Mitsubishi HC-MF73B (HCMF73B) — 750W AC-Servomotor mit Elektromagnetbremse, Glatte Welle, 3000 U/min, MELSERVO J2 Serie

Produktübersicht

Teilenummer: HC-MF73B

Auch gesucht als: HCMF73B, HC MF 73B, HC-MF-73B

Serie: Mitsubishi MELSERVO HC-MF (J2 Generation)

Klassifizierung: AC-Bürstenloser Servomotor mit extrem geringer Trägheit — 750 W, 200V Klasse, 3000 U/min, Glatte Welle, Federbelastete Elektromagnetbremse

Verständnis des HC-MF73B in seiner Generation

Der Mitsubishi HC-MF73B gehört zur MELSERVO-J2 Plattform der ersten Generation — der HC-MF-Serie —, die auf einer spezifischen Leistungsphilosophie basiert, die ihn von den Familien HC-SF und HC-SFS mit mittlerer Trägheit unterscheidet. Der Name HC-MF gibt seine Designabsicht an: extrem geringe Trägheit, geringe Leistung. Alles an der Rotor-Geometrie, der Wicklungskonfiguration und der Massenverteilung ist optimiert, um das Trägheitsmoment des Rotors im Verhältnis zur verfügbaren Drehmomentabgabe so gering wie möglich zu halten.

Mit 750W ist dies der größte Motor im HC-MF-Bereich. Er liefert 2,4 Nm kontinuierlich bei 3.000 U/min und 7,2 Nm bei Bedarf für die Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen jeder Bewegung. Die Elektromagnetbremse — hinzugefügt durch den Suffix "B" — ist eine federbelastete, elektrisch lösbare Haltevorrichtung, die mechanisch einrastet, sobald 24V DC von der Spule entfernt werden.

Zwei Dinge sind wichtig, um sie beim Beschaffen oder Spezifizieren des HC-MF73B klarzustellen. Erstens ist es ein J2 (erste Generation) Motor, kein J2-Super. Sein Encoder-Protokoll ist ohne Adapter nicht mit MR-J2S-Verstärkern kompatibel, und es ist nicht derselbe Motor wie der HC-MFS73B (das J2-Super-Äquivalent mit 17-Bit-Encoder und IP55-Schutzart). Zweitens ist die IP44-Schutzart dieser Serie niedriger als die IP55/IP65 der späteren HC-KFS- und HC-SFS-Motoren — ein Detail, das für die Beurteilung der Installationsumgebung wichtig ist.

Technische Spezifikationen

Extrem geringe Trägheit: Was es bedeutet und wer es braucht

Das Konstruktionsmerkmal, das die gesamte HC-MF-Serie — und insbesondere den HC-MF73B — definiert, ist die Rotor-Trägheit. Motoren mit extrem geringer Trägheit erreichen ihre definierende Eigenschaft, indem sie die Masse des Rotors minimieren und sie nahe an der Wellenachse konzentrieren. Das Ergebnis ist ein Motor, der seine Geschwindigkeit mit einem kleinen Drehmomentimpuls sehr schnell ändern kann und bei dem die angetriebene Last die Trägheitsbilanz der Achse dominiert.

Warum ist das wichtig? Jede Servoachse muss die kombinierte Trägheit des Motorrotors, der Kupplung und der Last beschleunigen und abbremsen. Wenn die eigene Rotor-Trägheit des Motors im Verhältnis zur Last groß ist, wird ein erheblicher Teil des Drehmoments des Motors einfach zum Beschleunigen des Motors selbst verbraucht. Für Achsen mit hoher Taktfrequenz — Pick-and-Place-Mechanismen, die Hunderte von kurzen Bewegungen pro Minute abschließen, Indexierachsen, die zwischen den Bewegungen sehr kurze Stillstandszeiten haben, Scan- und Tracking-Achsen, die kontinuierlich die Richtung umkehren — begrenzt dieser interne Drehmomentverbrauch direkt, wie schnell die Achse takten kann.

