Mitsubishi HC-SFS52G1H Servo Motor — 500W | Hochpräzises G1H Getriebe | 17-Bit Absolutwertgeber | Wellendichtring | IP65 | MELSERVO J2S

Es gibt eine Klasse von Servoanwendungen, bei denen das grundlegende Problem nicht die Geschwindigkeit ist — es ist die Kraft an der Abtriebswelle. Rundtische, präzise Winkelpositionierer, bandgesteuerte Webantriebe, langsam verfahrende Maschinenachsen: Der gemeinsame Nenner ist eine Last, die mehr Drehmoment erfordert, als eine nackte Servowelle liefern kann, bei einer Wellendrehzahl unterhalb der Nenndrehzahl des Motors, mit einer Positioniergenauigkeit, die über Hunderttausende von Zyklen erhalten bleibt. Der Mitsubishi HC-SFS52G1H ist speziell für diese Kategorie konzipiert. Er kombiniert den 500W HC-SFS52 Mittelträgheitsmotor — mit seinem 17-Bit Absolutwertgeber und dem IP65-geschützten, mit Wellendichtring ausgestatteten Gehäuse — mit einem werkseitig integrierten G1H Hochpräzisionsgetriebe, wodurch eine kompakte, direkt montierbare Getriebemotoreinheit entsteht, die ein verstärktes Drehmoment bei reduzierter Abtriebsdrehzahl liefert, ohne die Positionierauflösung zu beeinträchtigen.

Spezifikationen

Das Getriebe ist kein Zubehör — es ist der entscheidende Punkt

Auf vielen Produktseiten für Servomotoren wird das Getriebe als Zusatz behandelt: Hier ist der Motor und hier ist ein Getriebe, das Sie anbringen können. Der HC-SFS52G1H ist anders. Mitsubishi montiert und liefert diese Einheit werkseitig als eine einzige Komponente, vorab ausgerichtet und getestet. Das Getriebe wird nicht vor Ort am Motor verschraubt — es wird als Teil des Motors geliefert, mit definierten mechanischen Schnittstellen und verifizierter Leistung.

Dieser Unterschied hat praktisches Gewicht. Vor Ort montierte Getriebe-Motor-Kombinationen erfordern sorgfältige Wellenausrichtung, Kupplungsauswahl und mechanische Verifizierung. Die Drehmomentübertragung hängt von der Qualität dieser Montage ab. Die werkseitige Integration eliminiert diese Variablen: Die Ausrichtung ist erfolgt, die Schnittstelle ist definiert und die gesamte Baugruppe ist von Einheit zu Einheit maßlich wiederholbar.

Was das G1H-Getriebe mechanisch leistet:

Die Getriebeuntersetzung multipliziert das Abtriebsdrehmoment mit dem Übersetzungsverhältnis und teilt die Abtriebsdrehzahl durch denselben Faktor. Das Nenndrehmoment von 2,39 Nm des HC-SFS52 wird bei einem Übersetzungsverhältnis von 1/20 zu etwa 47,8 Nm an der Abtriebswelle des Getriebes — bei einer reduzierten Abtriebsdrehzahl von 100 U/min. Diese Umwandlung ermöglicht es der 500W-Motorklasse, Lastanforderungen zu bewältigen, die sonst einen deutlich größeren und teureren Antrieb erfordern würden.

Warum speziell G1H, nicht G1:

G1H ist die Bezeichnung von Mitsubishi für Hochpräzisionsgetriebe. Im Vergleich zum Standard-G1-Getriebe für die allgemeine Industrie ist das G1H mit engeren Toleranzen und kontrolliertem Spiel gefertigt. In einem Servosystem, bei dem die Positioniergenauigkeit vom Encoder ausgeht — 131.072 Zählungen pro Motorumdrehung — würde ein Getriebe mit großem Spiel am Ausgang einen Teil dieser Auflösung als Totband absorbieren und die effektive Positioniergenauigkeit an der Last verschlechtern. Das G1H verhindert diese Verschlechterung und überträgt die Encoder-Auflösung effektiv durch die Untersetzungsstufe zur Abtriebswelle.

