Mitsubishi HC-SFS153K (HCSFS153K) — Motor Servo AC 1,5kW, Poros Berpasak, Tanpa Rem, 3000 rpm, Seri MELSERVO J2-Super

Ikhtisar Produk

Nomor Suku Cadang: HC-SFS153K

Juga Dicari Sebagai: HCSFS153K, HC SFS 153K, HC-SFS-153K

Seri: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (Generasi J2-Super)

Klasifikasi: Motor Servo Tanpa Sikat AC Inersia Sedang — 1,5 kW, kelas 200V, 3000 rpm, Poros Berpasak, Tanpa Rem

Pembukaan: Motor Dengan Tujuan Khusus

Ada motor servo yang dirancang untuk fleksibilitas dan motor servo yang dirancang dengan mempertimbangkan antarmuka mekanis tertentu. Mitsubishi HC-SFS153K cenderung ke yang terakhir. Akhiran "K" adalah penentu penting — alur pasak yang dimesin pada poros yang secara fundamental mengubah cara torsi ditransmisikan dari motor ke komponen yang digerakkan.

Pada 1,5kW dan 3.000 rpm pada flensa 130 × 130 mm, HC-SFS153K masuk dalam jajaran servo berkapasitas sedang yang ringkas. Torsi kontinu 4,78 Nm dan puncak 14,3 Nm berada dalam pita praktis untuk sumbu bantu mesin perkakas, penggerak konveyor berkecepatan sedang, dan mekanisme apa pun di mana kopling motor-ke-beban harus presisi dan positif secara mekanis. Poros berpasak adalah fitur yang membuatnya tepat untuk aplikasi di mana poros lurus polos, betapapun andalnya dijepit, menimbulkan keraguan tentang integritas jalur torsi selama masa pakai motor.

Di balik poros: encoder absolut serial 17-bit yang sama pada 131.072 ppr yang berjalan di seluruh keluarga J2-Super HC-SFS, dipasangkan dengan kelas penguat MR-J2S-200.

Spesifikasi Teknis

Mengapa Poros Berpasak Mengubah Segalanya

Sebagian besar aplikasi servo menggunakan poros lurus halus dan kopling penjepit gesekan. Ini bekerja dengan baik, jangkauan kopling lebar, dan pemasangan mudah. Jadi kapan poros berpasak menjadi jawaban yang tepat?

Jawabannya berkaitan dengan apa yang sebenarnya dilakukan antarmuka penjepit gesekan. Kopling hub terbelah atau shrink-fit mentransmisikan torsi melalui gesekan antara lubang hub dan OD poros. Gesekan itu diatur oleh gaya penjepitan saat pemasangan — biasanya sekrup pengatur atau baut melalui hub terbelah — dan harus cukup besar untuk menahan puncak torsi tanpa selip: dalam hal ini, 14,3 Nm pada setiap transien akselerasi, siklus demi siklus, sepanjang masa pakai motor.

Dalam kondisi ideal, kopling gesekan pada 1,5kW menanganinya dengan andal. Dalam kondisi yang kurang ideal — pelonggaran hub yang disebabkan oleh getaran selama ribuan jam, siklus termal yang sedikit mengubah geometri penjepitan, input kejutan dari keterlibatan rantai atau kontak gigi — margin keamanan yang tampak memadai saat pemasangan dapat terkikis. Ketika itu terjadi, selip biasanya sesekali dan kesalahan mengikuti cukup kecil sehingga tidak ada alarm yang terpicu. Sumbu mengembangkan masalah pengulangan posisi yang sangat sulit didiagnosis karena hanya muncul ketika sumbu bekerja keras.

Alur pasak menghilangkan mode kegagalan ini. Pasak menempati slot yang cocok di poros dan hub, mentransmisikan torsi melalui penampang gesernya daripada melalui gesekan. Jalur torsi positif secara mekanis — tidak bergantung pada gaya penjepitan, tidak menurun dengan getaran, dan tidak mengendur dengan siklus termal. Pemuatan siklik, pembalikan, dan input kejutan yang akan menantang antarmuka gesekan tidak memengaruhi sambungan berpasak.

