Mitsubishi HC-SFS52 (HCSFS52) — 500W AC-Servomotor, Glatte Welle, Ohne Bremse, 2000 U/min, MELSERVO J2-Super Serie

Produktübersicht

Teilenummer: HC-SFS52

Auch gesucht als: HCSFS52, HC SFS 52, HC-SFS-52

Serie: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (J2-Super Generation)

Klassifizierung: AC-Bürstenloser Servomotor mit mittlerer Trägheit — 500 W, 200V Klasse, 2000 U/min, Glatte Welle, Ohne Bremse

Der Einstieg in die HC-SFS 2000 U/min-Reihe

Die Mitsubishi HC-SFS52 ist der Beginn der HC-SFS 2000 U/min-Familie. Mit 500W ist er der kleinste und drehmomentärmste Motor dieser speziellen Baureihe — 2,39 Nm Nenndauerdrehmoment und 7,16 Nm bei Bedarf für Beschleunigung — auf dem kompakten 130 × 130 mm Flansch mit glatter Welle und ohne elektromagnetische Bremse.

Was er mit jedem Motor weiter oben in der HC-SFS 2000 U/min-Reihe gemeinsam hat, ist die J2-Super-Plattform darunter: ein 17-Bit serieller Absolutwertgeber mit 131.072 ppr, mehrgängige absolute Positionierung über Stromausfall durch die A6BAT-Batterie im MR-J2S-60-Verstärker und die vollständige Suite von J2-Super-Servo-Funktionen, einschließlich Echtzeit-Autotuning, adaptiver Schwingungsunterdrückung und Filter zur Maschinenresonanzunterdrückung. Das sind keine Funktionen, die größeren Motoren der Familie vorbehalten sind. Der HC-SFS52 erhält sie alle.

Was ihn auszeichnet, ist der Betriebspunkt — 500W, 2.000 U/min, 2,39 Nm Dauerleistung. Diese Kombination passt zu einer klar definierten Kategorie von Maschinenachsen, und die HC-SFS52 passt perfekt dazu.

Technische Spezifikationen

500W bei 2000 U/min: Wofür dieser Motor wirklich gedacht ist

Zwei Komma drei neun Newtonmeter Dauerdrehmoment bei 2.000 U/min. Das ist eine bescheidene Leistung nach den Maßstäben der breiteren HC-SFS-Familie — aber bescheidene Kapazität ist genau richtig für die Achsen, die dieser Motor bedient.

Nicht jede Servoachse an einer Maschine ist ein primärer Vorschubantrieb oder ein hochbelastbarer Strukturmechanismus. Eine beträchtliche Anzahl sind leichtere Achsen, bei denen die Last relativ gering ist, das Bewegungsmuster wiederholend ist und am wichtigsten sind präzise Positionskontrolle, zuverlässige zyklische Konsistenz und ein kompakter Motor, der die Maschinenstruktur nicht dominiert. Hilfsachsen an CNC-Geräten. Sekundäre Vorschubmechanismen an Verpackungs- und Montagelinien. Spannungsregelungs- und Tanzarmantriebe. Registerregelungsachsen. Positionierbühnen, die moderate Nutzlasten durch kurze, häufige Bewegungen tragen. Diese Achsen benötigen einen leistungsfähigen, gut spezifizierten Servomotor — sie brauchen keine 5kW.

Der HC-SFS52 bietet echte J2-Super-Servo-Plattform-Leistung bei 500W: die gleiche Geberauflösung, die gleiche Verstärkerplattformqualität, die gleichen Auto-Tuning- und Schwingungsunterdrückungsfunktionen wie die 5kW- und 7kW-Motoren der Familie. Die einzigen kleineren Dinge sind das Motorgehäuse, der Verstärker und das Drehmoment.

Das Spitzendrehmoment von 7,16 Nm — das Dreifache der Nennleistung von 2,39 Nm — bewältigt die Beschleunigungsübergänge bei jeder Positionierbewegung. Für eine leicht belastete Achse, die wiederholte kurze Bewegungen ausführt, hält diese Spitzenkapazität die Zykluszeiten kurz. Die Achse beschleunigt stark auf Verfahrgeschwindigkeit, läuft mit oder unter Nenndrehmoment und bremst stark ab, wobei das thermische Budget durchgehend komfortabel bleibt, da die Spitzenphasen kurz sind.

