Ein neuer Mitsubishi Servomotor HC-SFS203BG1 HCSFS203BG1 HC-SFS203BG1 Neuer in der Box Fabrik versiegelt

Mitsubishi HC-SFS203BG1 (HCSFS203BG1) — 2kW AC Getriebemotor mit Bremse + G1 Flansch-Reduktionsgetriebe, MELSERVO-J2S Serie

Produktidentifikation

Teilenummer: HC-SFS203BG1

Auch gesucht als: HCSFS203BG1, HC-SFS-203BG1

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

Motortyp: AC bürstenloser Servomotor mit integriertem Industrie-Reduktionsgetriebe (Flanschtyp) und Elektromagnetbremse, 3000 U/min Basis

Zustand: Neu in OVP, werkseitig versiegelt

Wofür dieser Motor gebaut ist

Es gibt eine bestimmte Klasse von Antriebssystemproblemen, die ein Standard-Servomotor — selbst ein gut spezifizierter — nicht allein sauber lösen kann: Anwendungen, bei denen die Last ein erheblich höheres Drehmoment erfordert, als der Motor bei seiner natürlichen Wellendrehzahl liefert, oder bei denen der angetriebene Mechanismus in einem Drehzahlbereich laufen muss, in dem ein direkt gekoppelter Motor nicht effizient laufen kann. Dieses Problem wird vom G1-Reduktionsgetriebe gelöst.

Der HC-SFS203BG1 kombiniert einen 2kW, 3000 U/min J2-Super-Servomotor mit einem integrierten Industrie-Reduktionsgetriebe in Flanschbauweise in einer einzigen werkseitig montierten Einheit. Das Getriebe ist flanschmontiert — das bedeutet, das Getriebegehäuse nutzt die Standard-Flanschbefestigungsschnittstelle des Motors und präsentiert seine eigene Abtriebswelle am angetriebenen Ende. Das Ergebnis ist ein kompakter, eigenständiger Getriebemotor, der direkt an die Maschine angeschlossen wird, ohne dass ein externes Getriebe separat ausgerichtet, gekoppelt und gestützt werden muss.

Der "B" im Modell bezeichnet die Elektromagnetbremse, die bei einem Getriebemotor eine wichtige Eigenschaft hat: Sie befindet sich auf der Motorwelle, vor dem Reduktionsgetriebe. Das Haltemoment der Bremse am Getriebeausgang entspricht daher dem Nenn-Haltemoment der Bremse multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis. Eine motorseitige Bremse, die 6,37 Nm hält, wird zu einer hochwirksamen lastseitigen Haltekraft, sobald die Getriebestufe sie multipliziert — ein erheblicher mechanischer Vorteil für vertikale Achsen, lastabhängige Arme und Anwendungen, die eine zuverlässige Positionshaltung im Stillstand benötigen.

Der 17-Bit serielle Absolutwertgeber im J2-Super-Motor liefert die gleiche Rückmeldung von 131.072 ppr, die alle HC-SFS-Motoren haben — und entscheidend ist, dass der Encoder auf der Motorwelle liest, vor der Getriebeuntersetzung. Der Verstärker sieht die volle Auflösung der Motorwelle, unabhängig vom installierten Übersetzungsverhältnis, und der Absolutwert-Positionszähler deckt die Mehrumdrehungs-Nachführung über den gesamten Bereich der Getriebeabtriebswelle ab, die durch die A6BAT-Batterie im MR-J2S-Verstärker auch bei ausgeschalteter Stromversorgung aufrechterhalten wird.

Technische Spezifikationen

Das G1-Getriebe: Ingenieurwesen und Anwendungskontext

Flanschtyp vs. Fußtyp

Mitsubishi bietet zwei allgemeine Industriegetriebekonfigurationen für die HC-SFS-Reihe an. Der G1 (Flanschtyp) montiert das Getriebe an der vorderen Flanschplatte des Motors, wobei die Abtriebswelle aus dem Getriebegehäuse herausragt. Die gesamte Baugruppe wird über die flanschseitige Stirnfläche des Getriebegehäuses an der Maschine befestigt. Der G1H (Fußtyp) verwendet ein fußmontiertes Getriebegehäuse, das über Bodenpads anstelle einer Flanschfläche montiert wird — geeignet für unterschiedliche Maschinenlayouts, bei denen die Abtriebswellenlasten besser vom Getriebeboden getragen werden.