Untuk motor 1,5kW pada 3.000 rpm di mana komponen yang digerakkan — sproket waktu, input roda gigi cacing, puli sabuk sinkron, atau hub roda gigi — memiliki lubang pasak baik karena desain atau persyaratan pelanggan, HC-SFS153K adalah pilihan yang tepat dan alami. Tidak ada kompromi kinerja. Torsi terukur 4,78 Nm dan puncak 14,3 Nm identik dengan HC-SFS153 poros lurus.

1,5kW pada 3000 rpm: Titik Operasi

Empat koma tujuh delapan Newton-meter pada 3.000 rpm adalah kombinasi spesifik yang cocok untuk serangkaian jenis sumbu yang terdefinisi dengan baik.

Ini lebih banyak torsi daripada HC-SFS103 1kW (3,18 Nm pada kecepatan yang sama), yang menjadi relevan ketika sumbu menahan beban sedang di seluruh rentang operasinya daripada hanya selama transien akselerasi. Motor 1kW yang sumbunya secara teratur membutuhkan sekitar 3,18 Nm secara terus menerus beroperasi di dekat batas termalnya dengan sedikit margin. HC-SFS153K pada 4,78 Nm kontinu memberikan sumbu yang sama tersebut sekitar 50% lebih banyak kapasitas torsi berkelanjutan — ruang kepala yang terlihat sebagai suhu operasi yang lebih rendah, masa pakai lilitan yang lebih lama, dan frekuensi alarm beban berlebih yang berkurang pada siklus produksi yang menuntut.

Kecepatan terukur 3.000 rpm berfungsi untuk tujuan yang sama seperti di seluruh rentang HC-SFS 3000 rpm: memungkinkan kopling langsung ke mekanisme yang membutuhkan kecepatan poros daripada torsi poros. Bola sekrup pitch 5mm yang digerakkan pada 3.000 rpm mencapai kecepatan linier 15 m/menit — cukup cepat untuk banyak sumbu bantu CNC tanpa tahap reduksi apa pun. Penggerak sabuk waktu dengan rasio 2:1 mengubah ini menjadi 1.500 rpm pada poros yang digerakkan sambil menggandakan torsi yang tersedia, menempatkan titik kerja lebih dekat ke tempat banyak mekanisme yang digerakkan roda gigi atau sabuk benar-benar membutuhkannya.

Kecepatan maksimum 4.500 rpm memperluas rentang operasi di atas titik terukur di wilayah daya konstan, di mana torsi yang tersedia menurun secara proporsional. Rentang yang diperluas ini berguna untuk fase perjalanan cepat pada sumbu pemosisian di mana beban ringan dan permintaan torsi perjalanan jauh di bawah angka terukur.

Berada di Antara 103 dan 203

Rentang HC-SFS 3000 rpm pada flensa 130 × 130 mm berjalan dari 500W (HC-SFS53) hingga 2.000W (HC-SFS203) dalam empat langkah. HC-SFS153K berada pada langkah ketiga — di atas HC-SFS103 1kW, di bawah HC-SFS203 2kW, dan berbagi bingkai fisik dan antarmuka pemasangan yang sama dengan keduanya.

Satu detail yang perlu diperhatikan: baik HC-SFS153K maupun HC-SFS203K menggunakan penguat MR-J2S-200 yang sama. Flensa identik, pemasangan mekanis sama, dan pasangan penguat sama. Ini berarti bingkai mesin yang dirancang untuk HC-SFS153K dapat mengakomodasi HC-SFS203K tanpa perubahan panel mekanis atau listrik — satu-satunya penyesuaian parameter yang diperlukan adalah mengatur penguat untuk mengenali motor baru. Untuk aplikasi di mana ekspansi kapasitas di masa mendatang adalah kemungkinan, ini adalah fleksibilitas desain yang berguna.

Tanpa Rem: Default yang Tepat untuk Sumbu Poros Berpasak Horizontal

HC-SFS153K tidak memiliki rem elektromagnetik. Ini adalah konfigurasi yang tepat untuk sebagian besar sumbu horizontal dan simetris yang dimuat di mana poros berpasak masuk akal.

