Mitsubishi HC-SFS703 (HCSFS703) — 7kW AC-Servomotor, 3000 U/min, Glatte Welle, MELSERVO J2-Super Serie

Übersicht

Teilenummer: HC-SFS703

Auch gesucht als: HCSFS703, HC SFS 703 Serie: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (J2-Super Generation)

Klassifizierung: AC-Bürstenloser Servomotor mit mittlerer Trägheit — 7kW, 3000 U/min, 200V Klasse, Glatte Welle, Keine Bremse

Der Motor im Kontext

Sieben Kilowatt bei 3.000 U/min. Das ist der Betriebspunkt, für den der Mitsubishi HC-SFS703 entwickelt wurde — das obere Ende der HC-SFS 3000 U/min Familie, der die höchste Dauerleistung in diesem Drehzahlbereich liefert, ohne auf eine größere physische Plattform ausweichen zu müssen.

Innerhalb der J2-Super-Generation von Mitsubishi MELSERVO-Hardware sitzt der HC-SFS703 neben dem HC-SFS702 (gleiche 7kW Leistung bei 2.000 U/min) und über dem HC-SFS353 (3,5kW bei 3.000 U/min). Die Unterscheidung zum 702 ist einfach: geringeres Dauerdrehmoment gegen höhere Wellendrehzahl. Wo ein 2.000 U/min Motor mit 7kW 33,4 Nm kontinuierlich erzeugt, liefert der 3.000 U/min HC-SFS703 bei gleicher Leistung etwa 22,3 Nm — die gleichen mechanischen Wattsekunden pro Umdrehung, verteilt auf eine schneller drehende Welle.

Das ist kein Kompromiss. Für Mechanismen, die Rotationsgeschwindigkeit statt Wellendrehmoment benötigen — Spindel-gekoppelte Antriebe, Vorschübe über Spindel oder Kugelgewindetriebe, Förderbandabschnitte mit hohem Durchsatz — eliminiert die 3.000 U/min-Einstufung Untersetzungsstufen, verkürzt die Achsenansprechzeit und erzeugt insgesamt ein mechanisch saubereres System. Das Dauerdrehmoment von 22,3 Nm, mit einer Spitzenleistung von etwa 67 Nm während Beschleunigungs- und Verzögerungsübergängen, ist für die Maschinenkategorien, die dieser Motor bedient, mehr als ausreichend.

Hinter der Welle befindet sich ein 17-Bit serieller Absolutwertgeber mit 131.072 ppr. Die absolute Mehrumdrehungsposition wird über Stromausfälle hinweg durch eine Batterie im MR-J2S-Verstärker beibehalten, was bedeutet, dass kein Referenzfahrzyklus beim Neustart der Maschine erforderlich ist. Die kompatible Verstärkerfamilie ist der MR-J2S-700 — die 7kW J2-Super-Plattform in den Varianten A, B und CP.

Technische Spezifikationen

Die Drehmomentwerte entsprechen dem veröffentlichten Muster der HC-SFS-Serie und der verifizierten physikalischen Berechnung. Bestätigen Sie diese anhand des offiziellen Mitsubishi HC-SFS-Datenblatts, bevor Sie die Auslegungsberechnungen abschließen.

3000 U/min vs. 2000 U/min: Auswahl des richtigen Drehzahlpunkts

Die HC-SFS-Serie mit 7kW bietet dem Ingenieur die echte Wahl zwischen zwei unterschiedlichen Drehzahl-Drehmoment-Profilen, und die Entscheidung sollte bewusst getroffen werden, anstatt sich für eine der beiden Optionen zu entscheiden.

HC-SFS702 / HC-SFS702B / HC-SFS702BK — 2.000 U/min Familie. Nenndrehmoment 33,4 Nm, Spitze 100 Nm. Höheres Dauerdrehmoment bedeutet mehr anhaltende Kraftfähigkeit bei Antrieben, die die meiste Zeit unter schwerer Last laufen. Kugelgewindetriebachsen an Schwerlast-Bearbeitungszentren. Wickelspannungsantriebe, bei denen konstantes Drehmoment über einen großen Rollendurchmesserbereich wichtig ist. Palettenwechsler und Rundtische, bei denen das Lastdrehmoment die einschränkende Bedingung ist, nicht die Drehzahl.

