Mitsubishi HC-SFS202K (HCSFS202K) - Servo motor CA de 2 kW, eixo chaveado, sem freio, série MELSERVO-J2S

Identificação do Produto

Número da peça:HC-SFS202K

Também pesquisado como:HCSFS202K, HC-SFS-202K

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

Tipo de motor:Servo motor AC sem escova – Eixo chaveado, sem freio, 2.000 rpm

Doença:Novo na caixa, lacrado de fábrica

O caso de um eixo chaveado sem freio

A maioria das decisões de seleção de servo motores concentra-se na potência e no torque. A configuração do eixo e a presença do freio são secundárias – até que não o sejam. OHC-SFS202Kresponde a um par específico de requisitos: um eixo que precisa de umconexão positiva do eixo ao acoplamentoatravés de um rasgo de chaveta usinado e onde o projeto da aplicação não exige uma retenção mecânica à prova de falhas no desligamento do servo. Sem freio significa fiação mais simples, sem sobrecarga de sequenciamento MBR e sem carga térmica adicional no painel proveniente de um circuito de relé da bobina do freio. O eixo chavetado significa um caminho de torque que não depende apenas do atrito entre o cubo e o eixo.

Essa combinação atende a um amplo meio-termo em aplicações servo industriais - eixos horizontais, acionamentos por correia e corrente, mecanismos acoplados a engrenagens e qualquer acionamento onde a carga seja apoiada lateralmente, a gravidade não seja um fator na direção do movimento e uma interface de acoplamento que transmita torque positivamente sob cargas reversas e cíclicas é a preferência da engenharia.

Construído na plataforma MELSERVO-J2S, o HC-SFS202K carrega a especificação J2-Super completa:Codificador absoluto serial de 17 bitsem 131.072 posições por revolução, torque nominal contínuo de 9,55 Nm, pico de 28,6 Nm e todas as melhorias de largura de banda de circuito fechado que o processador mais rápido do amplificador MR-J2S extrai do sinal de feedback de alta resolução. Esta não é uma variante simplificada – a remoção do freio não prejudica em nada o desempenho do motor. Ele remove um subsistema mecânico que nunca foi necessário para esta classe de aplicativo.

Especificações Técnicas

Eixo chaveado: Por que é importante em 2kW

Um eixo reto e um eixo chavetado transmitem torque através de mecanismos fundamentalmente diferentes. Em um eixo reto simples, o furo do cubo fica preso ao redor do diâmetro externo do eixo e o atrito entre as duas superfícies carrega o torque. A força de fixação — gerada pela fixação dividida do cubo ou pelo ajuste interferente — deve ser suficiente para resistir ao pico de torque nas piores condições de operação. Caso contrário, o cubo escorrega, o servo-eixo perde a posição e, dependendo da aplicação, as consequências vão desde uma peça sucateada até uma falha na máquina.

A chaveta no HC-SFS202K muda completamente a mecânica. Uma chaveta se encaixa em uma ranhura correspondente usinada no eixo e no furo do cubo; sob carga, a chaveta sofre cisalhamento em sua seção transversal e transmite torque diretamente entre o eixo e o cubo. O atrito ainda contribui – o cubo ainda deve estar encaixado corretamente – mas o caminho principal do torque é a chave, não a braçadeira. Sob cargas reversas, cargas cíclicas e entradas de choque, uma conexão chaveada permanece confiável onde uma interface somente de fricção pode desenvolver microdeslizamento ao longo do tempo.

Com 9,55 Nm contínuos e pico de 28,6 Nm, as cargas no eixo HC-SFS202K não são desprezíveis. O pico de torque é o que importa para a seleção do acoplamento, e 28,6 Nm no eixo de um motor de 2.000 rpm, alternando repetidamente entre aceleração, carga de corte e desaceleração, é exatamente o tipo de serviço em que as chavetas sempre foram a solução de engenharia preferida.

Aplicações comuns que especificam eixos chaveados nesta capacidade:

Acionamentos por correia dentada onde a polia acionada deve permanecer absolutamente sincronizada com o eixo através de alta tensão da correia e inversões cíclicas de torque. Acionamentos de engrenagens onde o pinhão ou cubo da engrenagem deve transferir torque sem qualquer rotação relativa que mudaria o faseamento da malha. A roda dentada da corrente aciona onde a roda dentada deve manter uma relação angular fixa com o eixo sob carga de choque repetida do engate da corrente. Mecanismos do tipo embreagem onde um engate positivo entre o eixo e o componente acionado faz parte do princípio de funcionamento.

