Mitsubishi HC-SFS353B (HCSFS353B) Servomotor AC de 3,5 kW com travão eletromagnético, eixo reto, 3000 rpm, MELSERVO J2-Super Series

Visão geral do produto

Número da parte:HC-SFS353B

Também procurado como:HCSFS353B, HC SFS353B, HC-SFS-353B

Série:Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (Geração J2-Super)

Classificação:Servomotor AC sem escovas de inércia média ¥ 3,5 kW, classe 200V, 3000 rpm, eixo reto, travão eletromagnético aplicado a mola

Dois fatos que definem este motor

Dentro da família HC-SFS 3000 rpm, oHC-SFS353BOcupa uma posição específica definida por duas características.

O primeiro é o seu lugar na gama de capacidade.topo da família compacta de 3000 rpmO motor de maior potência da gama HC-SFS 3000 rpm antes de a série descer para uma flange menor a potências mais baixas.Flanca de 176 × 176 mm, separando-o fisicamente dos motores de 500W a 2kW de 3000 rpm que compartilham todos o quadro de 130 × 130 mm.Quando 2kW não é bastante binário suficiente para um eixo de 3000 rpm e a estrutura da máquina pode acomodar o quadro maior, é aqui que a selecção aterrissa.

O segundo é o freio.travão eletromagnético a ressorte, liberado electricamente- o projecto em que 24 V de corrente contínua mantém o eixo livre e a mola fecha o travão no momento em que a tensão desaparece.Este equipamento não é opcional.É a característica que torna o eixo mecanicamente seguro em repouso, sob E-stop, e durante qualquer interrupção de energia.

Tudo o resto 17 bits codificador absoluto a 131,072 ppr, proteção IP65, amplificador MR-J2S-350, binário máximo de 33,3 Nm é compartilhado com o resto da família HC-SFS 3000 rpm nesta capacidade.

Especificações técnicas

3000 rpm a 3,5 kW: A vantagem de velocidade neste nível de potência

A maioria dos servomotores de 3,5 kW em uso industrial funcionam a 2.000 rpm.tem uma consequência mecânica direta que define onde este motor pertence.

A potência é igual ao binário multiplicado pela velocidade angular. Mantenha a potência constante e aumente a velocidade, e o binário deve cair proporcionalmente.11.1 NmO motor de 2000 rpm comparável, o HC-SFS352B16.7 Nmno mesmo nível de potência.

Isso é uma redução significativa de binário.

A resposta é a velocidade do eixo, mecanismos que precisam de velocidade de rotação para funcionar de forma eficiente, parafusos de esferas acoplados diretamente que funcionam a altas velocidades de travessia.Dispositivos primários de sistemas de transporte e transferência de alta produtividade, acionamentos de estações de enrolamento que cobrem grandes faixas de diâmetro, eixos de alimentação de máquinas de corte de alta velocidade, beneficiam de um motor que proporciona essa velocidade diretamente.Um parafuso de esferas de 10 mm acoplado diretamente ao HC-SFS353B atinge 30 m/min de velocidade linear à velocidade nominal do eixoPara atingir a mesma velocidade de travessia a partir de um motor de 2.000 rpm seria necessário um 1.51 passo de engrenagem ou correia entre o motor e o parafuso, adicionando custo, complexidade mecânica, reação negativa e inércia ao eixo.

Para aplicações em que o binário contínuo de 11,1 Nm é adequado para o requisito de carga e a velocidade do eixo é o principal fator de desempenho, o HC-SFS353B a 3,000 rpm resolve o problema mais limpo do que um 2Motor de 1000 rpm com um estágio de redução à frente.

O pico de 33,3 Nm ¢ três vezes contínuo ¢ lida com os transientes de aceleração.Um eixo de posicionamento rápido ponto a ponto a esta capacidade e velocidade utiliza fortemente o binário de pico para subir e descer, em seguida, fixa-se a uma fração do binário nominal durante o movimento de velocidade constante.O modelo térmico eletrônico do amplificador MR-J2S-350 rastreia este ciclo de trabalho e protege o motor contra sobrecarga térmica acumulada em ciclos agressivos.

A velocidade máxima de 4.500 rpm estende o intervalo de funcionamento para além do ponto nominal de 3.000 rpm na região de potência constante.Mas para fases rápidas de travessia em eixos de carga leve, este intervalo estendido pode reduzir o tempo de posicionamento sem operar fora do envelope de projeto do motor.

