Batteriehalter des Servoverstärkers eingebaut. Der Multiturn-Positionszähler des 17-Bit-Absolutwertgebers bleibt auch bei Ausschaltzyklen erhalten, sodass sich die Maschine beim Neustart sofort an ihrer letzten bekannten Position befindet, ohne dass eine Referenzrückkehrsequenz erforderlich ist. Der Verstärker gibt einen Warnalarm bei niedrigem Batteriestand aus, bevor die Batterie unter den Mindestspannungsschwellenwert fällt, und informiert so im Voraus über einen geplanten Austausch.

F4: Was ist der Unterschied zwischen dem HC-SFS102BK und dem älteren HC-SF102BK?

Der HC-SFS102BK gehört zur MELSERVO J2S-Serie (hochauflösender 17-Bit-Absolutwertgeber). Der ältere HC-SF102BK stammt von der früheren MELSERVO J2-Plattform mit einem Encoder mit niedrigerer Auflösung. Die beiden Serien verwenden unterschiedliche Verstärker und unterschiedliche Encoderkabel und sind elektrisch nicht austauschbar. Beim Austausch eines HC-SFS102BK in einer vorhandenen Maschine mit J2S-Plattform muss es sich um den HC-SFS102BK handeln – der Austausch eines HC-SF102BK würde Änderungen am Verstärker und der Verkabelung erfordern.

F5: Ist der HC-SFS102BK noch verfügbar und was ist das Äquivalent der aktuellen Generation?

Die HC-SFS-Serie ist Teil der MELSERVO J2S-Generation, deren Nachfolger die Plattformen J4 und J5 sind. Neu im Lieferumfang enthaltene HC-SFS102BK-Einheiten sind weiterhin über Händler für industrielle Automatisierungsteile für die Wartung und den Austausch bestehender J2S-Maschinen erhältlich – es handelt sich um eine direkte Anlaufstelle für ausgefallene oder beschädigte Einheiten ohne Systemänderungen. Für neue Maschinenkonstruktionen ist das funktionale Äquivalent der aktuellen Generation in der Klasse 1 kW / 2.000 U / min / Passfeder / BremseHG-SR102BK(MELSERVO J4-Serie), die J4-Verstärker und verschiedene Encoderkabel erfordert.