HC-SFS703 — 3.000 U/min. Nenndrehmoment ~22,3 Nm, Spitze ~67 Nm. Höhere Drehzahl bedeutet kürzere Zykluszeiten für Mechanismen, die drehmomentbegrenzt statt geschwindigkeitsbegrenzt sind. Direkt angetriebene Förderbandabschnitte. Laserpositionierköpfe an Schneidemaschinen. Mehrachsige Transportsysteme, bei denen die Achsenfahrzeit zwischen den Stationen den Durchsatz bestimmt. Hochgeschwindigkeits-Zuführantriebe für Verpackungsmaschinen.

Der 176 × 176 mm Flansch ist bei beiden Familien identisch. Mechanisch passt jeder Motor in denselben Maschinenrahmen. Die Entscheidung ist rein eine Anwendungsfrage: Kämpft die Achse während ihres Betriebszyklus gegen das Lastdrehmoment, oder beschleunigt und verzögert sie eine relativ leichte Last mit hoher Frequenz? Beantworten Sie diese Frage für jede Achse in der Maschine, und die Auswahl wird einfach.

Glatte Welle, keine Bremse — Wann ist das die richtige Spezifikation

Die glatte Welle des HC-SFS703 ohne Passfeder eignet sich für die meisten Hochgeschwindigkeits-Servotreiberanwendungen. Präzisions-Servokupplungen, flexible Scheibenkupplungen und Riemenantriebsnarben, die für Wellen von Servomotoren ausgelegt sind, klemmen direkt an den glatten Wellendurchmesser mit geteilten Naben oder Schrumpfsitz-Schnittstellen. Bei 3.000 U/min mit relativ moderatem Dauerdrehmoment pro Umdrehung sind Reibungskupplungen völlig ausreichend — der Drehmomentpfad ist sicher, es gibt kein mechanisches Spiel, und die Installation ist einfach.

Das Fehlen einer elektromagnetischen Bremse vereinfacht die Verkabelung und reduziert die Anzahl der Komponenten. Im Ruhezustand hält der MR-J2S-700 Verstärker die Achsenposition über eine geschlossene Servoverriegelung — die Positionsregelschleife bleibt aktiv, die Geberrückmeldung überwacht den Wellenwinkel kontinuierlich, und der Verstärker liefert den benötigten Strom, um einen Null-Folgefehler zu halten. Bei horizontalen Achsen und symmetrisch belasteten Mechanismen, bei denen keine Nettogravitationskraft in Richtung der Wellendrehung wirkt, ist dies sowohl zuverlässig als auch genau.

Der richtige Motor für vertikale Achsen, geneigte Vorschubmechanismen oder jeden Antrieb mit einer signifikanten Gravitationslastkomponente ist der HC-SFS703B (glatte Welle mit elektromagnetischer Bremse). Bei einer Maschine mit mehreren Servoachsen führt die Identifizierung, welche Achsen tatsächlich eine mechanische Bremse benötigen — und die Auswahl der Variante ohne Bremse für die übrigen — zu einem saubereren, leichteren elektrischen Design mit weniger Punkten, die eine regelmäßige Inspektion des Bremsverschleißes erfordern.

Ein Installationshinweis, der speziell für diese Baugröße gilt: Beim Anbringen einer Kupplung oder Nabe an den 176 × 176 mm Rahmenmotor immer das M12-Gewindeloch am Wellenende und eine Zugschraube verwenden, um die Nabe axial auf die Welle zu ziehen. Das Pressen oder Hämmern von Naben auf die Welle bei dieser Baugröße überträgt Stoßbelastungen über die Welle auf die Geberscheibe und die hintere Lagerbaugruppe. Der resultierende Schaden ist selten sofortig — er äußert sich typischerweise später als intermittierendes Geberrauschen unter Vibration, dessen Ursache zeitaufwendig zu ermitteln ist. Die Zugschraubenmethode verhindert dies vollständig.