A flange de 176 × 176 mm: topo da faixa compacta de 3000 rpm

Uma das características físicas definidoras do HC-SFS353B é aFlanca de 176 × 176 mm¢ e vale a pena ser explícito sobre por que isso é importante para a concepção de máquinas.

A família HC-SFS 3000 rpm de 500W até 2kW (HC-SFS53 até HC-SFS203) todos compartilham oFlanca de 130 × 130 mmO HC-SFS353B avança para oQuadro de 176 × 176 mm- a mesma interface de montagem utilizada por toda a família HC-SFS 2000 rpm de 2 kW a 7 kW.

Isto tem duas implicações práticas.

Em primeiro lugar, uma máquina concebida em torno do quadro de 130 × 130 mmnão pode acomodar directamente o HC-SFS353Bsem modificar a interface de montagem do motor, se o eixo tiver sido originalmente concebido para um HC-SFS203B (2kW, 3000 rpm, 130 × 130 mm),A transição para o HC-SFS353B requer uma nova placa de montagem do motor e potencialmente alterações na estrutura adjacente.Este não é um problema insuperável, mas é uma verdadeira tarefa de conceção que deve ser antecipada.

Em segundo lugar, a flange de 176 × 176 mmcompartilhada com a família de 2000 rpmsignifica que um quadro de máquina construído para qualquer motor HC-SFS de 2 kW ou superior pode acomodar o HC-SFS353B sem modificação.ou motores HC-SFS502B com um 3O HC-SFS353B entra sem mudança estrutural, apenas uma troca de motor e amplificador.

O freio em detalhes: por que a aplicação de mola é o único projeto aceitável para eixos verticais

A 3,5 kW conduz um mecanismo vertical ou inclinado,a característica de segurança do travão com mola não é um detalhe da especificação é o requisito de engenharia de que o travão existe para cumprir.

A propriedade principal: a bobina deve ser continuamente alimentada com 24 V de corrente contínua para manter o eixo livre.O eixo é mantido mecanicamente sem qualquer dependência da função do amplificador, servo-bloqueio activo, PLC a funcionar correctamente ou qualquer outro sistema activo a continuar a funcionar.

Considere os eventos cobertos em uma máquina de produção. E-stop do operador: 24V removido, fechar o freio. Falha do amplificador causa servo trip: 24V pode ser removido através do circuito de segurança, fechar o freio.Interrupção não planeada da rede em meio à produção- queda de potência do painel, queda de 24 V para a bobina, fechamento do travão - desligamento deliberado do servo no final do ciclo - desenergização da bobina em sequência - fechamento do travão e retenção do eixo para o próximo ciclo.

Em todos os casos, a mola faz o trabalho de forma passiva, sem que seja necessário nenhum sistema eletrônico para detectar a falha e emitir um comando de freio.O projeto com molas é à prova de falhas por construção mecânica, não por lógica de software.

Para um eixo de 3,5 kW com um binário nominal de 11,1 Nm que conduz um mecanismo com carga gravitacional, um deslizador Z pesado num centro de usinagem, um braço de pórtico carregado, uma mesa giratória inclinada,uma barra de pressão servoaccionada esta característica é o que mantém a máquina segura e a carga estacionária em todos os modos de falha que podem ocorrer em um ambiente de produção.

Orientação do binário do eixo vertical.A documentação da Mitsubishi traz uma recomendação consistente: nos eixos verticais com desequilíbrio gravitacional,manter o componente de binário gravitacional sustentado a 70% ou abaixo do binário contínuo nominal do motor;A 11,1 Nm nominal, esse teto é de aproximadamente 7,8 Nm de carga gravitacional sustentada durante o movimento.Os eixos que se aproximam ou excedem esse valor beneficiam de um contrapeso mecânico para reduzir a demanda de binário contínuo durante o movimentoO travão de mola elimina inteiramente toda a procura de binário gravitacional durante o estacionamento, mas durante as fases em movimento,O motor deve transportar o componente de carga gravitacional integral dentro desta orientação de 70%.

Cablagem e sequência de travões a este nível de potência

O travão eletromagnético do HC-SFS353B requer umcircuito de corrente contínua de 24 V dedicadono painel da máquina separado da alimentação de controlo e da saída do servo do amplificador.supressão de sobretensão através dos terminais da bobina, e a lógica de bloqueio que coordena a liberação do freio e o engajamento com a sequência de ativação do servo do amplificador.

