Ein neuer Mitsubishi Servomotor HC-SFS52BG1 HCSFS52BG1

Mitsubishi HC-SFS52BG1 Servo Motor — 500W | Elektromagnetische Bremse | G1 Industriegetriebe | 17-Bit Absolutwertgeber | MELSERVO J2S

Es gibt eine breite Klasse von industriellen Servoanwendungen, die zwischen zwei Extremen liegt — zu anspruchsvoll für einen reinen Motor und zu kostensensibel oder mechanisch tolerant, um ein hochpräzises Getriebe zu rechtfertigen. Förderbandantriebe, Palettierachsen, Materialtransfergeräte, Drehtische mit moderaten Toleranzen, horizontale Kugelgewindetriebe unter erheblicher Reibungslast. Dafür ist das Nötige einfach: Getriebeuntersetzung zur Drehmomentvervielfachung, eine Bremse zur Positionsarretierung im Stillstand und eine Absolutwertgeber-Rückmeldung zur Eliminierung des Referenzpunktanfahrens. Der Mitsubishi HC-SFS52BG1 deckt alle drei Punkte in einer einzigen Werksmontage ab — 500W HC-SFS-Motor mit mittlerer Trägheit, federbelastete elektromagnetische Bremse und G1 Industrie-Flanschgetriebe.

Spezifikationen

Das G1 Industriegetriebe — Passende Größe für die Anwendung

Die HC-SFS-Getriebeserie von Mitsubishi ist grob in zwei Kategorien unterteilt: G1/G2 Industrie-Typen und G1H/G2H Hochpräzisions-Typen. Der Unterschied liegt nicht in der Qualität — sondern darin, was die Anwendung tatsächlich benötigt.

Das G1 Industriegetriebe ist für die Mehrheit der servoangetriebenen Produktionsanlagen konzipiert, bei denen Drehmomentvervielfachung und Drehzahlsenkung die Hauptanforderungen sind und bei denen die Winkelpositionstoleranzen im Zehntelgradbereich und nicht im Bogenminutenbereich liegen. Förderbänder, Materialtransferarme, Palettenantriebe, betätigte Vorrichtungen, Klemmmechanismen, Drehtransferstationen in Montagelinien — all diese arbeiten gut innerhalb der Positionierungsfähigkeit des G1 und profitieren gleichzeitig von seiner mechanischen Robustheit und breiten Verfügbarkeit über verschiedene Übersetzungsverhältnisse.

Die Wahl von G1 anstelle von G1H, wenn G1 für die Anwendung ausreichend ist, ist die richtige technische Entscheidung. Die engeren Fertigungstoleranzen des Hochpräzisionsgetriebes erhöhen die Kosten und werden bei Anwendungen, bei denen die Teilezeichnungen oder Prozesstoleranzen sie nicht erfordern, nicht wieder eingespielt. Der HC-SFS52BG1 liefert die für die Anwendung benötigte Getriebeuntersetzung und Bremse, ohne den Prämienzuschlag für Präzision.

G1 ist flanschmontiert — die Getriebeausgangsstufe verfügt über eine quadratische Montagefläche zur direkten Verschraubung an Maschinenrahmen, Drehtischgehäusen oder Förderbandantriebsaufnahmen. Diese Flanschflächenschnittstelle positioniert die Abtriebswelle präzise relativ zur Maschinenstruktur, ohne dass zusätzliche Stützbeine oder Ausrichtvorrichtungen erforderlich sind.

Verfügbare Übersetzungsverhältnisse für das G1-Getriebe auf der HC-SFS52B-Plattform umfassen 1/5, 1/9, 1/12, 1/15, 1/20 und 1/25. Bestätigen Sie das Verhältnis anhand der Originaldokumentation der Ausrüstung vor der Bestellung — das Verhältnis ist in der Konfiguration der spezifischen Baugruppe enthalten und muss mit der ursprünglichen Installation übereinstimmen.

Drehmomentvervielfachung: Was die Getriebeuntersetzung tatsächlich leistet

Das Nenndrehmoment des HC-SFS52-Motors von 2,39 Nm ist seine Basisleistung bei 2.000 U/min an der Motorwelle. Fügen Sie das G1-Getriebe hinzu und das Bild ändert sich erheblich.