J2-Super-Plattform: Was der 17-Bit-Geber liefert

Der im HC-SFS703 verbaute Geber ist die gleiche 17-Bit serielle Absolutwert-Einheit, die in der gesamten J2-Super HC-SFS-Reihe verwendet wird — 131.072 Positionen pro Umdrehung, serielle absolute Positionsdaten, die über ein dediziertes Geberkabel an den Verstärker übertragen werden.

Die praktischen Auswirkungen auf die Maschinenleistung sind vielfältig.

Positionsauflösung bei 3.000 U/min. 131.072 Zählungen pro Umdrehung bedeuten, dass der Verstärker bei Nenndrehzahl extrem feine Winkelpositionsaktualisierungen erhält. Für Kugelgewindetriebachsen unterstützt diese Auflösung elektronische Untersetzungsgänge im Submikrometerbereich, ohne dass die Geberzählungen ausgehen. Für Drehzahlregelanwendungen wie Förderbandantriebe und Spannungsregelung bietet sie der Geschwindigkeitsrückkopplungsschleife genügend Auflösung, um Geschwindigkeitswelligkeit bei niedriger Frequenz zu unterdrücken, ohne zu jagen.

Absolute Position beim Einschalten. Wenn die Maschine nach einem Wochenende, nach einem Not-Aus oder nach einem batteriegepufferten Steuerungsfehler eingeschaltet wird, meldet der HC-SFS703 sofort seine exakte absolute Wellenwinkelposition — einschließlich des akkumulierten Mehrumdrehungszählers — an den Verstärker, ohne jegliche Wellenbewegung. Der Verstärker verifiziert die Position und die Achse ist bereit. Kein Referenzpunkt-Rückfahrzyklus bedeutet schnelleren Neustart, einfachere Startsequenzierung und keine Notwendigkeit für einen mechanischen Referenzmarker oder einen Näherungsschalter für die Referenzposition bei Achsen, bei denen eine absolute Position erforderlich ist.

Batteriestandort. Die Pufferbatterie, die den absoluten Mehrumdrehungszähler über Stromausfälle hinweg aufrechterhält, ist die Mitsubishi A6BAT Lithium-Einheit, die sich im MR-J2S-700 Verstärker befindet — nicht im Motor. Dies ist für die Wartung wichtig: Der Batteriewechsel erfolgt am Schaltschrank, nicht am Motor, und der Motor muss nicht demontiert werden. Ersetzen Sie die A6BAT, wenn der Verstärker einen Alarm für niedrige Batteriespannung anzeigt. Wenn die Batterie vollständig entladen ist, wird der absolute Zähler zurückgesetzt und erfordert einen Referenzrückfahrzyklus, bevor die Achse die Produktion wieder aufnehmen kann.

Kompatible Verstärker

Der HC-SFS703 ist für die Verwendung mit der MR-J2S-700 Verstärkerfamilie — der 7kW-fähigen J2-Super-Plattform — konzipiert. Drei Varianten decken die wichtigsten Steuerungsarchitekturen ab:

MR-J2S-700A akzeptiert Pulszug- und Analogbefehle von CNC-Systemen, SPS und Bewegungssteuerungen. Positions-, Geschwindigkeits- und Drehmomentregelungsmodi sind alle verfügbar, zusammen mit dem Betrieb im geschalteten Modus (P/S, S/T, T/P). Die RS-232C-Verbindung unterstützt die MR Configurator-Einrichtungssoftware. Dies ist die Allzweckwahl für Werkzeugmaschinen und allgemeine Automatisierungsanwendungen, bei denen der Achsenbefehl von einer Puls- oder Analogsignalquelle stammt.