Für die meisten Standard-Werkzeugmaschinen- und Automatisierungsanwendungen ist der G1-Flanschtyp die gängigere Wahl. Er integriert sich nahtlos in jeden Maschinenrahmen, der normalerweise einen flanschmontierten Servomotor aufnehmen würde, wobei das Getriebegehäuse einfach die axiale Tiefe der Baugruppe erweitert und die Abtriebswelle auf der gleichen Mittellinie präsentiert.

Was das Übersetzungsverhältnis mit den Ausgangswerten macht

Das Nenndrehmoment von 6,37 Nm des HC-SFS203-Motors ist der Wert an der Motorwelle vor jeder Untersetzung. Sobald das Getriebe in der Schaltung ist, erzeugt die Abtriebswelle ein Drehmoment, das mit dem Übersetzungsverhältnis multipliziert wird, abzüglich Getriebeverlusten. Bei einem Verhältnis von 1/20 und einer typischen Stirnrad-/Schrägzahnrad-Effizienz von etwa 85–90 % nähert sich das effektive Dauer-Drehmoment am Getriebeausgang 108–115 Nm — und die Abtriebswellen-Drehzahl bei Nenndrehzahl des Motors sinkt auf 150 U/min. Bei einem Verhältnis von 1/9 ergibt die gleiche Berechnung etwa 48–51 Nm bei 333 U/min.

Diese Bandbreite an verfügbaren Übersetzungsverhältnissen macht den HC-SFS203BG1 an eine breite Palette von Anwendungsanforderungen anpassbar — von moderatem Drehmoment bei mittlerer Drehzahl mit den niedrigeren Verhältnissen bis hin zu hohem Haltemoment bei langsamen Abtriebsdrehzahlen mit den höheren. Das spezifische installierte Verhältnis in einer bestimmten Einheit ist Teil der Bestellspezifikation und auf dem Typenschild des Getriebegehäuses eingraviert.

Encoder-Auflösung des Motors nach der Untersetzung

Der Encoder befindet sich auf der Motorwelle und liest 131.072 Positionen pro Motorumdrehung. Bei einem Übersetzungsverhältnis von 1/20 entspricht jede Abtriebswellenumdrehung 20 Motorumdrehungen, und jede Motorumdrehung erzeugt 131.072 Encoder-Zählungen. Der Verstärker sieht daher 2.621.440 Encoder-Zählungen pro Abtriebswellenumdrehung — eine effektive Auflösung am Getriebeausgang, die weit über das hinausgeht, was ein eigenständiger Encoder an der Abtriebswelle bei dieser Motorgröße vernünftigerweise liefern könnte. Dies ist ein bedeutender Vorteil für die Genauigkeit der Positionierung bei niedrigen Drehzahlen: Die Regelung verfügt über sehr feine Winkeldaten, mit denen sie arbeiten kann, auch wenn sich die Abtriebswelle nur mit wenigen U/min dreht.

Elektromagnetbremse an einem Getriebemotor

Die Elektromagnetbremse sitzt auf der Motorwelle — zwischen dem Encoder und der Getriebeeingangsstufe. Wenn die 24V DC entfernt werden, greift die Feder direkt auf die Motorwelle. Da die Last über das Getriebe angeschlossen ist, entspricht die lastseitige Haltekraft dem Nenn-Haltemoment der Bremse auf der Motorwelle multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis. Diese verstärkte Haltefähigkeit ist einer der Hauptgründe für die Spezifikation eines Getriebemotors mit motorseitiger Bremse anstelle einer separaten Bremse an der Abtriebswelle.

Für vertikale Achsen mit lastabhängigen Mechanismen hat dies praktische Bedeutung. Das unausgeglichene Gravitationsdrehmoment erscheint am Getriebeausgang; die Bremse hält es auf der Motorwelle über das Übersetzungsverhältnis. Eine Achse mit 50 Nm unausgeglichenem Gravitationsdrehmoment am Ausgang würde bei einem Verhältnis von 1/20 nur 2,5 Nm Brems-Haltemoment auf der Motorwelle erfordern — gut innerhalb der Kapazität der Bremse.