Für Anwendungen, bei denen die Winkelposition der Abtriebswelle eine Qualitätsvariable ist — Stoppwinkel von Indexiertischen, Ausrichtung von Werkstückspannvorrichtungen, Winkel der Etikettenplatzierung — zeigt sich der Unterschied zwischen G1 und G1H direkt in der Ausgabe.

Motorplattform: HC-SFS52 — Mittelträgheit, IP65, Absolutwertgeber

Der HC-SFS52 ist der 500W-Vertreter von Mitsubishi in der HC-SFS-Mittelträgheitsfamilie, einer Motorklasse, die für den breiten mittleren Bereich industrieller Servoanwendungen entwickelt wurde. Mittelträgheit bedeutet, dass der Rotor bewusst so dimensioniert ist, dass er höhere reflektierte Lastträgheiten bewältigen kann, ohne dass eine extrem enge Gain-Abstimmung erforderlich ist — die Servoschleife bleibt über einen größeren Bereich von angeschlossenen Lastbedingungen stabil, als es Motoren mit geringer Trägheit erlauben würden.

IP65-Gehäuse mit Wellendichtring. Das Motorgehäuse erreicht eine vollständige Staubdichtigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Wasserstrahlen aus jeder Richtung. Die Welle am Antriebsende tritt durch einen werkseitig montierten Wellendichtring aus, der den Weg verschließt, über den Kühlmittel, Schmiernebel und feine Partikel im Laufe der Lebensdauer des Motors in den Lagerraum und das Encodergehäuse wandern könnten. Diese Kombination ist die Standardausführung für Servomotoren, die direkt an Werkzeugmaschinen ohne zusätzliche Umweltschutzgehäuse montiert werden.

130 × 130 mm Flansch. Die Montagefläche platziert diesen Motor im mittleren Bereich der HC-SFS-Familie — größer als die kompakten Varianten von 60 mm und 80 mm, passend für die 500W-Leistungsklasse und die mechanische Steifigkeit, die eine Getriebemontage erfordert.

17-Bit Absolutwertgeber. 131.072 Positionssignale pro Motorumdrehung, die auch nach Stromausfällen mit einer Mitsubishi A6BAT-Batterie im Verstärker gespeichert werden. Das praktische Ergebnis: Bei jedem Einschalten befindet sich die Maschine in ihrer letzten befohlenen Position ohne Referenzrücklauf. In Produktionsumgebungen, in denen das anfängliche Home-Fahren Zeit kostet und eine sorgfältige Achsenbewegungssteuerung erfordert, ist die Eliminierung dieser Routine ein konkreter betrieblicher Vorteil.

Keine Bremse: Auswahl der richtigen Variante

Der HC-SFS52G1H hat keine elektromagnetische Bremse. Dies ist keine Einschränkung — es ist die richtige Spezifikation für eine beträchtliche Klasse von Anwendungen.

Varianten mit Bremse (HC-SFS52BG1H) sind für Achsen konzipiert, die die Position bei Nullstrom mechanisch halten müssen: vertikale Kugelgewindetriebe unter Schwerkraftlast, Klemmmechanismen, geneigte Positionierer, bei denen die Last ein Drehmoment auf die Abtriebswelle im Ruhezustand ausübt. Wenn die Anwendung diese Anforderung hat, ist die B-Variante korrekt.

Für horizontale Achsen, bandgesteuerte Antriebe, Rundtische, die vom Servo zum Stillstand gebracht werden anstatt gegen eine Schwerkraftlast gehalten zu werden, und jede Achse, bei der die elektronische Bremse des Servo-Verstärkers (dynamisches Bremsen) die Verzögerung ausreichend bewältigt — ist der HC-SFS52G1H ohne Bremse die korrekte und einfachere Spezifikation. Kein 24V DC-Bremsstromkreis zu entwerfen. Kein Bremsverschleiß zu überwachen. Keine Bremsfreigabezeit im Motion-Programm zu verwalten. Weniger Komponenten im System, mit gleichwertiger Servo-Leistung.

Servo-Verstärker-Kompatibilität

Der HC-SFS52G1H arbeitet mit dem MR-J2S-60A oder MR-J2S-60B Verstärker, beide mit 500W im MELSERVO J2S-System.

