Mitsubishi HC-SFS702B (HCSFS702B) — Servomotor CA de 7kW com Freio Eletromagnético, Série MELSERVO-J2S

Identificação do Produto

Número da Peça: HC-SFS702B

Também Pesquisado Como: HCSFS702B, HC-SFS-702B

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

Tipo de Motor: Servomotor CA sem Escovas — Eixo Reto com Freio Eletromagnético

Condição: Novo na Caixa — Garantia de Um Ano — Em Estoque

Visão Geral

O Mitsubishi HC-SFS702B é o maior motor padrão da família HC-SFS de 2.000 rpm — um servomotor CA sem escovas de inércia média de 7kW da plataforma MELSERVO-J2S (J2-Super), equipado com um freio eletromagnético de mola e um eixo reto. Classificado em 33,4 Nm contínuo e 100 Nm de pico, é o motor especificado quando um eixo realmente precisa dessa capacidade: colunas Z pesadas, grandes transportadores de paletes, mesas rotativas de alta massa e sistemas de manuseio industrial onde servomotores de gama média simplesmente ficam sem margem de torque.

Duas características definem esta variante exata. O freio eletromagnético é o dispositivo de retenção à prova de falhas — mola aplicada, liberação por 24V CC — que mantém um eixo desligado estacionário, independentemente do que aconteça a montante no controle. O eixo reto o torna a escolha certa para acoplamentos de aperto por fricção, cubos de aperto divididos e projetos de acoplamento de fole de precisão onde um eixo liso é a interface correta. Para aplicações que necessitam de chaveta, o HC-SFS702BK é a variante paralela; todo o resto entre os dois modelos é idêntico.

Internamente, o encoder da geração J2S coloca este motor em uma classe diferente dos motores HC-SF anteriores com a mesma capacidade. O encoder absoluto serial de 17 bits — 131.072 posições por revolução — fornece um fluxo de feedback que o amplificador MR-J2S usa para executar seu loop de velocidade com largura de banda de 550 Hz ou superior. O resultado é um eixo que mantém a posição firmemente sob carga de corte e responde rapidamente aos comandos de trajetória, mesmo ao acionar cargas grandes e de alta inércia.

Especificações Técnicas

Por que 7kW — Entendendo os Números de Torque

Há uma lacuna significativa entre 5kW e 7kW em termos de máquinas-ferramenta reais, e isso se manifesta mais claramente em duas situações: aceleração pesada do eixo e corte sustentado em altas taxas de avanço.

Com 33,4 Nm contínuos, o HC-SFS702B pode sustentar esse torque indefinidamente em estado estacionário térmico, dentro da classificação de corrente do amplificador. O pico de 100 Nm — exatamente três vezes o valor contínuo — está disponível para rajadas de aceleração. Quando uma máquina precisa mover um slide Z de 200 kg para uma nova altura Z em uma translação rápida, o torque de aceleração determina a velocidade com que esse movimento pode ocorrer. O pico de 100 Nm dá ao amplificador a margem para exigir o torque máximo de aceleração durante o movimento, e depois se estabilizar no torque menor necessário para manter a posição assim que o eixo chegar.

A capacidade de 10 kVA da instalação elétrica reflete o que este motor exige do lado da fonte elétrica. O projeto do painel, a dimensionamento dos cabos, a fusão e a capacidade do resistor regenerativo devem ser dimensionados para este valor. O amplificador MR-J2S-700 gerencia a energia regenerativa — a energia retornada ao barramento CC quando uma carga de alta inércia desacelera — e o projeto do painel deve levar em conta os requisitos de dissipação de calor regenerativo, especialmente em eixos que desaceleram de alta velocidade com frequência.

O Eixo Reto: Seleção Correta de Acoplamento a 7kW

O HC-SFS702B usa um eixo reto liso. Nesta capacidade, a seleção e a qualidade da instalação do acoplamento importam mais do que em eixos menores — 33,4 Nm de torque sustentado através de um cubo de acoplamento mal apertado eventualmente causará deslizamento, e em um eixo de 7kW, eventos de deslizamento tendem a danificar tanto o acoplamento quanto o mecanismo de carga antes que a falha seja registrada.