Orientação de instalação do manual do servo motor da Mitsubishi:sempre use o orifício roscado da extremidade do eixo para puxar o cubo axialmente no eixo - um parafuso de tração, arruela e porca contra a face do cubo o puxam diretamente para a posição. Não martele ou pressione os cubos de acionamento no eixo. No tamanho da carcaça do HC-SFS202K, o impacto do eixo durante a instalação do cubo é transmitido diretamente para o disco codificador na parte traseira do motor. O dano nem sempre é imediatamente óbvio, mas pode causar alarmes intermitentes no codificador sob vibração que são difíceis de rastrear e caros de diagnosticar.

Sem freio: o que o Servo Lock oferece

Sem um freio eletromagnético, o HC-SFS202K mantém a posição do eixo através do servo-travamento do amplificador — a malha de controle permanece ativa, monitorando o feedback do encoder e fornecendo corrente corretiva para manter o erro de posição zero. Sob condições normais de operação, o servo-bloqueio é altamente eficaz; o codificador de 17 bits fornece os dados de posição refinados que o amplificador MR-J2S precisa para minimizar o desvio de posição em qualquer condição de retenção.

A questão relevante para qualquer aplicação é o que acontece quando o bloqueio do servo desaparece – em uma parada de emergência, um disparo de alarme, uma falha de energia ou um desligamento planejado da máquina. Para eixos horizontais que transportam um mecanismo carregado simetricamente, o eixo simplesmente pára sob a função de freio dinâmico do amplificador e permanece lá, acionado pelas pequenas forças de atrito no trem de força. Nenhuma retenção mecânica é necessária porque nenhuma força desequilibrada empurra o eixo em qualquer direção.

Onde esse quadro muda – onde a gravidade, as molas de pré-carga ou o atrito assimétrico podem mover o eixo no servo-off – o HC-SFS202K é a especificação errada. Esses eixos pertencem aoHC-SFS202BK(freio e rasgo de chaveta) ouHC-SFS202B(freio, eixo reto). O HC-SFS202K sem freio é o motor certo precisamente quando um sistema de retenção mecânica adicionaria complexidade, sobrecarga de fiação e componentes do painel que a aplicação simplesmente não precisa.

Uma área onde a ausência de freio simplifica genuinamente o sistema: máquinas multieixos com muitos servo-eixos. Cada freio adiciona um relé, cabo de freio, amortecedor de surto e consumo de energia de 24 Vcc. Em uma máquina com doze ou dezesseis servo-eixos, a eliminação dos freios dos eixos que não necessitam deles reduz significativamente a complexidade do painel. O HC-SFS202K contribui para essa simplificação em todos os eixos horizontais do sistema.

Codificador de 17 bits: J2-Super Feedback a 2.000 rpm

A atualização definidora do codificador da plataforma MELSERVO-J2S - do dispositivo de 14 bits (16.384 ppr) na série HC-SF para o dispositivo de 17 bits (131.072 ppr) na série HC-SFS - aplica-se totalmente ao HC-SFS202K. Oito vezes a resolução do codificador altera a qualidade de cada sinal que o amplificador MR-J2S calcula a partir dos dados de posição.

A estimativa de velocidade se beneficia mais diretamente. O amplificador deriva velocidade de amostras de posição consecutivas. Com 131.072 posições por revolução disponíveis, cada amostra cobre um incremento angular fino a 2.000 rpm, dando ao circuito de velocidade uma estimativa de velocidade de baixo ruído para trabalhar. Essa estimativa limpa permite maiores ganhos proporcionais no circuito de velocidade sem excitar ressonâncias mecânicas, o que se traduz em uma regulação de velocidade mais rigorosa e uma rejeição mais rápida de perturbações durante cargas de corte e inversões de eixo.

O desempenho do loop de posição melhora correspondentemente. A resolução fina permite que o circuito de controle detecte e corrija desvios de posição muito pequenos — compensação de deflexão da ferramenta, correção de crescimento térmico, gerenciamento de folga do parafuso de avanço — com um nível de sensibilidade que o feedback de 14 bits não consegue igualar.

A função absoluta é mantida peloBateria de lítio A6BATdentro do amplificador MR-J2S. A bateria mantém o contador de posição absoluta multivoltas durante qualquer interrupção de energia, planejada ou não. A reinicialização após desligamento noturno, recuperação de parada de emergência ou reinicialização de alarme traz o eixo para sua última posição absoluta conhecida sem qualquer movimento de retorno de referência. Para cronogramas de produção apertados onde o tempo de reinício é importante, esta é uma economia de tempo concreta em cada turno.