MR-J2S-700B verbindet sich mit Mitsubishi A-Serie und Q-Serie Bewegungssteuerungen über den SSCNET Glasfaser-Serienbus. Alle Positionsbefehle laufen über das Glasfasernetz; die Geberrückmeldung kehrt über denselben Link zurück. Dies ist der richtige Verstärker für koordinierte Mehrachssysteme unter einer Mitsubishi Bewegungssteuerung — Werkzeugmaschinen mit gleichzeitiger Mehrachsen-Konturierung, Transfermaschinen oder jede Anwendung, bei der mehrere Achsen in einer definierten geometrischen Beziehung bewegt werden müssen.

MR-J2S-700CP integriert integrierte Positionierungsfunktionen. Bis zu 31 Zielpositionen können in Punktetabellen im Verstärker gespeichert und per E/A- oder CC-Link-Netzwerkbefehl aktiviert werden. Es ist keine separate Bewegungssteuerung erforderlich. Die richtige Wahl für eigenständige Index- oder Punkt-zu-Punkt-Achsen, bei denen eine vollständige Bewegungssteuerung nicht gerechtfertigt ist.

Kompatibilitätshinweise. Der HC-SFS703 benötigt einen J2-Super-Verstärker. Er ist nicht kompatibel mit originalen MR-J2 (ersten Generation) Verstärkern, die das 17-Bit J2S-Geberprotokoll nicht lesen können. Nicht kompatibel mit MR-J3 oder MR-J4 Verstärkern. Für Maschinen, die originale MR-J2-Hardware verwenden, ist der HC-SF703 (J2-Generation, 14-Bit-Geber, gleiche mechanische Abmessungen) das mechanisch identische Ersatzteil, das mit MR-J2-Laufwerken der ersten Generation funktioniert.

HC-SFS 3000 U/min Familie — Kapazitätskontext

Der HC-SFS703 ist der Motor mit der höchsten Kapazität in der HC-SFS 3000 U/min-Reihe. Er teilt sich den 176 × 176 mm Flansch mit dem HC-SFS353, was ihn zu einem direkten mechanischen Upgrade für Maschinen macht, bei denen eine 3,5kW-Achse für höhere Leistung überarbeitet werden muss.

Typische Anwendungen

Hochgeschwindigkeits-Werkzeugmaschinenachsen. CNC-Schleif-, Fräs- und Drehmaschinen-Vorschubachsen, bei denen die Eilganggeschwindigkeit der Zykluszeittreiber ist, profitieren von einem 3.000 U/min Servomotor, der einen Kugelgewindetrieb mit höherer Linear速度 ohne Untersetzungsgetriebe zwischen Motor und Spindel antreibt. Die 17-Bit-Geberauflösung sorgt für eine präzise Positionsrückmeldung im Submikrometerbereich über den gesamten Verfahrweg.

Laser- und Plasmaschneidpositionierung. Schneidkopfpositionierungsachsen auf Flachbett-Laser- und Plasmasystemen benötigen eine hohe Schwenkgeschwindigkeit in Kombination mit einer hochauflösenden Positionsrückmeldung für eine genaue Bahnverfolgung. Die 3.000 U/min-Einstufung und der 131.072 ppr-Geber des HC-SFS703 sind dafür bestens geeignet.

Hochdurchsatz-Verpackungs- und Montageanwendungen. Hauptzuführachsen auf Verpackungslinien — Folienantriebe, Formfüll-Siegel-Abziehwalzen, Rotationsstanzstationen — laufen kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit unter moderater Last. Der 7kW 3.000 U/min Betriebspunkt passt zu diesen Mechanismen, ohne dass Untersetzungsstufen erforderlich sind, die Spiel hinzufügen und die Achsträgheit erhöhen.

Transfermaschinen- und Portalanlagenantriebe. Servo-gesteuerte Portal- und Transportsysteme mit moderater Lastmasse und häufigen Start-Stopp-Zyklen verwenden Hochgeschwindigkeits-Motoren mit mittlerer Trägheit, um die Achsenfahrzeit zwischen den Stationen zu minimieren. Die Kombination aus Nenndrehzahl, Spitzendrehmoment für Beschleunigung und Absolutwertgeber des HC-SFS703 passt direkt zu dieser Maschinenklasse.