Para eixos acionados por fusos de esferas, um acoplamento de disco ou de fole com um cubo de aperto dividido dimensionado corretamente é a abordagem padrão. A força de aperto deve ser suficiente para transmitir o torque de pico (100 Nm) sem qualquer movimento relativo entre o eixo e o cubo em condições de pior caso — tipicamente uma reversão súbita durante a usinagem ativa, ou uma desaceleração da translação máxima. Fabricantes de acoplamentos publicam valores máximos de torque transmissível para seus produtos; sempre verifique o pico, não apenas o torque contínuo nominal, ao selecionar um acoplamento para este motor.

Uma nota de instalação que se aplica especificamente a motores de eixo reto em tamanhos de quadro grandes: cargas radiais no eixo de acoplamentos desalinhados são proporcionalmente mais danosas em um motor mais pesado do que em um pequeno, porque o vão dos rolamentos não escala linearmente com o tamanho do motor. Alinhamento cuidadoso — tanto angular quanto de deslocamento paralelo — durante a comissionamento estende a vida útil dos rolamentos consideravelmente. O retentor de óleo IP65 no ponto de passagem do eixo é uma proteção secundária; não é um substituto para o alinhamento adequado.

Freio Eletromagnético — Racional de Engenharia nesta Escala

Freios de mola aplicada têm uma lógica que se torna mais importante à medida que o tamanho do motor aumenta: quanto maior o motor, maior a consequência de um eixo sem freio perder o controle do servo. Um servomotor de 7kW acionando uma coluna Z suporta o peso total da cabeça do fuso da máquina — em um VMC substancial, essa montagem pode representar várias centenas de quilogramas de aço posicionados acima da peça e do dispositivo de fixação. O torque do servo cai para zero em milissegundos quando o amplificador dispara. Sem uma retenção mecânica, a coluna segue a gravidade.

O freio do HC-SFS702B muda essa equação. A mola engata no momento em que os 24V CC são removidos — por projeto durante uma sequência normal de desligamento, ou por necessidade durante um e-stop, disparo de alarme ou perda de energia. A coluna se mantém. A peça é protegida. A máquina pode ser recuperada em condições controladas em vez de em resposta de emergência.

Para projetistas e integradores de máquinas que constroem em torno deste motor, três pontos se aplicam:

Primeiro, o torque de retenção estático nominal do freio é compatível com a capacidade do motor — mas é projetado para segurar uma carga parada, não para deter uma em movimento. A rotina de desaceleração do amplificador deve trazer o eixo para parar antes que o freio possa ser engatado. Usar o sinal MBR (saída de intertravamento do freio eletromagnético) do amplificador MR-J2S para temporizar o relé do freio faz isso corretamente. Ligar o freio diretamente a um contato de e-stop — sem o intertravamento MBR — arrisca engatar o freio contra uma carga de 7kW em movimento, o que acelera drasticamente o desgaste do freio.

Segundo, com 35A de corrente nominal e capacidade de 7kW, os cabos de alimentação do motor transportam corrente significativa. A fiação da bobina do freio deve ser roteada separadamente dos condutores de energia, sempre que possível, e o supressor de surto nos terminais da bobina do freio é inegociável neste nível de potência.

Terceiro, para eixos verticais com carga desbalanceada significativa, a orientação da Mitsubishi coloca o torque estático desbalanceado recomendado em no máximo 70% do torque nominal do motor — aproximadamente 23 Nm no eixo do motor para este modelo. Acima desse limite, o contrapeso através de um cilindro pneumático ou hidráulico deve complementar o sistema de servo e freio, em vez de depender apenas do torque do motor e da retenção do freio.

Encoder de 17 Bits — O Que Ele Entrega em um Sistema de 7kW

O encoder da geração J2-Super opera em 17 bits — 131.072 posições distintas por revolução do motor. Comparado ao encoder de 14 bits (16.384 ppr) no antigo HC-SF702B, isso é um aumento de oito vezes na resolução.