Die korrekte Bremssequenzierung gilt weiterhin. Der MBR (Bremssperren-) Ausgang des MR-J2S-Verstärkers muss zur Steuerung des Bremsrelais verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Bremse erst greift, nachdem der Motor auf Stillstand abgebremst wurde. Das Anlegen der Feder an eine rotierende Motorwelle — selbst bei der geringeren Masse und Trägheit des Motors — beschleunigt den Bremsverschleiß. Das Getriebe selbst setzt ebenfalls eine Einschränkung: Unter keinen Umständen darf die Bremse verwendet werden, um eine sich bewegende Last am Ausgang abzubremsen, wenn die Trägheit dieser Last hoch ist. Der Verstärker muss zuerst abbremsen; die Bremse hält, was bereits steht.

Hinweis zum Schutz des Getriebeteils: Das Motorgehäuse hat die Schutzart IP65. Das Reduktionsgetriebegehäuse hat die Schutzart IP44 — geschützt gegen feste Partikel und Spritzwasser, aber nicht gegen gerichtete Wasserstrahlen oder Eintauchen. Für Anwendungen in nassen oder spülbaren Umgebungen sollte diese Schutzart vor der Spezifikation dieses Motors anhand der Umgebungsanforderungen überprüft werden. Wo IP65 für die gesamte Baugruppe erforderlich ist, sollte die Anwendung einen separat montierten Servomotor und eine externe Getriebekombination mit IP65-Schutz verwenden.

Verstärkeranforderungen und Parametereinstellung

Der HC-SFS203BG1 wird mit Verstärkern der Klasse MR-J2S-200 kombiniert — der gleichen Verstärkerserie, die für den Standard-HC-SFS203 verwendet wird. Aus Sicht des Verstärkers ist der Motor der HC-SFS203; der Verstärker kommuniziert mit dem Motorwellen-Encoder und steuert den Motorstrom genau wie bei einer Direktantriebsanwendung.

Was sich mit dem Getriebe ändert, sind die elektronischen Übersetzungsverhältnis-Parameter im Verstärker. Die elektronische Getriebefunktion in MR-J2S-Verstärkern (Parameter PA06 und PA07 oder CMX/CDV) wandelt die Positionierbefehlseinheiten des Controllers in Motorwellen-Encoder-Zählungen um. Bei einem Reduktionsgetriebe im Antriebsstrang ändert sich die Beziehung zwischen dem befohlenen Maschinenhub und der Motorwellendrehung um das Übersetzungsverhältnis, und diese Parameter müssen entsprechend eingestellt werden, um die korrekte Entsprechung zwischen Positionsbefehlen und der tatsächlichen Abtriebswellenposition aufrechtzuerhalten.

In einer MR Configurator (MRZJW3-SETUP) Sitzung bei der Inbetriebnahme wird dies als Teil der Achskonfiguration vor dem ersten Lauf eingestellt. Falsche Einstellungen des elektronischen Übersetzungsverhältnisses führen zu Folgefehlern und abnormalen Achsbewegungen beim ersten JOG-Test — überprüfen Sie diese Parameter immer anhand des tatsächlich installierten Übersetzungsverhältnisses, bevor Sie eine Achsbewegung befehlen.

Kompatible Verstärker:

• MR-J2S-200A — Universeller Analog-/Pulsbefehl, Positions-/Geschwindigkeits-/Drehmomentregelung
• MR-J2S-200B — SSCNET-Glasfaserbus für Mitsubishi Motion Controller
• MR-J2S-200CP — Integrierte Positionierung mit CC-Link-Schnittstelle

Typische Anwendungen

Förder- und Transportsysteme. Servo-angetriebene Ketten- und Bandförderer, die mit niedrigen Abtriebswellen-Drehzahlen laufen, aber kontrollierte Positionierung und konstante Geschwindigkeit erfordern, nutzen Getriebemotoren als Hauptantrieb. Das G1-Reduktionsgetriebe erzeugt die niedrige Abtriebsdrehzahl aus einem Hochgeschwindigkeitsmotor, ohne dass ein externes Getriebe erforderlich ist, und die Bremse sorgt für eine zuverlässige Index-Positions-Haltekraft zwischen den Zyklen.