Aplikasi poros berpasak biasanya melibatkan kopling mekanis — sproket, hub roda gigi, poros input cacing, puli sabuk — yang semuanya paling umum pada mekanisme horizontal: penggerak konveyor, sistem umpan material, pemutar indeks putar pada bidang horizontal, sumbu bantu pada rakitan mesin yang dipasang secara horizontal. Pada sumbu-sumbu ini, penguncian servo melalui loop posisi tertutup MR-J2S-200 sepenuhnya memadai untuk menahan posisi saat istirahat. Encoder 17-bit memantau sudut poros secara terus menerus; penguat memasok arus korektif untuk mempertahankan kesalahan mengikuti nol. Tidak ada yang perlu ditambahkan oleh rem pada mekanisme horizontal yang seimbang.

Keuntungan praktis konfigurasi tanpa rem pada ukuran motor ini nyata. Tidak ada sirkuit rem DC 24V di panel. Tidak ada relai, tidak ada penekan lonjakan. Tidak ada interlock MBR di PLC. Tidak ada inspeksi keausan rem berkala pada jadwal pemeliharaan. Motor lebih ringan dan lebih pendek daripada padanannya yang menggunakan rem, yang penting pada sumbu di mana massa motor berkontribusi pada inersia struktur yang bergerak.

HC-SFS153K dengan poros berpasak dan tanpa rem menggambarkan antarmuka mekanis yang lugas: hub berpasak dan terkunci, motor terhubung ke MR-J2S-200, dan sumbu beroperasi dengan bersih tanpa perangkat keras penahan tambahan. Di mana sumbu benar-benar vertikal atau dimuat gravitasi, HC-SFS153BK (poros berpasak ditambah rem yang diterapkan pegas) adalah spesifikasi yang tepat. Pada mesin dengan beberapa sumbu dengan kapasitas ini, menerapkan tes sumbu vertikal secara sengaja ke masing-masing dan menentukan secara sesuai menghasilkan desain yang lebih bersih daripada memilih rem di mana-mana.

Penguat yang Kompatibel

HC-SFS153K dipasangkan dengan keluarga penguat MR-J2S-200 — platform J2-Super berkapasitas 2kW. Meskipun motornya 1,5kW, permintaan arus pada 3.000 rpm membutuhkan kelas penguat 2kW daripada MR-J2S-100 1kW. Ini konsisten di seluruh rentang HC-SFS 3000 rpm: baik HC-SFS153 maupun HC-SFS203 menggunakan MR-J2S-200.

MR-J2S-200A menangani perintah analog dan pulsa dari sistem CNC, PLC, dan pengontrol gerakan eksternal. Mode kontrol posisi, kecepatan, dan torsi semuanya tersedia, bersama dengan kombinasi mode sakelar P/S, S/T, dan T/P. RS-232C terhubung ke perangkat lunak pengaturan MR Configurator. Ini adalah pilihan standar untuk aplikasi mesin perkakas dan otomatisasi umum.

MR-J2S-200B terhubung ke pengontrol gerakan seri A dan seri Q Mitsubishi melalui bus serial serat optik SSCNET. Semua perintah sumbu dan umpan balik encoder berjalan melalui jaringan serat. Diperlukan untuk mesin multi-sumbu di mana gerakan sumbu terkoordinasi — roda gigi elektronik, kontur, umpan sinkron — dikelola oleh pengontrol gerakan Mitsubishi.

MR-J2S-200CP menggabungkan pemosisian sumbu tunggal bawaan dengan hingga 31 posisi tabel titik, diaktifkan oleh sinyal I/O digital atau jaringan CC-Link. Untuk sumbu pemosisian terindeks mandiri yang tidak memerlukan koordinasi dengan sumbu lain, CP menghilangkan biaya pengontrol gerakan khusus.