Ein Motor mit extrem geringer Trägheit wie der HC-MF73B hält den Beitrag des Rotors zur Trägheitsbilanz minimal. Das verfügbare Drehmoment — 7,2 Nm Spitze — wird hauptsächlich zum Beschleunigen der Last und nicht des Motors selbst verwendet. Für die Anwendungen, für die die HC-MF-Serie entwickelt wurde, führt diese Eigenschaft direkt zu kürzeren Taktzeiten, präziserer Positionsregelung bei schnellen Bewegungen und besserem dynamischem Nachführen von Geschwindigkeitsprofilen.

Die kontinuierliche Nennleistung von 2,4 Nm definiert die anhaltende Drehmomentkapazität. Motoren mit extrem geringer Trägheit erreichen ihre geringe Rotor-Trägheit teilweise durch eine kompakte Rotor-Geometrie, die tendenziell die kontinuierliche Drehmomentabgabe im Vergleich zu einem Motor ähnlicher physischer Größe und Gewichts mit einer anderen Designphilosophie reduziert. Der HC-MF73B ist kein Motor für Achsen unter anhaltender schwerer Last — er ist ein Motor für Achsen, die schnell mit leichten bis mäßigen Drehmomentanforderungen takten.

Die Bremse bei 750W: Anwendung und Sicherheit

Die federbelastete Bremse am HC-MF73B folgt demselben Konstruktionsprinzip wie jede ordnungsgemäß spezifizierte Servo-Motor-Haltebremse: Die Spule muss aktiv mit 24V DC bestromt werden, um die Welle frei drehen zu lassen. Entfernen Sie diese Spannung — aus welchem Grund auch immer —, und die Feder schließt die Bremsscheibe sofort gegen die Reibfläche.

Bei 750W und 2,4 Nm Nenndrehmoment bedient der HC-MF73B Achsen in einer spezifischen Leistungsklasse. Die Motoren dieser Klasse, die Bremsen benötigen, sind typischerweise vertikale Achsen an kompakten automatisierten Montagegeräten, Robotergelenkantriebe mit einer Gravitationslastkomponente, vertikale Transferrutschen an kleinen Bearbeitungs- und Inspektionsstationen und leichte Hubmechanismen an Verpackungs- und Elektronikfertigungsgeräten. Diese Anwendungen haben eine gemeinsame Eigenschaft: Die Lastmasse ist moderat, aber die Gravitationskraft auf die Achse ist real und würde eine Bewegung verursachen, wenn der Servostrom unterbrochen wird.

Die federbelastete Bremse bietet die gleiche ausfallsichere Garantie bei 750W wie bei viel größeren Motoren: Not-Aus schaltet die Netzspannung ab, Bremse schließt. Verstärkerfehler löst den Hauptschütz aus, Bremse schließt. Geplante Servo-Abschaltung am Ende des Zyklus, Bremse schließt. Ungeplante Netzunterbrechung zu jeder Zeit, Bremse schließt. Die Feder erledigt ihre Aufgabe, ohne auf die Funktionalität eines aktiven Systems angewiesen zu sein.

24V DC Bremsverdrahtung. Die Bremsspule benötigt eine dedizierte 24V DC-Versorgung im Schaltschrank — getrennt von der Steuerspannung des Verstärkers. Ein Relais mit geeigneter Überspannungsunterdrückung (Freilaufdiode über eine DC-Spule) muss enthalten sein. Der MBR-Ausgang des MR-J2-70 steuert die Bremssequenzierung in Bezug auf die Servo-Freigabe, wenn er richtig verdrahtet ist. Bestätigen Sie immer, dass die Servo-Verriegelung hergestellt ist, bevor Sie die Bremse beim Start lösen, und bringen Sie die Achse immer zum Stillstand, bevor Sie die Bremse am Ende einer Bewegung einschalten.

HC-MF73B und HC-MFS73B: Klärung des Generationsunterschieds

Der häufigste Beschaffungsfehler bei diesem Motor ist die Verwechslung mit seinem J2-Super-Nachfolger. Der HC-MF73B und der HC-MFS73B sehen auf dem Papier ähnlich aus — beide sind 750W, 3000 U/min, mit federbelasteter Bremse, 80 × 80 mm Flanschmotoren. In jeder sinnvollen physischen und funktionalen Spezifikation unterscheiden sie sich auf eine Weise, die die Verstärkerkompatibilität beeinflusst.