Dreh-Index-Tische bei niedriger Drehzahl. Index-Tische, die sich mit langsamen Abtriebsdrehzahlen drehen — weniger als 60 U/min am Tisch — profitieren von der hohen Auflösung, die die Motorwellen-Kodierung nach der Getriebe-Multiplikation bietet. Feine Winkel-Schritte an der Abtriebswelle werden mit hoher Präzision durch die kombinierte Encoder- und Übersetzungsverhältnis-Auflösung aufgelöst, was eine genaue Index-Positionierung ohne separaten Abtriebswellen-Encoder ermöglicht.

Worm-ersetzt Servoantriebe an älteren Maschinen. Maschinen, die ursprünglich um Schneckengetriebemotoren herum konstruiert wurden — oft mit niedrigen Abtriebswellen-Drehzahlen und hohem Drehmoment — können mit einem G1-ausgestatteten Servomotor im ungefähr gleichen Einbauraum auf Servo-Steuerung umgerüstet werden, wodurch programmierbare Geschwindigkeitsprofile, Drehmomentbegrenzung und absolute Positionsrückmeldung anstelle des ursprünglichen Konstantgeschwindigkeitsantriebs erhalten werden.

Antriebe für Verpackungs- und Etikettierstationen. Stationsantriebe an rotierenden Verpackungstischen, Etikettierwalzen und Siegelbackenmechanismen verwenden Getriebemotoren, um die richtige Walzenoberflächengeschwindigkeit am Arbeitsplatz zu erreichen. Der Absolutwertgeber stellt sicher, dass die Produktregistrierung auch nach unerwarteten Stopps erhalten bleibt, ohne dass ein Sensor-Neukalibrierungszyklus vor der Wiederaufnahme der Produktion erforderlich ist.

Langsame Hub- und vertikale Aktuatorantriebe. Vertikale Aktuatoren, bei denen der Mechanismus naturgemäß mit niedriger Geschwindigkeit läuft — kurze Hub-Hubwerke, Presszuführachsen, Klemmmechanismen — verwenden Getriebemotoren, um die erforderliche Kraft am Lastpunkt zu erreichen. Die motorseitige Bremse des HC-SFS203BG1 hält die Ausgangsposition durch den Effekt der Getriebe-Übersetzungs-Multiplikation, was eine zuverlässige mechanische Haltekraft im Stillstand bietet.

G1 vs. andere Reduktionsgetriebevarianten in der HC-SFS-Reihe

Der G1 ist die Standard-Allzweckwahl — kostengünstig, kompatibel mit gängigen Maschinenmontagekonfigurationen und in der größten Auswahl an Übersetzungsverhältnissen erhältlich. G5 und G7 sind Präzisionsgetriebevarianten mit engeren Spielspezifikationen, die für Anwendungen bestimmt sind, bei denen die Winkelgenauigkeit am Lastpunkt entscheidend ist. Für die meisten Förder-, Transfer- und allgemeinen Bewegungssteuerungsanwendungen ist G1 die geeignete Spezifikation.

Neu in OVP, werkseitig versiegelt

Werkseitig versiegelt bedeutet, dass die komplette montierte Einheit — Motor und integriertes Reduktionsgetriebe — nie installiert oder mit Strom versorgt wurde. Originalverpackung von Mitsubishi intakt, alle Steckverbinderabdeckungen und Wellenendkappen vorhanden. Das Getriebegehäuse wurde werkseitig geschmiert; keine Schmierwartung vor der Installation erforderlich für Einheiten, die innerhalb normaler Lagerzeiten direkt in Betrieb genommen werden.

Für Maschinen, die auf diese spezielle Getriebemotor-Variante warten, eliminiert der Neuwaren-Lagerbestand die Reparaturdurchlaufzeit und beseitigt alle Variablen, die mit reparierten oder überholten Einheiten verbunden sind. Das spezifische installierte Übersetzungsverhältnis in dieser Einheit ist auf dem Typenschild des Getriebegehäuses angegeben — bestätigen Sie dies vor der Installation mit dem erforderlichen Verhältnis der Maschine.

Häufig gestellte Fragen

F1: Was bedeutet das Suffix G1 und wie unterscheidet es sich von G1H, G5 oder G7?

