Mitsubishi HC-SFS301B AC-Servomotor — 3 kW / 1.000 U/min | 28,6 Nm | Elektromagnetische Bremse | MELSERVO J2S | Neu in OVP

Nicht jede Servoanwendung erfordert hohe Geschwindigkeiten. Es gibt eine ganze Kategorie von Werkzeugmaschinenachsen, Drehtischen und Gelenken von Industrierobotern, bei denen vor allem eines zählt: Drehmoment bei niedriger Drehzahl — die Fähigkeit, erhebliche Lasten präzise zu halten und anzutreiben und die Welle bei ausgeschalteter Maschine sicher zu verriegeln. Der Mitsubishi HC-SFS301B ist genau für diese Anforderung konzipiert: ein mittelschwerer Motor mit 3 kW Leistung, der 28,6 Nm Nenndrehmoment bei 1.000 U/min liefert, ausgestattet mit einer werksseitig installierten elektromagnetischen Bremse und Mitsubishis 17-Bit-Absolutwertgeber. Neu in original versiegelter Verpackung, schnell lieferbar.

Technische Daten

1.000 U/min, 28,6 Nm — Drehmomentoptimierte Leistung

Der HC-SFS301B besetzt eine spezifische und klar definierte Leistungslücke. Die HC-SFS-Serie bietet die gleiche Rahmenbaugröße von 3,5 kW in einer 2.000 U/min-Variante (HC-SFS352) und einer 3.000 U/min-Variante (HC-SFS353) — beide priorisieren höhere Geschwindigkeit bei geringerem Drehmoment. Der HC-SFS301 arbeitet am anderen Ende dieses Kompromisses: Nennleistung bei 1.000 U/min mit einem 28,6 Nm Dauer-Drehmoment liefert er mehr als das doppelte Nenndrehmoment der 2.000 U/min-Varianten bei gleicher Leistung.

Was bedeutet das in der Praxis? Bei 1.000 U/min mit 28,6 Nm arbeitet dieser Motor an seinem stärksten Dauerpunkt und erzeugt 3 kW nützliche mechanische Leistung durch anhaltende, kraftvolle Bewegungen bei niedriger Drehzahl. Das Spitzendrehmoment von 85,8 Nm (das Dreifache des Nennwerts) sorgt für die transiente Beschleunigungsfähigkeit, um schwere Lasten bei schnellen Bewegungsübergängen zu bewegen, ohne thermische Grenzwerte im Dauerbetrieb zu überschreiten.

Dieses Drehzahl-Drehmoment-Profil entspricht direkt den Anforderungen von großen Drehtischantrieben, schweren 4. und 5. Achsenbewegungen, Roboter-Schultergelenken und jeder Achse, bei der die Lastmasse oder Reibung das Drehmoment bei niedriger Drehzahl zur dominanten Designbeschränkung macht.

Elektromagnetische Bremse — Das B, das alles verändert

Das B-Endung kennzeichnet die federbelastete elektromagnetische Bremse, die in diesen Motor integriert ist. Das Verständnis ihrer Funktionsweise erklärt, warum sie wichtig ist:

Die Bremse ist vom Typ stromlos verriegelnd — die Feder verriegelt die Welle, wenn die Spannung der Bremsspule fehlt, und löst, wenn 24 V DC angelegt werden. Dies ist die ausfallsichere Konfiguration. Stromausfall, Not-Aus, Öffnen der Schutztür oder absichtliches Abschalten der Maschine: In allen Fällen verriegelt die Welle sofort, ohne Befehl vom Steuerungssystem. Wiederherstellung der Stromversorgung löst die Bremse und ermöglicht die Wiederaufnahme des normalen Servo-Betriebs.

Für einen Motor mit 28,6 Nm Dauer-Drehmoment und 85,8 Nm Spitzenleistung — der einen Drehtisch, einen Kippkopf oder einen Roboterarm unter erheblicher Schwerkraftbelastung antreibt — ist die mechanische Haltefunktion der Bremse nicht optional. Ohne sie würde eine stromlose vertikale oder geneigte Achse unter Last absinken. Mit dem HC-SFS301B bleibt die Welle genau dort, wo sie sich bei Stromabschaltung befand.

Die elektromagnetische Bremse ist eine mechanische Haltevorrichtung, kein dynamisches Bremselement. Sie greift, nachdem die Achse zum Stillstand gekommen ist, und liefert eine statische Haltekraft, unabhängig vom Servo-Strom. Mitsubishis Empfehlung ist, das Drehmoment der unausgeglichenen Last einer vertikalen Achse innerhalb von 70 % des Motornenndrehmoments zu halten, um eine zuverlässige Bremswirkung über Temperatur und Verschleiß hinweg zu gewährleisten.