Bei einem Verhältnis von 1/20 wird aus diesen 2,39 Nm etwa 47,8 Nm Dauerleistung an der Getriebeabtriebswelle — von einem 500W-Motorgehäuse in einem 130mm-Flansch. Der Motor arbeitet weiterhin an seinem Auslegungspunkt; das Getriebe wandelt Geschwindigkeit in Kraft um. Das Spitzendrehmoment folgt der gleichen Multiplikation: die maximalen 7,16 Nm des Motors werden bei 1/20 zu etwa 143 Nm Spitzenmoment, was eine erhebliche Beschleunigungsfähigkeit für trägheitsangepasste Lasten während der Positionierfahrten bietet.

Dieser Drehmomentbereich deckt ein breites Spektrum realer industrieller Lasten ab, für die sonst ein größerer, schwererer und teurerer Direktantriebsservo erforderlich wäre. Der HC-SFS52BG1 hält die Motorgröße kompakt und kostengünstig und erweitert gleichzeitig seinen effektiven Arbeitsbereich in Bereiche, die ein reiner 500W-Motor nicht erreichen kann.

Elektromagnetische Bremse: Federbetätigt, elektrisch gelöst

Die Bezeichnung B auf dem HC-SFS52BG1 bedeutet, dass eine federbelastete, stromlos schaltende elektromagnetische Bremse in das Motorgehäuse zwischen dem Statorgehäuse und der Getriebemontage integriert ist. Die Betriebslogik ist einfach und inhärent sicher:

Anlegen von 24V DC an die Bremsspule → Feder wird komprimiert → Welle dreht sich frei → Servo arbeitet normal.

Entfernen der Spannung aus irgendeinem Grund → Feder greift wieder ein → Welle wird mechanisch blockiert.

Die ausfallsichere Natur dieses Designs ist der Grund, warum es Standard bei vertikalen Achsen, geneigten Achsen und lastabhängigen Anwendungen ist. Die Welle hält die Position standardmäßig. Das Halten erfordert keinen Servo-Strom, keine Controller-Aktivität, keine Verstärkerleistung. Eine Maschine, die mitten im Zyklus den Strom verliert — sei es durch eine geplante Abschaltung, einen ausgelösten Schutzschalter oder einen Not-Aus — bleibt dort stehen, wo sie angehalten hat.

Mit dem G1-Getriebe im System wird das Bremsmoment am Ausgang ebenfalls mit dem Übersetzungsverhältnis multipliziert, genau wie das Antriebsdrehmoment. Die Bremse hält nicht nur die Motorwelle, sondern hält den Getriebeabtrieb gegen die gesamte reflektierte Last, die auf ihn wirkt.

Elektrischer Hinweis: die Bremsspule benötigt eine dedizierte 24V DC Stromversorgung, die direkt an den Bremsstecker des Motors angeschlossen wird — getrennt von den Versorgungsschienen des Servo-Verstärkers. Der MR-J2S-Verstärker versorgt die Bremse nicht. Dieser Stromkreis muss mit geeigneter Schützlogik für gesteuerte Bremseneingriffs- und Lösungszeiten in den elektrischen Schaltschrank der Maschine integriert werden.

17-Bit Absolutwertgeber — Das Problem des Referenzpunktanfahrens gelöst

Jedes Mal, wenn eine Maschine mit inkrementellen Encodern eingeschaltet wird, weiß sie nicht, wo sie sich befindet. Die Referenzrückkehr — eine sorgfältige, geschwindigkeitsbegrenzte Referenzfahrtsequenz, die jede Achse zu einem Referenzschalter fährt — muss abgeschlossen sein, bevor die Produktion beginnen kann. Bei einer Mehrachsenmaschine kann diese Routine mehrere Minuten Produktionszeit pro Schicht, pro Wartungsstopp, pro Stromzyklus in Anspruch nehmen.