Abrir a sequência de liberação do travão.O servo deve atingir o estado de activação e servo-bloqueio antes de a bobina de travagem ser energizada e o eixo ser liberado.5kW que liberta o seu freio antes do amplificador estabeleceu posição bloquear irá mover-se sob gravidade até o amplificador alcançarDependendo da massa da carga e da viagem, este deslizamento pode ser suficientemente grande para desencadear um alarme de erro seguinte, causar uma colisão mecânica ou produzir um erro de posição que interrompa a sequência de produção.OMBR (Liberação magnética do travão)A saída do amplificador MR-J2S-350 fornece um sinal gerido pelo amplificador especificamente para sequenciar o relé do travão ̇ os sinais do amplificador quando o servo-bloqueio é confirmado.A ligação do relé do travão ao MBR garante que a sequência seja correta sem lógica PLC adicional.

Fechando a sequência de travagem ∙O procedimento correto de três passos: desacelerar o eixo para repouso sob controlo de servo, ligar a bobina de travagem para manter a posição parada mecanicamente e, em seguida, remover a activação do servo.Aplicar o freio a um eixo em movimento mesmo lentamente gera calor de atrito no conjunto do disco e acelera o desgaste. Em um eixo de 3,5 kW que completa muitos ciclos de servo-on/servo-off por turno, seguir esta sequência prolonga consistentemente a vida útil dos travões de anos para muitos anos a mais.

A supressão de sobretensão não é opcional.A bobina de travagem é uma carga indutiva.o campo magnético em colapso gera um pico de tensão que irá danificar os contatos do relé e potencialmente acoplar ruído na eletrônica de controle adjacente se não for absorvido. ADiodo de retornoem toda a bobina de corrente contínua de 24 V, é obrigatória a solução padrão para cargas indutivas de corrente contínua, dimensionando-a para a tensão e a corrente da bobina;O manual de instruções do motor e os dados do fabricante do relé fornecem os valores de referência.

Codificador absoluto em um eixo vertical travado: o quadro completo

O codificador absoluto serial de 17 bits a 131,072 ppr obtém o seu valor de forma diferente num eixo vertical travado do que num eixo de posicionamento horizontal, sendo a diferença operacionalmente significativa.

Em um eixo horizontal, a principal vantagem do codificador absoluto é a eliminação da rotina de homing na inicialização, a máquina sabe onde o eixo está sem movê-lo.mas não crítico operacionalmente.

Em umeixo vertical travado, a mesma capacidade está diretamente ligada à reinicialização segura e eficiente da máquina após qualquer evento de parada.o travão entra em funcionamento e o eixo mantém-se mecânicamenteO codificador mantém o ângulo de eixo absoluto exato incluindo a contagem acumulada de várias voltas apoiada pela bateria A6BAT no amplificador MR-J2S-350 durante todo o período de desligamento.Quando a energia do painel retornaO sistema de freio de estacionamento é instalado em um sistema de freio de estacionamento, o amplificador lê a posição absoluta imediatamente. O controlador sabe exatamente onde o eixo parou.A máquina retoma a partir da posição exata parada sem qualquer movimento preliminar.

Comparem isto com um codificador incremental no mesmo eixo: o freio mantém o eixo com segurança, mas o codificador perdeu a sua referência de posição.O eixo deve executar uma rotina de orientação que, num eixo vertical que transporta uma carga, significa mover a carga para ou através da posição do sensor de origem.. Nas máquinas em que o movimento de direcção requer a limpeza da área de trabalho, quando a ferramenta ou o dispositivo ainda estiverem no lugar após o ciclo de parada,ou quando o sensor de posição inicial estiver num local onde o eixo carregado deve atravessar, esta exigência de direcção não é um pequeno inconveniente. É uma interrupção da produção que requer intervenção humana para gerir com segurança.

O codificador absoluto elimina tudo isso. O freio mantém-se; o codificador lembra-se; a reinicialização é imediata e totalmente automatizada.

Nota de manutenção da bateria.O A6BAT no amplificador MR-J2S-350 mantém o contador de várias voltas.Permitir o esgotamento total reinicia o contador e em um eixo vertical travado, quando a orientação requer a limpeza da área de trabalho e supervisão manual, essa reinicialização produz exactamente a interrupção de produção que uma substituição oportuna da bateria teria evitado.

Amplificadores compatíveis

O HC-SFS353B combina com oMR-J2S-350Família de amplificadores: a plataforma J2-Super de 3,5 kW. Três variantes de interface:

MR-J2S-350Aé o amplificador de interface de uso geral. Aceita comandos de posição do pulso de trens de controladores CNC e PLCs, além de referências analógicas de velocidade e torque.e todos os modos de comando comutados estão disponíveis. RS-232C liga-se ao configurador MR para comissionamento e diagnóstico.e qualquer aplicação em que a fonte de comando do eixo seja um CNC ou PLC externo, esta é a escolha padrão.