HC-SFS52 vs. HC-SFS53: Wahl des richtigen Geschwindigkeitsbereichs

Die HC-SFS 500W-Familie bei J2-Super bietet zwei Betriebspunkte. Der HC-SFS52 läuft mit 2.000 U/min mit 2,39 Nm Nenndrehmoment. Der HC-SFS53 läuft mit 3.000 U/min mit 1,59 Nm Nenndrehmoment. Gleiche 500W Leistung, gleicher 130 × 130 mm Flansch, gleiche MR-J2S-60-Verstärkerklasse — unterschiedliche Geschwindigkeits-Drehmoment-Balance.

Die Wahl zwischen ihnen ist eine Frage des Achsendesigns, keine Frage der Qualität.

Wählen Sie den HC-SFS52 bei 2.000 U/min wenn die Achse hauptsächlich drehmomentbegrenzt ist — wenn das anhaltende Lastdrehmoment kontinuierlich nahe 1,5–2 Nm liegt und die Geschwindigkeit nicht die limitierende Einschränkung ist. Kugelgewindespindelachsen mit moderaten Lasten bei moderaten Verfahrgeschwindigkeiten. Förderbandabschnitte, die unter anhaltender Materiallast laufen. Wickelantriebe, die eine konstante Spannung über einen erheblichen Rollendurchmesserbereich erfordern. Mechanismen, bei denen das Motor-zu-Last-Getriebe oder das Riemenverhältnis den Arbeitspunkt natürlich nahe 2.000 U/min bringt.

Wählen Sie den HC-SFS53 bei 3.000 U/min wenn die Achse hauptsächlich geschwindigkeitsbegrenzt ist — wenn der Mechanismus Wellengeschwindigkeit benötigt und das Lastdrehmoment komfortabel innerhalb von 1,59 Nm Dauerleistung liegt. Leichte Hochgeschwindigkeits-Positionierachsen. Direkte Kugelgewindespindelkopplung bei hohen linearen Verfahrgeschwindigkeiten. Anwendungen, die Schrittmotoren ersetzen, bei denen der Schrittmotor mit hohen Schrittfrequenzen lief und die Wellengeschwindigkeit wichtiger war als die Drehmomentreserve.

Beide Motoren sind identisch montierbar und verwenden die gleiche Verstärkerfamilie. Die Wahl des Drehmoments und der Geschwindigkeit kann oft während der Inbetriebnahme neu bewertet werden, indem die tatsächliche Betriebsdrehmomentanforderung mit beiden Nennwerten verglichen wird — aber die richtige Wahl in der Designphase vermeidet den Motortausch vollständig.

Die Konfiguration mit glatter Welle und ohne Bremse

Der HC-SFS52 wird mit einer glatten Welle und ohne elektromagnetische Bremse geliefert. Bei 500W auf einem 130 × 130 mm Rahmen sind dies die geeigneten Standardeinstellungen für die Anwendungen, die dieser Motor bedient.

Glatte Welle. Bei 2,39 Nm Nenn- und 7,16 Nm Spitzenleistung sind die Anforderungen an die Drehmomentübertragung an der Kupplungsschnittstelle moderat. Standard-Flexkupplungen — Klauenkupplungen, Balgkupplungen, Scheibenkupplungen — werden mit einem geteilten Naben- oder Schrumpfsitz auf den glatten Wellen-Außendurchmesser geklemmt und bewältigen den Drehmomentbereich problemlos. Die Kupplungsauswahl sollte auf den Spitzenwert von 7,16 Nm und nicht nur auf das Nenndrehmoment ausgelegt sein. Selbst eine moderate Überdimensionierung gegenüber dem Spitzenwert ist eine gute Praxis.

Für Anwendungen, bei denen die angetriebene Komponente eine Keilnutbohrung hat — ein kleines Zahnrad, eine Riemenscheibe oder eine Riemenscheibe — bietet der HC-SFS52K (Welle mit Keilnut, ohne Bremse) eine identische Leistungsspezifikation und verwendet denselben MR-J2S-60-Verstärker. Der einzige Unterschied ist die gefräste Keilnut auf der Welle.