Wellendichtring und IP65 — Abgedichtet für die Werkstatt

Die antriebsseitige Welle des HC-SFS301B läuft durch einen werkseitig montierten Wellendichtring, der den primären Kontaminationsweg in den Lager- und Geberraum verschließt. Bei Werkzeugmaschinen und Produktionsanlagen, in denen Schneidflüssigkeiten, Kühlnebel und metallische Partikel in der Umgebung vorhanden sind, verhindert der Wellendichtring, dass diese Verunreinigungen die Lager und den Geber über Tausende von Betriebsstunden hinweg beeinträchtigen.

Das IP65-Motorgehäuse bietet vollständigen Staubschutz und Widerstand gegen Wasserstrahlen aus jeder Richtung. Die Kombination aus Wellendichtring und IP65-Gehäuse macht diesen Motor für die direkte Installation an Werkzeugmaschinen ohne zusätzliche Schutzgehäuse geeignet — die Standardanforderung für einen 3-kW-Servomotor in einer CNC-Umgebung.

17-Bit-Absolutwertgeber — 131.072 ppr, kein Referenzpunkt-Anfahren beim Start

Der Geber liefert 131.072 Positionsimpulse pro Umdrehung der Motorwelle über Mitsubishis Hochgeschwindigkeits-Serienverbindung zum Servo-Verstärker. Als Absolutwertgeber behält er die vollständige Positionsinformation über Stromzyklen hinweg — mit installierter A6BAT-Batterie im Verstärker bleibt der Mehrumdrehungszähler auch bei Maschinenausfällen erhalten.

Für einen schweren Drehtisch- oder 4-Achsen-Antrieb, bei dem die Referenzpunkt-Anfahrsequenz bei jedem Start eine beträchtliche Zeit in Anspruch nimmt, ist die Eliminierung dieser Routine ein konkreter Produktionsvorteil. Jeder Stromzyklus, jeder Schichtwechsel, jeder geplante Wartungsstopp — die Maschine ist sofort einsatzbereit, ohne auf das Anfahren der Achsen warten zu müssen. Über die Lebensdauer einer Maschine hinweg summiert sich diese betriebliche Effizienz zu einer erheblichen Einsparung von Produktionszeit.

Kompatible Servo-Verstärker

Der HC-SFS301B wird mit dem MR-J2S-350A (analog/Impulstakt-Befehl) oder MR-J2S-350B (SSCNET-Digitalnetzwerk-Befehl) kombiniert, beide mit 3,5 kW Leistung in der MELSERVO J2S-Plattform und bestätigt kompatibel mit der HC-SFS301-Motorenfamilie.

Die elektromagnetische Bremse benötigt eine separate 24-V-DC-Stromversorgung, die gemäß Mitsubishis Installationsspezifikationen an den Bremsstecker angeschlossen wird. Der Servo-Verstärker liefert keine Bremsstromversorgung direkt — eine dedizierte 24-V-Quelle muss im elektrischen Maschinendesign berücksichtigt werden.

Anwendungsumgebungen

Das drehmomentorientierte 1.000 U/min-Profil des HC-SFS301B in Kombination mit der elektromagnetischen Bremse macht ihn zur ersten Wahl für eine klar definierte Reihe von Anwendungen:

Großformatige 4. und 5. Achsen-Drehtische an CNC-Bearbeitungszentren — das Nenndrehmoment von 28,6 Nm bei 1.000 U/min liefert die Antriebskraft für schwere Werkstückspannvorrichtungen, die Bremse hält sie sicher während nicht-schneidender Segmente, und der Absolutwertgeber eliminiert das Referenzpunkt-Anfahren bei jedem Start

CNC-Drehzentren-Querschlitten und Tieflochbohrachsen — Anwendungen, bei denen die Vorschubgeschwindigkeit moderat ist, aber die Schnittkräfte ein hohes Dauer-Drehmoment während des gesamten Schnitts erfordern

Roboter-Schultergelenke — die Hauptachse von Industrierobotern mit mittlerer Traglast, bei denen die Kombination aus 3 kW Leistung, hohem Drehmoment und mechanischer Haltebremse die Standard-Gelenkspezifikation ist

Automatisierte Schweiß- und Schneidpositionierer-Antriebe — Spindel- und Reitstock-Drehachsen von Positionierern, die große Schweißkonstruktionen halten, erfordern genau die Drehmomentdichte und Bremsfunktion, die dieser Motor bietet

Schwere automatisierte Materialhandhabung — Palettenrotation, Vorrichtungskippen und Fass-Indexiermechanismen in automatisierten Produktionszellen, bei denen die Lastmasse eine Servosteuerung mit hohem Drehmoment und niedriger Drehzahl zur einzig praktikablen Lösung macht