MR-J2S-350Bliga-se aos controladores de movimento Mitsubishi série A e série Q através do bus serial de fibra óptica SSCNET. Todos os comandos de eixo e dados de feedback viajam através do link de fibra.Para as máquinas multi-eixo coordenadas, um eixo Z que se deve mover em relação geométrica definida com os eixos X e Y num centro de usinagem, um eixo de pórtico vertical sincronizado com eixos de transferência horizontais em uma máquina de transferência, o bus SSCNET fornece o acoplamento de eixo em tempo real que as interfaces de pulso e analógicas não podem combinar.O bloqueio para o freio de mola pode ser gerenciado através da saída habilitada para eixo do controlador de movimento em configurações SSCNET.

MR-J2S-350CPFornece um posicionamento integrado de um único eixo com até 31 posições de tabela de pontos armazenadas, ativadas por comando digital de E/S ou de rede CC-Link.Para eixos de posicionamento verticais autônomos, estações de elevação verticais indexadas, módulos independentes do eixo Z no equipamento de montagem, que não requerem coordenação em tempo real com outros eixos,o CP fornece a informação de posicionamento localmente sem um controlador de movimento dedicado.

Todas as três variantes incluem oMBR (Liberação magnética do travão)saída para sequenciamento do relé do travão, ajuste automático em tempo real, supressão de vibração adaptativa e conjunto completo de funções de proteção J2-Super.

Notas de compatibilidade.O HC-SFS353B requer um amplificador MR-J2S-350.não compatível com o MR-J2-350 de primeira geraçãoPara as máquinas que executam o hardware original MR-J2-350, oHC-SF353BNão é compatível com amplificadores MR-J3 ou MR-J4 sem um kit de adaptador de renovação.

HC-SFS 3000 rpm Família de travões: o 353B no topo

O HC-SFS353B é omotor de frenagem de maior capacidade na faixa HC-SFS 3000 rpmTodos os outros motores de travagem desta família de 3000 rpm se encaixam no quadro compacto de 130 × 130 mm.O passo do 353B para o quadro maior reflete os requisitos físicos de um 3.5kW motor e o aumento da inércia do rotor e o volume do estator que vêm com ele.

Dentro da capacidade de 3,5 kW a 3000 rpm, a matriz eixo-freio inclui: eixo reto sem freio (HC-SFS353), eixo reto com freio (HC-SFS353B), eixo de chave sem freio (HC-SFS353K),e eixo de chave com travão (HC-SFS353BK). Todos os quatro usam o amplificador MR-J2S-350. A escolha entre o eixo reto e o de chave é determinada pelo design do centro de acoplagem;A escolha entre travagem e não travagem é determinada pelo facto de o eixo suportar uma carga gravitacional..

Aplicações típicas

Eixo Z vertical em grandes centros de perfuração e fresagem CNC.Acionamentos do eixo Z em centros de usinagem CNC de grande formato, brocas de pórtico,e máquinas de perfuração vertical em que a massa da cabeça do eixo e o peso da ferramenta criam uma carga gravitacional que deve ser mantida mecânicamente em repousoO binário contínuo de 11,1 Nm sustenta as forças de alimentação Z durante as operações de perfuração e perforação; o freio aplicado à mola mantém a cabeça do fuso em cada mudança de ferramenta e desligamento da máquina;O codificador absoluto elimina o homing ao reiniciar.

Servo-driven press ram e maturação machados de almofada.Motor de pressão de ram acionado por servo, servo eixos de almofada,e motores de deslizamento de pressão em branco em que o veículo transporta uma massa significativa com um componente gravitacional e deve manter a posição com precisão em qualquer ponto do curso durante as paradas de configuraçãoA velocidade nominal de 3.000 rpm combina mecanismos de alimentação de pressão de parafuso de bola acoplados diretamente a velocidades práticas de aproximação e retirada.

Estações de transferência e elevação verticais de alta velocidade.Mecanismos de elevação parcial, estações de transferência verticais e eixos de elevador em células de montagem e usinagem onde o tempo de ciclo é uma prioridade e o motor de 3.000 rpm permite uma travessia vertical mais rápida do que um 2,000 rpm motor a binário equivalenteO travão de mola mantém o elevador em todas as estações durante as operações de estação; o codificador absoluto retorna o elevador à posição exacta conhecida após qualquer interrupção.