Keine Bremse. Die Servo-Verriegelung über den MR-J2S-60-Verstärker hält die Position auf horizontalen und symmetrisch belasteten Achsen zuverlässig. Der 17-Bit-Geber überwacht den Wellenwinkel mit 131.072 Zählungen pro Umdrehung; der Verstärker liefert Korrekturstrom, um einen Null-Folgefehler aufrechtzuerhalten. Bei 500W auf einer horizontalen Achse ist die Servo-Verriegelung völlig ausreichend und das Fehlen einer Bremse bedeutet keinen 24V-Bremskreis, kein Relais, keine MBR-Verriegelung und keine Inspektion der Bremsscheibe im Wartungsplan.

Die Grenzbedingung ist dieselbe wie bei jeder Entscheidung für einen gebremsten Motor: Wenn die Achse eine Gravitationslast trägt, die eine Bewegung verursacht, wenn der Servostrom auf Null fällt, ist eine Bremse erforderlich. Für diese Anwendungen — vertikale Achsen, geneigte Vorschübe — ist der HC-SFS52B (glatte Welle, federbelastete Bremse) die richtige Spezifikation. Bei 500W tragen vertikale Achsen tendenziell leichte Lasten, und die Kombination aus moderater Nutzlast und der federbelasteten Bremse ergibt eine mechanisch sichere und leicht zu steuernde Achse.

MR-J2S-60: Die Verstärkerpaarung

Der HC-SFS52 wird mit der MR-J2S-60-Verstärkerfamilie gepaart — der kleinsten Kapazität der J2-Super-Plattform mit 600W Nennleistung. Drei Schnittstellenvarianten:

MR-J2S-60A ist der universelle Verstärker mit analoger und Impulspaket-Schnittstelle. Er akzeptiert Impulspaket-Positionsbefehle von CNC-Steuerungen und SPS sowie analoge Geschwindigkeits- und Drehmomentreferenzen. Alle Steuerungsmodi — Position, Geschwindigkeit, Drehmoment und geschaltete Kombinationen P/S, S/T, T/P — sind verfügbar. RS-232C verbindet sich mit MR Configurator für Inbetriebnahme und Diagnoseüberwachung. Die Standardwahl für Hilfsachsen an Werkzeugmaschinen, eigenständige Positionierantriebe und jede Anwendung, bei der die Befehlsquelle eine externe Steuerung ist.

MR-J2S-60B verbindet sich über den SSCNET-Glasfaser-Serienbus mit Mitsubishi A-Serie und Q-Serie Motion Controllern. Alle Achsenbefehle und Geberrückmeldungen werden über die Glasfaserleitung übertragen. Für Mehrachsenmaschinen, bei denen die HC-SFS52-Achse mit größeren Achsen unter einer Mitsubishi Motion Controller koordiniert werden muss — eine Hilfsvorschubachse an einem Mehrachsen-Bearbeitungszentrum, eine sekundäre Positionierachse an einem koordinierten Transfersystem — bietet der SSCNET-Bus eine Echtzeit-Achsenkopplung.

MR-J2S-60CP bietet integrierte Einzelachsenpositionierung mit bis zu 31 gespeicherten Punkt-Tabellenpositionen, die über digitale E/A oder CC-Link-Netzwerkbefehle aktiviert werden. Für eigenständige Index- oder Punkt-zu-Punkt-Positionierachsen, die keine Koordination mit anderen Achsen erfordern — Registermarkenpositionierung an einer Bahnverarbeitungsmaschine, ein einfacher Index-Drehantrieb, eine Hilfsachse an Verpackungsgeräten — eliminiert der CP die Kosten und Komplexität einer dedizierten Motion Controller.

Kompatibilitätshinweise. Der HC-SFS52 benötigt einen MR-J2S-60 Verstärker. Er ist nicht kompatibel mit der ersten Generation des MR-J2-60 Verstärkers, der das 17-Bit J2-Super-Geber-Serienprotokoll nicht dekodieren kann. Für Maschinen, die mit der ursprünglichen MR-J2-60 Hardware laufen, ist der HC-SF52 (gleiche mechanische Spezifikation, 14-Bit-Geber) der richtige Motor. Nicht kompatibel mit MR-J3 oder MR-J4 Verstärkern ohne ein Erneuerungsadapter-Kit.