Übersicht der HC-SFS301-Varianten

Der HC-SFS301-Basismotor ist in verschiedenen mechanischen Konfigurationen erhältlich, die alle die gleiche 3-kW-Leistung, den 17-Bit-Absolutwertgeber, den Wellendichtring, das IP65-Gehäuse und den 176 × 176 mm großen Flansch teilen:

• HC-SFS301 — gerade Welle, keine Bremse
• HC-SFS301B — gerade Welle, mit elektromagnetischer Bremse (dieses Angebot)
• HC-SFS301BK — Keilwellen-Ausführung, mit elektromagnetischer Bremse

Der HC-SFS301B ist korrekt für Installationen, die eine Klemmkupplung auf einer glatten Welle verwenden, bei denen die Bremse erforderlich ist. Für angetriebene Komponenten mit einer Keilnut bietet der HC-SFS301BK die gleiche Bremsfunktion mit der Keilwellen-Schnittstelle.

FAQ

F1: Welcher Servo-Verstärker ist mit dem HC-SFS301B kompatibel?

Der HC-SFS301B wird mit dem MR-J2S-350A (für analoge oder Impulstakt-Befehle von einer SPS oder externen CNC) oder MR-J2S-350B (für SSCNET-Mehrachsen-Netzwerksysteme mit Mitsubishi Motion Controllern) kombiniert. Beide sind mit 3,5 kW in der MELSERVO J2S-Plattform ausgelegt. Die elektromagnetische Bremse benötigt eine separate 24-V-DC-Stromversorgung — sie wird nicht direkt vom Servo-Verstärker gespeist.

F2: Welche Stromversorgung benötigt die elektromagnetische Bremse und wie wird sie verdrahtet?

Die Bremsspule benötigt eine dedizierte 24-V-DC-Stromversorgung, die an den Bremskabelstecker des Motors angeschlossen wird. Die Bremse löst (Welle frei), wenn 24 V DC angelegt werden, und verriegelt (Welle gehalten), wenn die Spannung abgeschaltet wird. Die 24-V-Versorgung muss unabhängig von der Servo-Verstärkerversorgung im elektrischen Schaltschrank der Maschine vorgesehen werden. Drahtgröße, Steckertyp und Anforderungen an die Verriegelungslogik sind im Mitsubishi Servo Motor Instruction Manual für die HC-SFS-Serie angegeben.

F3: Was ist der Unterschied zwischen den Modellen HC-SFS301 und HC-SFS302 oder HC-SFS303?

Die drei Modelle stellen unterschiedliche Nenndrehzahlkonfigurationen der HC-SFS 3-kW-Familie dar. Der HC-SFS301 ist die 1.000 U/min-Variante mit der höchsten Drehmomentabgabe (28,6 Nm). Modelle mit höherer Nummer arbeiten mit 2.000 U/min oder 3.000 U/min mit progressiv geringerem Nenndrehmoment. Wählen Sie den 301, wenn hohes Dauer-Drehmoment bei niedriger bis moderater Ausgangsdrehzahl die primäre Anforderung ist; wählen Sie Modelle mit höherer Drehzahl, wenn die Anwendung schnellere Achsenbewegungen bei geringerer Drehmomentbelastung erfordert.

F4: Unterstützt der HC-SFS301B die Beibehaltung der absoluten Position über Stromabschaltzyklen hinweg?

Ja. Der 17-Bit-Geber ist vom Absoluttyp. Mit einer Mitsubishi A6BAT Backup-Batterie, die im Servo-Verstärker installiert ist, bleiben die Mehrumdrehungspositionsdaten bei ausgeschalteter Maschine erhalten. Beim nächsten Start sind alle Achsenpositionen sofort ohne Referenzpunkt-Anfahrsequenz verfügbar. Für Maschinen mit schweren Spannvorrichtungen, bei denen das Referenzpunkt-Anfahren eine sorgfältige manuelle Steuerung der Bremse und der Achsenbewegung erfordern würde, ist dieser Null-Referenzpunkt-Start ein bedeutender betrieblicher Vorteil.

F5: Wird der HC-SFS301B noch produziert und was ist das aktuelle Äquivalent?

Die HC-SFS-Serie gehört zur MELSERVO J2S-Generation von Mitsubishi, die von den Produktreihen J4 und J5 abgelöst wurde. Neuwertige HC-SFS301B-Einheiten sind weiterhin für die Wartung von Maschinen und bestehende Installationen auf der J2S-Plattform erhältlich. Das aktuelle Äquivalent von Mitsubishi in der Klasse 3 kW / 1.000 U/min mit Bremse ist der HG-SR301B (MELSERVO J4-Serie) — bietet einen 22-Bit-Geber und ein IP67-Gehäuse, erfordert jedoch J4-Verstärker und andere Kabelanschlüsse. Für bestehende J2S-Maschinen ist der HC-SFS301B der direkt kompatible Ersatz.