Amplificadores compatíveis

O HC-SFS202K emparelha com oMR-J2S-200amplificador de classe. Três variantes cobrem as principais arquiteturas de controle utilizadas na plataforma J2-Super:

MR-J2S-200Arecebe comandos analógicos e de trem de pulso de sistemas CNC e PLCs. Os modos de controle de posição, velocidade e torque estão disponíveis. Configuração e monitoramento através do MR Configurator (MRZJW3-SETUP) via RS-232C.

MR-J2S-200Bopera em barramento serial de fibra óptica SSCNET sob um controlador de movimento Mitsubishi - série A ou série Q. O movimento coordenado multieixo com interpolação é tratado no nível do controlador; o amplificador executa comandos de trajetória recebidos pela rede usando feedback do codificador local.

MR-J2S-200CPincorpora uma função de posicionamento integrada, armazenando internamente até 31 posições de alvo. Os comandos CC-Link ou I/O selecionam alvos e acionam movimentos, tornando esta variante adequada para posicionamento independente sem um controlador de movimento dedicado.

Todas as três variantes suportam totalmente o codificador de 17 bits do HC-SFS202K e a corrente nominal de 11A. O HC-SFS202K não é compatível com amplificadores MR-J2-200 originais (primeira geração, pré-J2S), que não podem interpretar o formato do codificador de 17 bits, nem com amplificadores MR-J3 ou MR-J4. Onde os amplificadores instalados são MR-J2 de primeira geração, o HC-SF202K (motor J2 com codificador de 14 bits) é o alvo de fornecimento correto.

Onde o HC-SFS202K se encaixa na família HC-SFS 2.000 rpm

O HC-SFS202K passa do grupo de flange de 130 × 130 mm para o flange de 176 × 176 mm — a mesma área de montagem compartilhada por todos os modelos de 2kW a 7kW nesta família. Uma máquina projetada com esse tamanho de flange pode acomodar atualizações de capacidade do motor dentro dessa faixa sem alterações na placa de montagem.

O sufixo "K" denota consistentemente o eixo chaveado em toda a família HC-SFS. Cada capacidade de 500 W a 7 kW está disponível na forma de eixo chaveado e, dentro de cada capacidade, a variante de eixo reto chaveado sem freio emparelha mecanicamente com o mesmo flange e eletricamente com o mesmo amplificador que a variante de eixo reto. A escolha do eixo não tem efeito na seleção do amplificador.

Aplicações Típicas

Eixos de acionamento por correia dentada em máquinas-ferramentas.Acionamentos de indexação de magazine de ferramentas, correias de transporte de paletes e eixos de transferência de transportadores usando interfaces de correia dentada exigem polias de eixo chaveadas para evitar que a tensão da correia e as forças cíclicas de engate dos dentes girem a polia em relação ao eixo. Com 9,55 Nm contínuos, o HC-SFS202K suporta cargas de trocadores de ferramentas e mecanismos de paletes de médio formato dentro de sua classificação térmica.

Eixos auxiliares acionados por engrenagem.Os acionamentos auxiliares de mesa rotativa CNC que usam acoplamento de engrenagem entre o eixo servo e a entrada da mesa, e mecanismos de alimentação acionados por engrenagem em máquinas-ferramentas especializadas, precisam do eixo chaveado para uma conexão positiva e sem folga do cubo de engrenagem. O pico de 28,6 Nm fornece o torque de aceleração para indexação rápida, enquanto o contínuo de 9,55 Nm cobre o movimento rotativo sustentado.

Eixos de alimentação com fuso de esferas com acoplamento de engrenagem.Em centros de usinagem onde uma redução de engrenagem fica entre o servo motor e a entrada do parafuso esférico, o lado do motor do acoplamento de engrenagem normalmente usa uma interface chaveada. O eixo chaveado do HC-SFS202K fornece essa conexão, e a resolução fina do codificador J2-Super retroalimenta a relação de transmissão para fornecer ao loop de posição alta resolução efetiva na mesa.

Transportadores horizontais e acionamentos de transferência.A indexação de transportadores servoacionados em linhas de montagem automatizadas, sistemas de transferência de peças e equipamentos de paletização utiliza servomotores de média capacidade em eixos de transferência horizontais. Esses são exatamente os eixos onde o freio é desnecessário – a carga é suportada horizontalmente e o transportador mantém a posição através do atrito mecânico quando a trava servo é liberada – e onde um eixo chaveado se adapta ao projeto da roda dentada ou do acionamento do acoplamento.

Eixos de enrolamento e controle de tensão.Eixos de manuseio de materiais operando no modo de controle de torque para regular a tensão da rede ou o torque do enrolamento usam o comando de corrente do servo motor como referência de torque. O codificador de 17 bits do HC-SFS202K fornece feedback de velocidade suave e de baixa ondulação que o modo de controle de torque requer para regular a tensão sem oscilação em uma ampla faixa de velocidade.