A 7kW, o benefício prático aparece em duas áreas. A precisão da estimativa de velocidade é a primeira: o amplificador calcula a velocidade a partir de amostras de posição consecutivas do encoder. Mais posições por revolução significam medição de velocidade mais fina por intervalo de amostra, o que dá ao loop de velocidade um sinal mais limpo e permite que ele opere com maior largura de banda sem instabilidade. O segundo benefício é a suavidade do torque em baixa velocidade. Em taxas de avanço muito baixas — movimentos de contorno lentos, corte de rosca em um torno, acompanhamento de engrenagem em uma máquina de engrenagens — a resolução do encoder determina quão finamente o amplificador pode regular a velocidade. Dados de encoder grosseiros levam a ondulação de velocidade, que aparece como variação no acabamento superficial. O encoder de 17 bits reduz essa ondulação substancialmente em comparação com gerações de encoder mais antigas.

A função absoluta continua funcionando através de qualquer interrupção de energia, sustentada pela bateria A6BAT no amplificador MR-J2S. A reinicialização da máquina após qualquer evento de energia — desligamento de manutenção programada, recuperação de e-stop, reset de alarme — não requer um ciclo de homing, desde que a bateria esteja saudável.

Aplicações Típicas

Eixo Z de VMC em centros de usinagem de grande formato. A coluna Z que carrega uma cabeça de fuso em tamanho real é a aplicação mais comum para um servo de 7kW equipado com freio. Ele precisa da capacidade para aceleração de translação rápida e torque de fresagem sustentado, o freio para posição de repouso segura e o encoder absoluto para reinício limpo após qualquer evento de energia.

Sistemas de eixo W e acionamento de paletes de HMC. O posicionamento do eixo W de centro de usinagem horizontal para cabeçotes de faceamento e acionamentos de transportador de paletes para transferência de dispositivos de fixação grandes usam acionamentos de servo de alta capacidade. O transportador de paletes deve iniciar e parar cargas pesadas repetidamente em taxas de ciclo de produção; o pico de 100 Nm lida com o torque de aceleração, e o freio mantém a posição do palete em cada estação.

Eixos de alimentação de torre e sub-fuso de tornos CNC grandes. Centros de torneamento de alta capacidade com torres servo de múltiplas posições precisam de indexação decisiva e rápida sob o peso de múltiplas ferramentas. A capacidade de 7kW lida com torres grandes que um motor de gama média teria dificuldade.

Carregadores de gantry industriais e sistemas de manuseio aéreo. Sistemas de transferência de peças tipo gantry com deslocamento vertical significativo e end-effectors pesados usam acionamentos servo com freio no eixo Z pelas mesmas razões de segurança contra falhas que as colunas Z de máquinas-ferramenta. O eixo reto se adapta aos projetos de acoplamento comuns em sistemas de acionamento de gantry.

Mesas rotativas e acionamento de 4º eixo. Mesas rotativas de grande formato com peças que exigem torque sustentado durante o contorno — usinagem de impulsores, peças estruturais aeroespaciais — usam acionamentos servo de alta capacidade com feedback direto do encoder.

Série HC-SFS — Faixa de 2000 rpm em Resumo

Cada ponto de capacidade está disponível em combinações de eixo reto/chavetado e com/sem freio. O HC-SFS702B é a variante de eixo reto com freio no topo de 7kW desta faixa. Todos os modelos compartilham o encoder absoluto serial de 17 bits, entrada de classe 200V CA, proteção IP65 e eixo com retentor de óleo.

Novo na Caixa, Garantia de Um Ano — Em Estoque

Novo na caixa, selado de fábrica, significa embalagem original Mitsubishi, todas as capas protetoras intactas, nunca energizado ou instalado. A garantia de um ano cobre o motor contra defeitos a partir da entrega. Para uma máquina que está aguardando um servomotor para retomar a produção, novo na caixa em estoque é o caminho mais rápido e confiável de volta à operação — sem tempo de chumbo de reparo, sem variáveis de peças recondicionadas, sem histórico a considerar.