MR-J2S-60A ist die Allzweckvariante mit Pulszug- und Analogeingang. Er empfängt Positionsbefehle als Pulszüge von SPSen, eigenständigen CNC-Steuerungen und Motion-Karten und unterstützt Positions-, Geschwindigkeits- und Drehmomentregelungsmodi einzeln oder in Kombination. RS-232C- und RS-422-Serialschnittstellen ermöglichen den Parameterzugriff und die Überwachung über Mitsubishis MR Configurator Software.

MR-J2S-60B wird an den Hochgeschwindigkeits-Serienbus SSCNET angeschlossen, der von Mitsubishis Motion-Controllern (Q172D, Q173D und A-Serie Motion Units) verwendet wird. In SSCNET-Systemen empfangen alle Achsen synchronisierte Befehlspakete in jedem Kommunikationszyklus — typischerweise 0,88 ms — und erreichen so eine enge Mehrachsenkoordination. Für Maschinen mit mehreren Servoachsen, die synchronisierte Bewegungen erfordern, eliminieren die B-Variante und die SSCNET-Architektur Zeitverzögerungen zwischen den Achsen, die Pulszugsysteme nicht vollständig verhindern können.

Die Wahl des Verstärkers richtet sich nach der Host-Steuerung. Die Motor- und Getriebebaugruppe ist unabhängig vom verwendeten Verstärkertyp identisch.

Auswahl des Übersetzungsverhältnisses

Das G1H-Getriebe auf der HC-SFS52-Plattform wird in verschiedenen Untersetzungsverhältnissen angeboten — typischerweise 1/5, 1/9, 1/12, 1/15, 1/20 und 1/25. Jedes Verhältnis ist eine eigene Teilenummerkonfiguration innerhalb der HC-SFS52G1H-Familie.

Die Auswahl des Verhältnisses erfordert Kenntnis der erforderlichen Abtriebswellen-Drehzahl und des Drehmoments. Bei einer gegebenen Motordrehzahl ist die Abtriebswellen-Drehzahl gleich der Motordrehzahl geteilt durch das Übersetzungsverhältnis, und das kontinuierliche Abtriebsdrehmoment ist gleich dem Motornenndrehmoment multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis (unter Berücksichtigung des Getriebewirkungsgrads). Der Motor arbeitet immer in seinem Nenndrehzahlbereich von 0–2.000 U/min — das Verhältnis wandelt diesen Bereich in die vom Anwendungsfall geforderte Abtriebsdrehzahl um.

Bestellen Sie bei der Bestellung eines Ersatzgeräts das Übersetzungsverhältnis aus der Originalmaschinendokumentation oder vom Typenschild des Getriebes. Der Austausch eines anderen Verhältnisses führt zu falschen kinematischen Abläufen und kann zu Bewegungsfehlern, Überdrehzahl-Fehlern oder mechanischen Interferenzen führen.

Anwendungsumgebungen

Die Kombination aus getriebeuntersetztem Präzisionsausgang, IP65-geschütztem Motor und Absolutwertgeber des HC-SFS52G1H passt zu einer konsistenten Reihe von Industrieanlagen:

Präzisions-Rundtische — Spannertische, die genaue Winkelindexbewegungen zwischen Bearbeitungs- oder Montagestationen erfordern. Die G1H-Präzision begrenzt den Indexwinkel-Fehler; der Absolutwertgeber bedeutet, dass die Maschine bei jedem Start in Position ist; die horizontale Montage macht eine Bremse überflüssig.

Winkelpositionierer an automatisierten Montagelinien — Achsen, die Teile oder Werkzeuge für Montage, Inspektion oder Dosierung auf einen definierten Winkel drehen, wobei die Winkelgenauigkeit der Abtriebswelle mit der Produktqualität verbunden ist.

Bandgesteuerte Materialzuführungen — Achsen für Bandhandling, Drahtzuführung und Folienabgabe, bei denen die Getriebeuntersetzung die Motordrehzahl in den Bereich der Prozessgeschwindigkeit bringt, während der Servo das Drehmoment regelt, um eine konstante Spannung aufrechtzuerhalten.

Langsam verfahrende Präzisionsantriebe an Schleif- und Endbearbeitungsgeräten — Tischvorschubachsen, bei denen sehr langsame, gleichmäßige, drehmomentgesteuerte Bewegungen eine Reduzierung eines 2.000 U/min Motors auf einstellige U/min an der Antriebswelle erfordern.