Novo na caixa, lacrado de fábrica

Selada de fábrica significa embalagem original da Mitsubishi com todas as tampas de proteção intactas - a chaveta do eixo e a ranhura da chaveta são protegidas pela tampa da extremidade do eixo, o conector do encoder e as portas do conector de alimentação permanecem vedadas e o retentor de óleo no ponto de passagem do eixo está na condição de fabricação. O motor nunca foi instalado, nunca foi alimentado e não possui histórico mecânico ou térmico.

Para máquinas que atualmente pararam de esperar por esta peça, o novo na caixa em estoque elimina totalmente o tempo de reparo do caminho crítico. Para estoque de manutenção planejada, as unidades seladas de fábrica são armazenadas corretamente por vários anos sob temperatura estável e condições de baixa umidade. Após cinco anos de armazenamento, uma rotação manual lenta do eixo como parte de uma verificação de pré-instalação ajuda a redistribuir a graxa do rolamento antes de o motor ser colocado em serviço.

Perguntas frequentes

Q1: Quais amplificadores são compatíveis com o HC-SFS202K?

O HC-SFS202K requer umMR-J2S-200amplificador de classe. As três variantes padrão são asMR-J2S-200A(comando analógico/pulso de uso geral, controle de posição/velocidade/torque),MR-J2S-200B(barramento de fibra óptica SSCNET para controladores de movimento Mitsubishi) eMR-J2S-200CP(posicionamento de mesa de pontos integrado com CC-Link). Todos suportam o codificador serial de 17 bits. O HC-SFS202K não é compatível com amplificadores MR-J2-200 de primeira geração ou com amplificadores MR-J3/MR-J4.

P2: Qual é a diferença entre o HC-SFS202K e o HC-SFS202BK?

Os dois motores são idênticos em todas as especificações elétricas e mecânicas - 2 kW, 9,55 Nm, pico de 28,6 Nm, codificador de 17 bits, eixo chaveado, flange de 176 × 176 mm, mesmo requisito de amplificador. A única diferença é que oHC-SFS202BK possui freio eletromagnético aplicado por mola; oHC-SFS202K não. Escolha o HC-SFS202K sem freio para eixos horizontais e qualquer aplicação onde o bloqueio do servo seja suficiente em todas as condições de parada. Escolha o HC-SFS202BK quando o eixo carrega uma carga de gravidade ou requer retenção mecânica à prova de falhas no servo-desligado.

Q3: Qual é a diferença entre o HC-SFS202K e o HC-SFS202 (eixo reto)?

Mecanicamente e eletricamente idênticos – mesma saída, torque, codificador, flange e classe de amplificador. A única diferença é a interface do eixo. OHC-SFS202 possui um eixo reto lisopara acoplamentos de fixação por fricção. OHC-SFS202K possui um rasgo de chaveta usinadopara transmissão positiva de torque de chaveta e cubo. Escolha com base no design do acoplamento do mecanismo acionado. Não há diferença de desempenho entre os dois tipos de eixo sob condições de acoplamento corretamente instaladas.

P4: O HC-SFS202K pode substituir um HC-SF202K da geração J2 mais antiga?

Ambos os motores compartilham o mesmo flange de 176 × 176 mm e são mecanicamente intercambiáveis ​​na interface de montagem. No entanto, as gerações de codificadores diferem: oHC-SF202K usa um codificador de 14 bitse é compatível com amplificadores MR-J2 e MR-J2S. OHC-SFS202K usa um codificador de 17 bitse requer amplificadores MR-J2S. Se a máquina operar amplificadores MR-J2-200 de primeira geração, o HC-SFS202K não funcionará – em vez disso, forneça o HC-SF202K. Se os amplificadores forem MR-J2S-200, o HC-SFS202K é um substituto direto com maior resolução de feedback.

P5: É fornecida uma chave com o HC-SFS202K?

A prática padrão da Mitsubishi para motores HC-SFS com eixo chaveado é fornecer a chaveta separadamente do eixo - o rasgo da chaveta é usinado no eixo, mas a chaveta em si normalmente não está incluída na embalagem do motor. Verifique as dimensões da chaveta em relação às especificações do rasgo de chaveta do eixo e do cubo antes da montagem e use uma chaveta devidamente ajustada com tolerância correta para o torque da aplicação e condições de carga de choque. Consulte o manual de instruções relevante do servo motor Mitsubishi para obter as dimensões do eixo e as principais especificações recomendadas para o tamanho da estrutura HC-SFS202.