Der 17-Bit Absolutwertgeber des HC-SFS52BG1 eliminiert dies vollständig. Mit 131.072 Positionen pro Motorwellenumdrehung über den gesamten Mehrumdrehungsbereich, mit Positionsdaten, die durch die A6BAT-Backup-Batterie im Servo-Verstärker bei Stromausfall gespeichert werden, kennt die Maschine ihre Position sofort nach dem Einschalten. Die Produktion beginnt sofort.

Für Maschinen, die diesen Motor auf regelmäßig gewarteten Achsen verwenden — bei denen die Bremse während der Wartung manuell gelöst wird und die Abtriebswelle bewegt werden kann — ist die Beibehaltung der absoluten Position auf dem Rückweg ebenso wertvoll, um die Achse vor der ersten automatisierten Bewegung an ihrer bekannten Position zu bestätigen.

Verstärkerpaarung: MR-J2S-60A / MR-J2S-60B

Das MR-J2S-60A und der MR-J2S-60B sind die richtigen Servo-Verstärker für die HC-SFS52-Motorenfamilie innerhalb der MELSERVO J2S-Plattform.

Das MR-J2S-60A empfängt Impulspaket-Befehle (Differenzialempfänger bis 500 kpps oder Open-Collector bis 200 kpps) von SPS, Motion-Karten oder CNC-Steuerungen. Positions-, Geschwindigkeits- und Drehmomentregelungsmodi sind alle verfügbar. Die RS-232C/RS-422-Schnittstelle unterstützt die MR Configurator-Setup-Software unter Windows für Parameterverwaltung, Echtzeitüberwachung und Autotuning.

Das MR-J2S-60B wird an das serielle SSCNET-Netzwerk von Mitsubishi angeschlossen und mit Motion-Controllern in synchronisierten Mehrachsensystemen gekoppelt. SSCNET verteilt Positionsbefehle an alle angeschlossenen Achsen über einen gemeinsamen Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsbus, was elektronische Getriebe, Interpolation und koordinierte Mehrachsenbewegung ohne achsweise Impulspaket-Verkabelung von der Steuerung ermöglicht.

Die Baugruppe aus Motor, Getriebe und Bremse ist unabhängig davon, welcher Verstärker verwendet wird, identisch. Die Wahl des Verstärkers wird durch den Host-Controller-Typ bestimmt.

Anwendungen

Die Kombination von Merkmalen des HC-SFS52BG1 — getriebevervielfachtes Drehmoment, ausfallsichere Bremse, absolute Positionsrückmeldung und IP65-Motorschutz — eignet sich für eine klar definierte Reihe von Maschinen:

Automatisierter Paletten- und Werkstücktransport — horizontale servoangetriebene Transferachsen, bei denen die Lastmasse ein getriebevervielfachtes Drehmoment erfordert und bei denen die Bremse die transportierte Last an jeder Station hält, während die Arbeit ausgeführt wird. Der Absolutwertgeber bedeutet, dass die Maschine bei jedem Start sofort an der Position ist.

Drehtisch- und Indexiertischantriebe — Durchfahren einer festen Anzahl von Stationen in Montage- oder Prüfgeräten. Das G1 Industriegetriebe ist gut auf Indextoleranzen im Bereich von einem Zehntel Grad abgestimmt, wie sie typisch für die Abstände von Montagestationen sind.

Vertikale Materialhebe- und Handhabungsachsen — die federbelastete Bremse verhindert Lastabfall bei jeder Stromunterbrechung; das getriebevervielfachte Drehmoment deckt den Hubkraftbedarf ab; das IP65-Motorgehäuse toleriert die Umgebung.

Klemm- und Vorrichtungsbetätigungsmechanismen — servoangetriebene Klemmen und Schraubstöcke profitieren von der Drehmomentvervielfachung durch das Getriebe für die Klemmkraft und der Bremse zum Halten ohne kontinuierlichen Servo-Strom im geklemmten Zustand.

Förderband- und Zuführungsantriebe an Verpackungsmaschinen — Servoantriebe mit moderater Präzision, bei denen der Durchsatz und die mechanische Zuverlässigkeit über lange Produktionsläufe den Wert definieren und bei denen das G1 Industriegetriebe eine kostengünstige Drehmomentvervielfachung ohne den Prämienzuschlag für Hochpräzisionsgetriebe bietet.