Eixos de alimentação inclinados em equipamentos de usinagem e de formação.Equipamento para a produção de máquinas de corte de papel, de papel ou de cartãoe motores de eixo inclinado em equipamentos de formação em que o componente de peso do eixo cria uma demanda de binário gravitacional sustentadaO travão com mola mantém o eixo inclinado em qualquer posição do curso quando o servo está desligado;A orientação de carga gravitacional de 70% rege o ângulo de inclinação máximo sustentável no binário nominal deste motor..

Dispositivos de inclinação de mesa giratória pesados.Eixos de trunnião e motores de mesa giratória inclinável em centros de usinagem de 5 eixos, em que a massa combinada da mesa e da peça de trabalho cria um componente de binário gravitacional em todos os ângulos que não o equilíbrio perfeito.A 3.000 rpm com 11,1 Nm contínuos, o acionamento de inclinação lida com massas moderadas da mesa a velocidades práticas de reposicionamento, e o freio aplicado à mola mantém a mesa em qualquer ângulo com o servo desligado.

Perguntas Frequentes

P1: Qual é a diferença entre o HC-SFS353B e o HC-SFS352B?

Ambos são motores J2-Super com travagem de 3,5 kW em uma flange de 176 × 176 mm com eixos retos e codificadores de 17 bits.HC-SFS352B funciona a 2.000 rpme entrega16.7 NmOHC-SFS353B funciona a 3.000 rpme entrega11.1 NmA mesma potência, equilíbrio de velocidade-torque diferente. Escolha o HC-SFS353B quando o eixo precisa de velocidade do eixo ¢ altas taxas rápidas de travessia, acoplamento direto de parafuso-bola a velocidades lineares rápidas.Escolha o HC-SFS352B quando o eixo necessitar de binário sustentado a velocidade moderadaAmbos usam o amplificador MR-J2S-350 e são mecanicamente intercambiáveis no mesmo quadro de montagem de 176 × 176 mm.

P2: Que sequência é necessária ao soltar o travão no arranque da máquina?

O MR-J2S-350 deve ser ativado e o servo-bloqueio deve ser instalado.antesA liberação do travão antes do servo-bloqueio permite que a carga gravitacional mova o eixo antes que o amplificador possa responder.A saída MBR (Magnetic Brake Release) no amplificador gerencia esta seqüência automaticamente quando ligada ao relé do freio Consulte sempre o manual de instruções do MR-J2S-350 para saber quais os parâmetros de tempo específicos relevantes para a carga e a inércia do seu eixo.

P3: O HC-SFS353B pode substituir um HC-SF353B em uma máquina com um amplificador MR-J2-350?

Mecanicamente sim, ambos os motores compartilham a mesma flange de 176 × 176 mm, as dimensões do eixo e o arranjo do conector do travão.HC-SF353B tem um codificador de 14 bitsCompatível com ambos os amplificadores MR-J2-350 e MR-J2S-350.HC-SFS353B tem um codificador de 17 bitsA instalação do HC-SFS353B numa máquina com um amplificador original MR-J2-350 produzirá uma falha de comunicação do codificador.Combinar a geração do motor com a geração do amplificador.

P4: Onde está a bateria de reserva do codificador absoluto, e quais são as consequências do esgotamento total?

OCélula de lítio Mitsubishi A6BATestá dentro doServoamplificador MR-J2S-350No eixo vertical travado, o contador absoluto mantém o contador absoluto de várias voltas durante todos os períodos de desligamento.A bateria esgotada reinicia o contador o eixo mantém-se mecanicamente através do travão aplicado na molaNo próximo arranque, um ciclo de referência-retorno é necessário antes que o eixo possa retomar a produção.Em eixos verticais em que a orientação requer a limpeza da área de trabalho ou a supervisão manualSubstitua o A6BAT no primeiro alarme de baixa bateria do amplificador.

P5: O HC-SFS353B ainda está disponível e qual é o caminho de atualização da geração atual?

O HC-SFS353B é descontinuado pela Mitsubishi, mas continua disponível através de revendedores de excedentes de automação industrial e fornecedores especializados em servo da Mitsubishi como novos estoques antigos e unidades testadas e remodeladas.Para máquinas comprometidas com o hardware J2-Super, este caminho de abastecimento está bem estabelecido.HG-SR352BK ou HG-SR353B(série MR-J4, 3,5 kW, travão a mola, flange de 176 × 176 mm, codificador de 22 bits, IP67) emparelhado com um amplificador MR-J4-350.Tanto o motor e o amplificador devem ser substituídos juntos como os protocolos de codificação são incompatíveis entre as gerações.