Das Drehmoment und die mechanischen Abmessungen sind gleich. Die Encoder-Generation und die Verstärkerkompatibilität sind völlig unterschiedlich. Ein MR-J2S-70 Verstärker kann den Encoder des HC-MF73B nicht lesen — er wird einen Encoder-Kommunikationsfehler verursachen. Umgekehrt kann ein MR-J2-70 Verstärker den 17-Bit-Encoder des HC-MFS73B nicht lesen. Die Übereinstimmung der Motor-Generation mit der Verstärker-Generation ist die nicht verhandelbare Regel bei der Beschaffung von Ersatzteilen für beide Motoren.

Für eine Maschine, die nachweislich mit einem MR-J2-70 Verstärker der ersten Generation betrieben wird, ist der HC-MF73B der richtige Motor mit Bremse. Für eine Maschine, die mit einem MR-J2S-70 betrieben wird, ist der HC-MFS73B der richtige Motor mit Bremse.

IP44: Was es abdeckt und wo es versagt

Die IP44-Schutzart des HC-MF73B ist es wert, genau verstanden zu werden, da sie sich von den Schutzarten späterer Mitsubishi-Servomotoren unterscheidet.

IP44 bedeutet: Schutz gegen feste Objekte größer als 1 mm (Werkzeuge, Drähte, kleine Insekten — aber nicht feiner Staub in großen Mengen) und Schutz gegen Spritzwasser aus jeder Richtung. Dies ist eine grundlegende industrielle Innenraum-Schutzart. Sie ist ausreichend für saubere Montageumgebungen, Elektronikfertigungsböden und allgemeine Innenraum-Automatisierung ohne signifikante Kühlmittel-, Ölnebel- oder Waschwasserbelastung.

Sie ist nicht ausreichend für Werkzeugschneidzonen, wo Kühlmittelsprühnebel den Motorkörper erreicht, Lebensmittelverarbeitungsbereiche mit periodischen Waschvorgängen oder Außeninstallationen. Für diese Umgebungen ist ein Motor mit IP55 (HC-MFS73B) oder IP65 (HC-SFS-Serie) Schutz erforderlich.

Praktisch gesehen bedeutet die IP44-Schutzart, dass der HC-MF73B für dieselben Maschinenumgebungen wie die HA-FF-Serie von Motoren, mit denen er entwickelt wurde, konzipiert wurde und dort hingehört: Montageautomatisierung, Elektronikfertigung, Halbleiterhandling und ähnliche saubere Innenraumumgebungen. Wenn die vorhandene Maschine HC-MF73B-Motoren ohne feuchtigkeitsbedingte Probleme betrieben hat, liegt die Ersatzumgebung eindeutig innerhalb des IP44-Bereichs.

Kompatible Verstärker

Der HC-MF73B passt zur MR-J2-70 Verstärkerfamilie — der 750W Kapazität Plattform der ersten Generation MELSERVO-J2. Drei Varianten decken die wichtigsten Steuerungsarchitekturen ab:

MR-J2-70A ist der Allzweck-Impulszug- und Analog-Schnittstellenverstärker. Er akzeptiert Impulszug-Positionsbefehle von CNC-Steuerungen und SPS sowie analoge Geschwindigkeits- und Drehmomentreferenzen. Positions-, Geschwindigkeits- und Drehmomentregelungsmodi sind alle verfügbar. Die Standardwahl für Hilfsachsen von Werkzeugmaschinen und allgemeine Automatisierungsanwendungen, bei denen die Befehlsquelle eine externe Steuerung ist.

MR-J2-70B verbindet sich über den SSCNET-Serienbus mit Mitsubishi A-Serie und Q-Serie Motion Controllern. Für Mehrachsenmaschinen, bei denen die HC-MF73B-Achse mit anderen Achsen unter einem Motion Controller koordiniert werden muss, bietet die SSCNET-Schnittstelle die Echtzeit-Achsenkopplung, die für koordinierte Bewegungen erforderlich ist.

MR-J2-70CT ist die CC-Link-kompatible Positioniervariante mit integrierten Positionierungsfunktionen, die über CC-Link-Netzwerkbefehle zugänglich sind. Für eigenständige Positionierachsen in CC-Link-Netzwerksystemen.