Der 17-Bit-Geber bei 500W: Kein nachträglicher Gedanke

Es wäre leicht anzunehmen, dass der 17-Bit-Absolutwertgeber eine Funktion ist, die bei großen, hochpräzisen Achsen wichtiger ist als bei einem kompakten 500W-Motor. Diese Annahme ist es wert, untersucht zu werden.

Auflösung bei geringer Leistung. Der 131.072 Zählungen pro Umdrehung Geber am HC-SFS52 liefert genau die gleiche Geschwindigkeitsrückkopplungsqualität wie bei jedem anderen HC-SFS-Motor. An einer 500W-Achse, die zur Spannungsregelung, Registerpositionierung oder als leichter Vorschubantrieb verwendet wird, bei dem ein sanfter Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit wichtig ist, trägt die feine Geschwindigkeitsrückkopplung des 17-Bit-Gebers direkt zu einer stabilen Drehmomentabgabe und einer konsistenten Positionsnachführung bei. Ein gröberer Geber bei 500W würde mehr Geschwindigkeitswelligkeit, mehr Drehmomentschwankungen und eine schlechtere Wiederholgenauigkeit der Positionierung erzeugen — insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten, wo die Geberzählrate niedrig ist und der Unterschied zwischen 16.384 und 131.072 Zählungen pro Umdrehung am deutlichsten ist.

Absolute Position bei 500W. Die absolute Positionierungsfähigkeit einer 500W-Achse ist aus genau denselben betrieblichen Gründen wichtig wie bei einer 5kW-Achse. Eine Registerregelungsachse an einer Verpackungslinie, die nach einem Linienstopp exakt die Position wieder einnehmen muss, profitiert nicht vom Homing. Eine Hilfsachse an einer CNC-Maschine, die nach einem Werkzeugwechsel oder einem Not-Aus zu einer definierten Position zurückkehren muss, sollte keine Referenzrücklaufbewegung benötigen, um dorthin zu gelangen. Der Absolutwertgeber des HC-SFS52 eliminiert diese Homing-Anforderungen genauso wie bei größeren Motoren.

Batteriestandort und Wartung. Die A6BAT-Backup-Batterie befindet sich im MR-J2S-60 Verstärker, nicht im Motor. Der Batteriewechsel ist eine Aufgabenstellung auf Panel-Ebene, die keinen Zugang zum Motor erfordert. Ersetzen Sie sie beim ersten Niedrigbatterie-Alarm des Verstärkers — eine vollständig entladene Batterie setzt den Mehrgangzähler zurück und erfordert einen Referenzrücklaufzyklus, bevor die Achse die Produktion wieder aufnehmen kann.

HC-SFS 2000 U/min Familie — Der 52 am unteren Ende

Der HC-SFS52 ist der Einstiegspunkt der HC-SFS 2000 U/min-Reihe. Zusammen mit dem HC-SFS102 (1kW) und HC-SFS152 (1,5kW) teilt er den kompakten 130 × 130 mm Montagemontageflansch. Oberhalb der 1,5kW-Stufe steigt die Familie auf den 176 × 176 mm Rahmen beim HC-SFS202 — eine mechanische Änderung, die bedeutet, dass die drei Kompaktrahmenmodelle nicht direkt gegen größere Rahmenmotoren ausgetauscht werden können, ohne die Montagefläche zu modifizieren.

Innerhalb jedes Kapazitätsschritts ist jedes Modell in den vier Wellen- und Bremskonfigurationen erhältlich: glatte Welle (HC-SFS52), glatte Welle mit Bremse (HC-SFS52B), Welle mit Keilnut (HC-SFS52K) und Welle mit Keilnut und Bremse (HC-SFS52BK). Alle vier verwenden bei dieser Kapazität den MR-J2S-60 Verstärker.