HC-SFS52 Konfigurationsreferenz

Alle Varianten teilen sich die gleiche 500W, 17-Bit Encoder, Wellendichtring, IP65, 130x130mm Plattform. Der HC-SFS52BG1 ist die richtige Wahl, wenn sowohl eine elektromagnetische Bremse als auch ein Industriegetriebe mit allgemeiner Präzision benötigt werden, ohne die G1H-Spezifikation mit backlash-kontrollierter Präzision.

FAQ

F1: Was ist der Unterschied zwischen dem HC-SFS52BG1 und dem HC-SFS52BG1H?

Beide sind werkseitig montierte HC-SFS52-Motoren mit elektromagnetischer Bremse und Getriebe. Der Unterschied liegt in der Präzision des Getriebes: das G1 ist der allgemeine Industrietyp, der für Anwendungen mit Standard-Positionierungstoleranzen geeignet ist; das G1H ist die Hochpräzisionsvariante mit engerer Backlash-Kontrolle für Anwendungen, bei denen die Winkelgenauigkeit der Abtriebswelle auf feinere Grenzen eingehalten werden muss, wie z. B. bei Präzisions-Indexiertischen oder Werkzeugwinkelantrieben. Wenn die Positionierungstoleranzen der Anwendung keine reduzierte Spiel erfordern, ist das G1 die richtige — und kostengünstigere — Wahl.

F2: Welcher Verstärker funktioniert mit dem HC-SFS52BG1, und versorgt der Verstärker die Bremse?

Der HC-SFS52BG1 ist kompatibel mit dem MR-J2S-60A (Analog-/Impulspaket-Schnittstelle) und dem MR-J2S-60B (SSCNET-Netzwerkschnittstelle). Die elektromagnetische Bremse benötigt eine separate 24V DC Stromversorgung, die an den Bremsstecker des Motors angeschlossen wird — der Servo-Verstärker liefert keine Leistung für die Bremsspule. Dieser 24V-Stromkreis und seine Steuerlogik müssen separat in das elektrische Design der Maschine integriert werden.

F3: Welche Übersetzungsverhältnisse sind für den HC-SFS52BG1 verfügbar?

Das G1-Getriebe für den HC-SFS52B-Motor wird in Verhältnissen von 1/5, 1/9, 1/12, 1/15, 1/20 und 1/25 angeboten. Jedes Verhältnis ist eine eigene Baugruppenkonfiguration. Beim Austausch einer vorhandenen Einheit bestätigen Sie immer das Übersetzungsverhältnis anhand der Originaldokumentation der Maschine oder des Getriebetypschilds — nicht nur anhand der Basis-Teilenummer. Die Montage des falschen Verhältnisses führt zu falscher Ausgangsdrehzahl und falschem Drehmoment.

F4: Benötigt der 17-Bit-Encoder eine Batterie, und was passiert ohne sie?

Ja. Der Absolutwertgeber speichert die Mehrumdrehungs-Positionsdaten während des Stromausfalls nur, wenn eine Mitsubishi A6BAT Lithiumbatterie im Batteriehalter des Servo-Verstärkers installiert ist. Mit installierter und betriebsbereiter Batterie bleiben die Positionen über Stromabschaltungen hinweg unbegrenzt erhalten. Ohne sie gehen die Positionsdaten im Moment des Stromausfalls verloren, und die Achse muss einen Referenzpunktanfahrzyklus durchlaufen, bevor die Produktion beim nächsten Start wieder aufgenommen werden kann.

F5: Was ist die IP-Schutzart des Getriebeteils im Vergleich zum Motorgehäuse?

Das Motorgehäuse hat die Schutzart IP65 — vollständig staubdicht, beständig gegen Wasserstrahlen aus jeder Richtung. Das Getriebeteil hat die Schutzart IP44 — geschützt gegen feste Partikel über 1 mm Durchmesser und Spritzwasser, aber nicht gegen anhaltende Wasserstrahlen oder Kühlmittelströme. In Werkzeugmaschinenumgebungen, in denen Kühlmittelspritzer das Getriebegehäuse erreichen, sollte ein Schutzdeflektor oder eine Abschirmung im Installationsdesign vorgesehen werden.