Kritischer Kompatibilitätshinweis. Der HC-MF73B verwendet ein serielles Encoder-Protokoll der J2-Generation. Dieser Motor ist nicht kompatibel mit MR-J2S-70 Verstärkern (J2-Super-Generation), die das 17-Bit J2-Super-Encoder-Protokoll erwarten und beim Start sofort einen Fehler ausgeben, wenn sie an einen Motor der J2-Generation angeschlossen werden. Er ist auch nicht kompatibel mit MR-J3 oder MR-J4 Verstärkern. Der Motor benötigt einen MR-J2-70 Verstärker der ersten Generation des entsprechenden Schnittstellentyps.

HC-MF 3000 U/min Familie: Der 73B an der Spitze

Der HC-MF73B ist der größte Motor mit Bremse im HC-MF-Bereich mit extrem geringer Trägheit und die Spitze der Kleinleistungs-Motorenfamilie der J2-Generation. Das konsistente Verhältnis von Spitzendrehmoment zu Dauerdrehmoment von 3:1 über alle HC-MF-Modelle hinweg ist in der Tabelle ersichtlich. Alle Modelle teilen die gleiche Designphilosophie der extrem geringen Trägheit und das gleiche J2-Encoder-Protokoll.

Typische Anwendungen

Vertikale Z-Achsenantriebe an kompakten Montage- und Inspektionsmaschinen. Kleine CNC-Bohrspindeln, Z-Achsenantriebe an kompakten Sichtinspektionsstationen und vertikale Positionierrutschen an Elektronikmontagegeräten, bei denen die Lastmasse moderat ist, aber die Gravitationskomponente eine positive mechanische Halterung bei Servo-Abschaltung erfordert. Die extrem geringe Trägheit des HC-MF73B ermöglicht die schnelle Beschleunigung und Verzögerung, die diese Anwendungen mit hoher Taktfrequenz erfordern; die federbelastete Bremse hält die vertikale Achse bei jedem Stopp sicher.

Roboterarm-Gelenkantriebe mit Gravitationslast. Sekundäre Gelenke an kleinen SCARA-Robotern, Ellenbogen- und Handgelenksantriebe an leichten Knickarmrobotern und vertikale Verstellelemente an kartesischen Robotersystemen. Die Kombination aus extrem geringer Trägheit für eine reaktionsschnelle Gelenksteuerung und federbelasteter Bremse für ausfallsicheres Halten eignet sich für diese Gelenkanwendungen, bei denen die Roboterarmhaltung bei Servo-Abschaltung mechanisch aufrechterhalten werden muss.

Vertikale Transfer- und Hubrutschen an Halbleiter- und Elektronikgeräten. Wafer-Handling-Hubs, Komponentengreiferköpfe mit vertikaler Verstellung und Substrat-Handling-Z-Achsen in der Halbleiter- und Flachbildschirmfertigung. Diese Mechanismen takten wiederholt zwischen definierten vertikalen Positionen, tragen leichte Lasten und müssen die Position mechanisch halten, wenn der Servo ausgeschaltet oder im Not-Aus-Zustand ist.

Hochtaktende Indexierachsen mit vertikaler Ausrichtung. Indizierte Drehtische auf vertikalen Ebenen, geneigte Transfermechanismen und Winkelindexierantriebe, bei denen die Achsenorientierung eine Gravitationsdrehmomentkomponente an den Stillstandspositionen erzeugt. Die extrem geringe Trägheit ermöglicht schnelle Indexbewegungen; die Bremse hält mechanisch an jeder Station während der Stillstandsphase ohne Servo-Strom.

Hilfs-Vertikalachsen an Verpackungs- und Etikettiermaschinen. Vertikale Produktpositionierantriebe, Z-Achsen von Applikatorköpfen und Höhenverstellmechanismen von Füllköpfen an Verpackungsgeräten, bei denen die vertikale Achse während des Produktionszyklus auf einer definierten Höhe gehalten werden muss und bei Maschinenstopp zuverlässig in eine sichere Position zurückkehren muss.

Häufig gestellte Fragen

F1: Was ist der Unterschied zwischen dem HC-MF73B und dem HC-MFS73B?