Ein Schritt vom HC-SFS52 zum HC-SFS102 verdoppelt das Dauer-Drehmoment von 2,39 Nm auf 4,78 Nm — eine signifikante Steigerung für Achsen, bei denen das Betriebsdrehmoment regelmäßig die Dauerleistungsgrenze des HC-SFS52 erreicht. Die Verstärkerklasse wechselt von MR-J2S-60 zu MR-J2S-100, aber der 130 × 130 mm Flansch bleibt gleich, sodass die Motorbefestigung keine Änderung erfordert.

Typische Anwendungen

Hilfsachsen an CNC-Bearbeitungszentren und Drehzentren. Werkzeugmagazin-Indexantriebe, Reitstock-Positionierachsen, Spannbacken-Positionieraktuatoren und Kühlmitteldüsen-Positionierantriebe an CNC-Werkzeugmaschinen. Diese Achsen tragen leichte Lasten, laufen seltener im Verhältnis zu den primären Vorschubachsen und benötigen eine genaue Positionskontrolle anstelle eines hohen Dauer-Drehmoments. Der HC-SFS52 bietet volle J2-Super-Servo-Fähigkeit in einem kompakten Paket, das für Hilfsachsen geeignet ist.

Registerregelungs- und Bahnspannungsachsen an Verpackungs- und Druckmaschinen. Markierungsregister-Positionierantriebe, Tanzarmaktuatoren und Spannrollenantriebe an Verpackungslinien, Etikettiermaschinen und Druckmaschinen. Die Bahnspannungsregelung erfordert eine präzise Drehmomentmodulation bei niedrigen bis moderaten Wellengeschwindigkeiten — die 2000 U/min-Nennleistung und die 17-Bit-Geberauflösung eignen sich gut für diese Anwendungen.

Sekundäre Vorschubachsen an Verarbeitungs- und Schlitzmaschinen. Schlitzmesser-Positionierantriebe, Aufwickelnabenantriebe an Kleinformat-Aufwicklern und Beschnittwickelantriebe an Verarbeitungsanlagen, bei denen die angetriebene Last gering ist und das Betriebsdrehmoment gut innerhalb der Dauerleistung des HC-SFS52 liegt.

Kompakte X-Y-Positionierbühnen und Koordinatentische. Leichte Präzisionspositionierbühnen an Prüfgeräten, Lasermarkiersystemen und Kleinformat-Bearbeitungszentren. Mit 500W und feiner Geberauflösung liefert der HC-SFS52 die für diese Anwendungen erforderliche Positioniergenauigkeit, ohne die Motormasse und den Schaltschrank-Fußabdruck einer Einheit mit höherer Kapazität.

Indexierte Revolver- und Werkzeugwechslerantriebe. Drehwerkzeugrevolver-Indexantriebe, kleine automatische Werkzeugwechslerarmantriebe und indexierte Magazinantriebe an kompakten CNC-Dreh- und Bearbeitungszentren. Die Kombination aus 2.000 U/min Nenndrehzahl, 7,16 Nm Spitzenleistung für schnelle Indexbeschleunigung und Absolutwertgeber für sofortige Positionskenntnis beim Neustart eignet sich gut für Revolver- und ATC-Mechanismen.

Häufig gestellte Fragen

F1: Was ist der Unterschied zwischen dem HC-SFS52 und dem HC-SF52?

Beide sind 500W, 2000 U/min, glatte Wellenmotoren auf einem 130 × 130 mm Flansch mit identischen mechanischen Abmessungen und IP65-Schutz. Der Unterschied liegt in der Gebergeneration. Der HC-SF52 verwendet einen 14-Bit-Geber (16.384 ppr) und ist sowohl mit den Verstärkern der ersten Generation MR-J2-60 als auch mit den J2-Super MR-J2S-60 kompatibel. Der HC-SFS52 verwendet einen 17-Bit-Geber (131.072 ppr) und benötigt nur einen MR-J2S-60 Verstärker. Für Maschinen, die bereits MR-J2S-60 Verstärker verwenden, bietet der HC-SFS52 eine achtfach höhere Geberauflösung und eine verbesserte Leistung bei niedrigen Geschwindigkeiten. Für Maschinen mit ursprünglicher MR-J2-60 Hardware ist der HC-SF52 der kompatible Motor.