Hochleistungs-4.-Achsen- und Rundtisch-Indexierung. Rundachsen an Bearbeitungszentren, die eine direkte oder einstufige Untersetzung verwenden, benötigen die Geberauflösung für präzise Winkelpositionierung und die Drehmomentkapazität, um die Position der Indexierstation unter den an jeder Station anliegenden Schnittkräften zu halten.

Häufig gestellte Fragen

F1: Welche Verstärker sind mit dem HC-SFS703 kompatibel?

Der HC-SFS703 benötigt einen Verstärker der Klasse MR-J2S-700. Die drei Standardvarianten sind der MR-J2S-700A (Analog-/Pulszugbefehl, Positions-/Geschwindigkeits-/Drehmomentmodi), MR-J2S-700B (SSCNET Glasfaserbus für Mitsubishi Bewegungssteuerungen) und MR-J2S-700CP (integrierte Positionierung, bis zu 31 Punktetabellen). Der Motor ist nicht kompatibel mit originalen MR-J2-700 Verstärkern der ersten Generation oder mit MR-J3/MR-J4 Verstärkern.

F2: Was ist der Unterschied zwischen dem HC-SFS703 und dem HC-SFS702?

Beide sind 7kW J2-Super Motoren auf einem 176 × 176 mm Flansch mit 17-Bit Absolutwertgebern, aber sie laufen mit unterschiedlichen Nenndrehzahlen. Der HC-SFS702 ist für 2.000 U/min mit 33,4 Nm Nenndrehmoment ausgelegt — höheres Drehmoment, niedrigere Drehzahl. Der HC-SFS703 ist für 3.000 U/min mit ~22,3 Nm Nenndrehmoment ausgelegt — geringeres Drehmoment, höhere Drehzahl. Wählen Sie basierend darauf, ob die Achse drehmomentbegrenzt (702) oder geschwindigkeitsbegrenzt (703) ist. Die Flanschabmessungen sind identisch, sodass ein mechanischer Austausch zwischen den beiden einfach ist.

F3: Kann der HC-SFS703 mit einem originalen MR-J2 (ersten Generation) Verstärker verwendet werden?

Nein. Der HC-SFS703 verwendet das J2-Super 17-Bit serielle Geberprotokoll, das von originalen MR-J2 Verstärkern nicht gelesen werden kann. Für Maschinen, die MR-J2 Hardware der ersten Generation verwenden, ist der HC-SF703 — gleiche mechanische Abmessungen, 14-Bit-Geber — der richtige Motor. HC-SF703 passt zu MR-J2-700 oder MR-J2S-700 Verstärkern.

F4: Wo befindet sich die Absolutwertgeber-Backup-Batterie?

Die Backup-Batterie für den absoluten Mehrumdrehungszähler ist die Mitsubishi A6BAT, die sich im MR-J2S-700 Servo-Verstärker befindet — nicht im Motorgehäuse. Der Batteriewechsel erfolgt am Schaltschrank. Ersetzen Sie die A6BAT, wenn der Verstärker einen Alarm für niedrige Batteriespannung auslöst; eine vollständig entladene Batterie setzt den absoluten Zähler zurück und erfordert einen Referenzrückfahrzyklus, bevor die Achse die Produktion wieder aufnehmen kann.

F5: Hat der HC-SFS703 eine IP65-Zertifizierung, und was deckt diese ab?

Ja. Der HC-SFS703 hat eine IP65-Zertifizierung am Motorgehäuse, die vollen Schutz gegen Staubablagerungen und Schutz gegen gerichtete Wasserstrahlen aus jeder Richtung bietet. Ein Wellendichtring ist am Wellenaustritt montiert. Der Geberstecker und der Stromstecker müssen ordnungsgemäß mit ihren Kabelbaugruppen verbunden sein, um die IP65-Zertifizierung im Betrieb aufrechtzuerhalten — offene oder schlecht sitzende Stecker beeinträchtigen die Schutzart an diesen Stellen unabhängig von der Zertifizierung des Motorgehäuses.