CNC-Hilfsachsen ohne Bremsfunktion — Werkzeugmagazinantriebe, Rundspannfutterantriebe und Spänefördermechanismen an CNC-Bearbeitungszentren, die im selben MELSERVO J2S-System wie die Hauptachsen-HC-SFS-Motoren betrieben werden.

HC-SFS52 Variantenübersicht

Der HC-SFS52G1H ist die richtige Wahl, wenn eine hochpräzise Getriebeuntersetzung erforderlich ist, keine mechanische Bremse benötigt wird und eine gerade Wellenausgabe vom Getriebe zur Schnittstelle der angetriebenen Komponente passt.

FAQ

F1: Welche Übersetzungsverhältnisse sind für den HC-SFS52G1H verfügbar?

Das G1H-Getriebe wird in mehreren Übersetzungsoptionen angeboten — üblicherweise 1/5, 1/9, 1/12, 1/15, 1/20 und 1/25. Jedes Verhältnis ist eine separate Konfiguration. Das Übersetzungsverhältnis muss vor der Bestellung eines Ersatzgeräts aus der Originalmaschinendokumentation oder vom Typenschild des Getriebes bestätigt werden. Die Installation einer Einheit mit einem anderen Verhältnis führt zu falschen Ausgangsgeschwindigkeiten und -drehmomenten und kann zu Bewegungsfehlern oder Maschinenschäden führen.

F2: Was ist der Unterschied zwischen HC-SFS52G1H und HC-SFS52BG1H?

Die beiden Modelle sind in Motor, Encoder, Getriebetyp und allen elektrischen Spezifikationen identisch. Der einzige Unterschied ist die B-Bezeichnung: Der HC-SFS52BG1H verfügt über eine federbelastete elektromagnetische Bremse; der HC-SFS52G1H nicht. Wählen Sie die B-Variante für vertikale Achsen, schwerkraftbelastete Mechanismen oder jede Anwendung, die eine mechanische Wellenhaltung bei Nullstrom erfordert. Wählen Sie den HC-SFS52G1H für horizontale Achsen und Anwendungen, bei denen die dynamische Bremsung des Servos für die Verzögerung und den Stillstand ausreichend ist.

F3: Welcher Servo-Verstärker funktioniert mit dem HC-SFS52G1H?

Der HC-SFS52G1H ist kompatibel mit dem MR-J2S-60A (Pulszug-/Analogbefehlsschnittstelle) und MR-J2S-60B (SSCNET-Seriennetzwerkschnittstelle). Beide sind 500W-Klasse MELSERVO J2S-Verstärker. Die Wahl des Verstärkers hängt vom Host-Steuerungstyp ab. Im Gegensatz zur Bremsvariante benötigt der HC-SFS52G1H keinen separaten 24V DC-Bremsstromkreis.

F4: Behält der 17-Bit-Encoder Positionsdaten nach einem Stromausfall bei?

Ja, mit der Mitsubishi A6BAT Lithiumbatterie, die im Batteriehalter des Servo-Verstärkers installiert ist. Die Batterie speichert die Mehrumdrehungs-Absolutposition über jede Stromunterbrechung hinweg. Ohne die Batterie geht die Position beim Ausschalten verloren und beim Neustart ist ein Homing erforderlich. Der Verstärker gibt eine Warnung bei niedrigem Batteriestand aus, bevor der Schwellenwert erreicht ist, und gibt eine Vorwarnung für den geplanten Batteriewechsel.

F5: Was ist die IP-Schutzart des Getriebeteils und beeinflusst sie die Installationsplanung?

Der Motorkörper ist IP65 — vollständig staubdicht, beständig gegen Wasserstrahlen. Das Getriebeteil hat IP44, was Schutz gegen feste Partikel über 1 mm und Spritzwasser aus jeder Richtung bietet, aber nicht für den direkten Kontakt mit Kühlmittelstrahlen ausgelegt ist. An Werkzeugmaschinen, bei denen Kühlmittel nahe am Getriebegehäuse versprüht wird, sollte ein mechanischer Deflektor oder eine Abschirmung in das Maschinendesign integriert werden. Der Motorkörper selbst benötigt in Standard-CNC-Umgebungen keinen zusätzlichen Schutz.