F2: Der HC-SFS52 verwendet den MR-J2S-60 Verstärker. Kann er stattdessen mit dem MR-J2S-100 oder MR-J2S-200 verwendet werden?

Nein — Motor und Verstärker müssen der richtigen Kapazitätsklasse zugeordnet sein. Der MR-J2S-60 ist der richtige Verstärker für den HC-SFS52 bei 500W 2000 U/min. Die Verwendung einer größeren Verstärkerklasse verbessert die Leistung nicht; die Kompatibilitätstabellen von Mitsubishi spezifizieren den MR-J2S-60 für diesen Motor. Umgekehrt kann der HC-SFS52 auch nicht mit einem kleineren Verstärker verwendet werden — es gibt keinen kleineren Standard-J2-Super-Verstärker unterhalb des MR-J2S-60. Die richtige Paarung ist MR-J2S-60 für alle HC-SFS52-Varianten, unabhängig von der Wellen- oder Bremskonfiguration.

F3: Wie schneidet der HC-SFS52 im Vergleich zum HC-SFS53 (3000 U/min) für dieselbe Anwendung ab?

Beide sind 500W J2-Super Motoren auf einem 130 × 130 mm Flansch, die den MR-J2S-60 Verstärker verwenden, aber sie bieten unterschiedliche Geschwindigkeits-Drehmoment-Profile. Der HC-SFS52 bei 2000 U/min liefert 2,39 Nm Dauerleistung — mehr Drehmoment, weniger Wellengeschwindigkeit. Der HC-SFS53 bei 3000 U/min liefert 1,59 Nm Dauerleistung — weniger Drehmoment, mehr Wellengeschwindigkeit. Wenn Ihre Achse ein Dauer-Drehmoment von über ca. 1,5 Nm benötigt und die Geschwindigkeit sekundär ist, ist der HC-SFS52 die bessere Wahl. Wenn die Achse geschwindigkeitskritisch ist und das Lastdrehmoment durchweg gering ist, ist der HC-SFS53 vorzuziehen. Beide Motoren sind mechanisch und elektrisch auf demselben Montage- und Verstärker austauschbar.

F4: Wo befindet sich die Backup-Batterie des Absolutwertgebers?

Die Mitsubishi A6BAT Lithiumzelle befindet sich im MR-J2S-60 Servo-Verstärker, nicht im Motor. Sie erhält den Mehrgang-Absolutwertzähler über alle Stromausfallperioden aufrecht, wodurch die Achse ihre exakte Position sofort nach dem Neustart ohne Homing-Bewegung melden kann. Ersetzen Sie sie, wenn der Verstärker einen Niedrigbatterie-Alarm auslöst. Eine vollständig entladene Batterie setzt den Mehrgangzähler zurück, und ein Referenzrücklaufzyklus ist erforderlich, bevor die Achse die Produktion wieder aufnehmen kann. Der Austausch der Batterie beim ersten Alarm — anstatt ihn zu verzögern — verhindert, dass dies zu einer ungeplanten Produktionsunterbrechung wird.

F5: Der HC-SFS52 ist ausgelaufen. Ist er noch erhältlich und wie sieht der Upgrade-Pfad aus?

Der HC-SFS52 ist weiterhin über industrielle Automatisierungs-Gebrauchtwarenhändler und Mitsubishi Servo-Spezialisten als neue Altbestände und getestete generalüberholte Einheiten erhältlich — ein praktischer Beschaffungsweg für Maschinen, die auf die J2-Super-Plattform festgelegt sind. Für neue Maschinendesigns oder vollständige Plattform-Upgrades ist das Äquivalent der aktuellen Generation der HG-KR053 oder HG-KR13 (MR-J4 Serie, 500W oder 1kW, 3000 U/min, 22-Bit-Geber, IP67, 60 × 60 mm oder 80 × 80 mm Flansch je nach Modell) gepaart mit einem MR-J4-60 oder MR-J4-100 Verstärker. Beachten Sie, dass die Flanschabmessungen bei 500W-Motoren der aktuellen Generation vom 130 × 130 mm Fußabdruck des HC-SFS52 abweichen, sodass bei einem Upgrade auf aktuelle Hardware eine mechanische Anpassung erforderlich ist.