Com 32 kg, o HC-SFS702B é enviado em uma caixa protetora com suporte interno de espuma. A tampa da extremidade do eixo e todas as portas de conexão permanecem cobertas até a instalação. A graxa do rolamento está fresca de fábrica; nenhum serviço pré-instalação é necessário para motores que vão diretamente para serviço dentro de períodos normais de armazenamento.

Perguntas Frequentes

P1: Quais amplificadores são compatíveis com o HC-SFS702B?

O HC-SFS702B requer um amplificador da classe MR-J2S-700. As três opções principais são o MR-J2S-700A (comando analógico/pulso de uso geral), o MR-J2S-700B (barramento de fibra óptica SSCNET, para sistemas de controlador de movimento) e o MR-J2S-700CP (função de posicionamento embutida). Todos os três suportam o encoder serial de 17 bits e a corrente nominal de 35A deste motor. O HC-SFS702B não é compatível com amplificadores MR-J2 originais (que não conseguem ler o encoder J2S de 17 bits) ou com amplificadores MR-J3 / MR-J4 sem hardware de conversão dedicado.

P2: Qual é a diferença entre o HC-SFS702B e o HC-SFS702BK?

Os dois modelos são mecanicamente e eletricamente idênticos em todos os aspectos, exceto pelo eixo. O HC-SFS702B tem um eixo reto liso para uso com acoplamentos tipo aperto por fricção. O HC-SFS702BK tem uma chaveta usinada, fornecendo uma conexão de torque positiva por chaveta e chaveteiro ao componente acionado. Ambos compartilham a mesma saída de 7kW, torque nominal de 33,4 Nm, pico de 100 Nm, encoder de 17 bits, freio, classificação IP65 e compatibilidade com amplificador MR-J2S-700. Escolha com base apenas no seu projeto de acoplamento.

P3: Como funciona o freio eletromagnético e qual é a prática de fiação correta?

O freio é aplicado por mola e à prova de falhas: 24V CC energizam a bobina e mantêm o disco do freio afastado, permitindo a rotação livre do eixo. Remova os 24V — por projeto, falha ou perda de energia — e a mola trava imediatamente o eixo. É um dispositivo de retenção, não um freio de parada. Sempre use a saída MBR (intertravamento do freio) do amplificador MR-J2S para controlar o relé do freio, garantindo que o freio seja engatado apenas após o motor ter desacelerado até parar. Instale um supressor de surto diretamente nos terminais da bobina do freio para suprimir picos de tensão indutiva ao desligar.

P4: O encoder de 17 bits requer uma bateria e qual bateria ele usa?

Sim. O encoder absoluto serial de 17 bits retém os dados de posição durante o desligamento através de backup de bateria. A bateria é a célula de lítio Mitsubishi A6BAT, instalada dentro do amplificador servo MR-J2S — não no corpo do motor ou encoder. Quando a A6BAT está saudável, o eixo retém a posição absoluta exata através de qualquer interrupção de energia e reinicia sem um ciclo de homing. Quando o amplificador exibe um alarme de aviso de bateria fraca, substitua a A6BAT durante a próxima janela de manutenção programada — esgotar completamente a bateria resulta na perda da posição absoluta, o que requer um ciclo de retorno de referência antes que a máquina possa retomar a produção.

P5: Como o HC-SFS702B se compara ao antigo HC-SF702B com a mesma capacidade de 7kW?

Ambos são motores de 7kW, 2.000 rpm, 33,4 Nm com eixos retos e freios eletromagnéticos, e compartilham a mesma flange de 176 × 176 mm — o que significa que são mecanicamente intercambiáveis no ponto de montagem. A diferença crítica é a geração do encoder: o HC-SF702B (era J2) usa um encoder de 14 bits a 16.384 ppr e é pareado com amplificadores MR-J2 ou MR-J2S. O HC-SFS702B (era J2S) usa um encoder de 17 bits a 131.072 ppr e requer amplificadores MR-J2S. Se sua máquina já executa amplificadores MR-J2S, o HC-SFS702B é a escolha correta e de maior desempenho. Se ela executa amplificadores MR-J2 originais, o amplificador deve ser atualizado ao mesmo tempo, ou o HC-SF702B é o motor correto a ser obtido.