G1 bezeichnet ein Industrie-Reduktionsgetriebe mit Flansch-Ausgang, das direkt auf den Motor integriert ist. Es wird über den vorderen Flansch des Motors montiert und gibt eine Wellenausgabe an der Außenfläche des Getriebegehäuses aus. G1H ist das gleiche Industriegetriebekonzept, aber mit einem fuß-/beingemontierten Gehäuse anstelle einer Flanschmontage — geeignet für unterschiedliche Maschinenlayouts. G5 und G7 sind Reduktionsgetriebe für Präzisionsanwendungen mit engeren Spielspezifikationen, die dort eingesetzt werden, wo die Winkelgenauigkeit an der Abtriebswelle entscheidend ist. Für allgemeine Förder-, Transfer- und Standard-Bewegungssteuerungsaufgaben ist G1 die geeignete und kostengünstigste Wahl.

F2: Welche Verstärker sind mit dem HC-SFS203BG1 kompatibel?

Der HC-SFS203BG1 verwendet den gleichen Verstärker wie der Standard-HC-SFS203-Motor: die Klasse MR-J2S-200. Die drei Hauptvarianten sind der MR-J2S-200A (universeller Analog-/Pulsbefehl), MR-J2S-200B (SSCNET-Glasfaserbus für Motion Controller) und MR-J2S-200CP (integrierte Positionierungsfunktion). Der Verstärker kommuniziert wie gewohnt mit dem Motorwellen-Encoder; das Übersetzungsverhältnis wird in den elektronischen Übersetzungsverhältnis-Parametern des Verstärkers berücksichtigt, nicht in der Auswahl des Verstärkermodells.

F3: Der Encoder ist auf der Motorwelle — beeinflusst das Übersetzungsverhältnis die Positionsgenauigkeit am Ausgang?

Die 17-Bit-Auflösung des Encoders (131.072 ppr) wird an der Motorwelle gemessen. Nach der Getriebeuntersetzung ist die effektive Encoder-Zählung pro Abtriebswellenumdrehung die Basisauflösung multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis. Bei einem Verhältnis von 1/20 entspricht jede Abtriebswellenumdrehung beispielsweise über 2,6 Millionen Encoder-Zählungen — eine sehr feine Positionsreferenz. Das bedeutet, dass sich die Genauigkeit an der Abtriebswelle mit höheren Übersetzungsverhältnissen verbessert und die Positionierung bei niedrigen Drehzahlen an der Abtriebswelle von der multiplizierten Auflösung profitiert.

F4: Gilt die IP65-Schutzart des Motors für die gesamte Baugruppe einschließlich des Getriebes?

Nein. Das Motorgehäuse hat die Schutzart IP65. Das Reduktionsgetriebe hat die Schutzart IP44 — spritzwassergeschützt, aber nicht strahlwassergeschützt. Wenn die Anwendungsumgebung gerichtete Wasserstrahlen, chemische Sprays oder starke Kühlmittelbelastung beinhaltet, muss diese Schutzart vor der Installation überprüft werden. Für eine vollständige IP65-Abdeckung der Baugruppe sollte stattdessen ein separater Servomotor und ein extern bewertetes Getriebe in Betracht gezogen werden.

F5: Wie funktioniert die Elektromagnetbremse bei einem Getriebemotor und beeinflusst das Übersetzungsverhältnis die Haltekraft?

Die Bremse befindet sich auf der Motorwelle, vor dem Getriebe — sie hält die Motorwelle mechanisch, wenn die 24V DC entfernt werden. Da die Last über das Getriebe angeschlossen ist, entspricht die lastseitige Haltekraft dem Haltemoment der Bremse auf der Motorwelle multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis. Ein höheres Verhältnis erzeugt proportional mehr lastseitige Haltekraft von der gleichen Bremse. Die Bremse ist nur eine Haltevorrichtung, keine Bremsvorrichtung zum Stoppen — der Verstärker muss den Motor bis zum Stillstand abbremsen, bevor die Bremse greift. Verwenden Sie immer den MBR-Verriegelungsausgang des MR-J2S-Verstärkers, um das Bremsrelais korrekt zu sequenzieren.