Beide sind 750W, 3000 U/min, 80 × 80 mm Flanschmotoren mit federbelasteten Bremsen und identischen Drehmomentspezifikationen (2,4 Nm Nenn-, 7,2 Nm Spitzenwert). Der entscheidende Unterschied ist die Encoder-Generation und der kompatible Verstärker. Der HC-MF73B ist ein J2 (erste Generation) Motor mit einem älteren seriellen Encoder, kompatibel nur mit MR-J2-70 Verstärkern. Der HC-MFS73B ist ein J2-Super Motor mit einem 17-Bit-Encoder (131.072 ppr) und IP55-Schutz, kompatibel nur mit MR-J2S-70 Verstärkern. Sie können nicht ohne Austausch des Verstärkers ausgetauscht werden. Passen Sie die Motor-Generation an die Verstärker-Generation der Maschine an.

F2: Kann der HC-MF73B mit einem MR-J2S-70 Verstärker verwendet werden?

Nein. Der serielle Encoder des HC-MF73B der J2-Generation ist nicht kompatibel mit dem MR-J2S-70 Verstärker, der das 17-Bit J2-Super-Protokoll erwartet. Der Anschluss des HC-MF73B an einen MR-J2S-70 führt beim Start zu einem Encoder-Kommunikationsfehler. Der richtige Motor für einen MR-J2S-70 Verstärker ist der HC-MFS73B. Der richtige Verstärker für den HC-MF73B ist der MR-J2-70 (A, B oder CT Variante je nach Schnittstelle).

F3: Was bedeutet die IP44-Schutzart und ist sie für meine Installation ausreichend?

IP44 bietet Schutz gegen feste Partikel größer als 1 mm und gegen Spritzwasser aus jeder Richtung. Sie ist für saubere Innenraumumgebungen geeignet — Montageautomaten, Elektronikfertigung, allgemeine Automatisierung — ohne signifikante Kühlmittelsprühnebel, Ölnebel oder Waschwasserbelastung. Sie ist nicht ausreichend für Werkzeugschneidzonen mit Kühlmittel, Lebensmittelverarbeitungsbereiche mit Waschvorgängen oder Außeninstallationen. Wenn die vorhandene Maschine HC-MF73B-Motoren ohne Feuchtigkeitsprobleme betrieben hat, liegt die Umgebung innerhalb der IP44-Schutzart.

F4: Ist der Encoder am HC-MF73B ein Absolutwert-Encoder und wie geht er mit Stromausfällen um?

Die HC-MF-Serie verwendet einen seriellen Absolutwert-Encoder — der Motor behält die absolute Position über Stromausfälle hinweg. Dies ist jedoch der Absolutwert-Encoder der J2-Generation, der anders funktioniert als das 17-Bit J2-Super-Absolutwertsystem. Die Pufferbatterie für den Absolutwert-Positionsspeicher befindet sich im MR-J2-70 Servo-Verstärker, nicht im Motor. Ersetzen Sie die Batterie, wenn der Verstärker einen Niedrigbatterie-Alarm anzeigt. Im Gegensatz zu J2-Super-Systemen, bei denen die Batterie die bekannte A6BAT ist, überprüfen Sie den spezifischen Batterietyp für Ihr MR-J2-70 Verstärker-Modell anhand des MR-J2-Handbuchs.

F5: Der HC-MF73B ist ausgelaufen. Was sind die Beschaffungs- und Migrationsoptionen?

Der HC-MF73B ist weiterhin über industrielle Automatisierungs-Überhanghändler und spezialisierte Mitsubishi-Servo-Reparatur- und -Aufbereitungsdienste als getestete Einheiten erhältlich. Für Maschinen, die auf der Hardware der ersten Generation MR-J2-70 basieren, ist die Beschaffung von Überhangware der praktische Wartungsweg. Für Maschinen, die auf aktuelle Plattformen aufgerüstet werden, ist das funktionale Äquivalent der aktuellen Generation der HG-MR73B (MR-J4 Serie, 750W, 3000 U/min, federbelastete Bremse, 22-Bit-Encoder, 80 × 80 mm Flansch, IP65) in Verbindung mit einem MR-J4-70 Verstärker. Sowohl Motor als auch Verstärker müssen zusammen ersetzt werden, und die IP65-Schutzart des HG-MR73B ist eine Verbesserung gegenüber der IP44-Schutzart des HC-MF73B.