Catatan kompatibilitas. HC-SFS153K memerlukan penguat MR-J2S-200. Ini tidak kompatibel dengan MR-J2-200 generasi pertama, yang tidak dapat mendekode protokol encoder J2-Super 17-bit. Untuk mesin yang menjalankan perangkat keras MR-J2-200 asli, HC-SF153K (poros berpasak, encoder 14-bit, dimensi mekanis yang sama) adalah motor yang tepat. Tidak kompatibel dengan penguat MR-J3 atau MR-J4 tanpa kit adaptor pembaruan.

Aplikasi Khas

Sumbu utama penggerak sabuk waktu dan sinkron. Sumbu mesin di mana motor menggerakkan reduksi sabuk waktu — pengaturan yang sangat umum pada motor servo 3.000 rpm — menggunakan puli berpasak sebagai praktik desain standar. Ketegangan sabuk memuat puli hub secara radial, dan pasak mencegah puli berputar pada poros di bawah beban radial dan tangensial gabungan dari penggerak sabuk. Poros berpasak HC-SFS153K persis seperti yang dibutuhkan penggerak ini.

Penggerak input roda gigi cacing. Meja indeks putar, turret yang digerakkan servo, dan mekanisme pemosisian sudut yang menggunakan reduktor roda gigi cacing menghubungkan motor ke poros cacing melalui hub kopling berpasak. Resistensi penggerak cacing terhadap pembalikan berarti motor sering menahan posisi melalui reduksi roda gigi daripada melalui penguncian servo, dan antarmuka berpasak memastikan kopling motor-ke-cacing positif secara mekanis di seluruh siklus pemosisian dan fase penahanan.

Penggerak sproket rantai pada sistem konveyor dan transfer. Bagian konveyor yang digerakkan servo dan mekanisme transfer yang menggunakan penggerak rantai memasang sproket pada poros motor menggunakan lubang berpasak. Penggerak rantai menimbulkan beban kejut sesekali — setiap keterlibatan mata rantai menciptakan lonjakan torsi singkat — dan antarmuka berpasak menangani input kejut siklik ini dengan kuat di mana penjepitan gesekan akan semakin tertantang.

Penggerak sumbu bantu mesin perkakas CNC. Sumbu rotasi pengubah palet, penggerak majalah perkakas putar, dan penggerak konveyor serbuk pada pusat permesinan CNC sering menggunakan kopling berpasak pada antarmuka motor-ke-mekanisme, terutama di mana sumbu terhubung ke mekanisme roda gigi yang ada yang dirancang di sekitar input poros berpasak.

Gulungan penggerak mesin tekstil dan konversi. Gulungan umpan dan gulungan tegangan pada mesin pengiris, jalur laminasi, dan peralatan pemrosesan tekstil di mana hub gulungan berpasak ke poros penggerak di seluruh jajaran produk. Mengganti motor pada mesin semacam itu tanpa mengubah hub gulungan mudah dilakukan ketika motor membawa spesifikasi alur pasak yang sama.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Q1: Mengapa HC-SFS153K menggunakan penguat MR-J2S-200 daripada MR-J2S-100, mengingat hanya 1,5kW?

Kelas penguat ditentukan oleh permintaan arus motor, bukan hanya peringkat dayanya. Pada 3.000 rpm dan 1,5kW, HC-SFS153K menarik arus yang melebihi output terukur MR-J2S-100. Tabel kompatibilitas motor-penguat Mitsubishi mengonfirmasi MR-J2S-200 untuk HC-SFS153 dan HC-SFS203 pada 3.000 rpm. Ini konsisten dengan HC-SFS152 (1,5kW pada 2.000 rpm) yang juga menggunakan MR-J2S-200 — amplop arus pada kombinasi daya dan kecepatan ini membutuhkan penguat yang lebih besar terlepas dari watt pada pelat nama motor.

Q2: Apa perbedaan praktis antara HC-SFS153K (berpasak) dan HC-SFS153 (poros lurus)?

Spesifikasi kinerja identik — torsi terukur 4,78 Nm yang sama, puncak 14,3 Nm yang sama, encoder yang sama, penguat yang sama. Perbedaannya murni jalur torsi poros-ke-hub. Alur pasak yang dimesin pada HC-SFS153K mentransmisikan torsi secara mekanis melalui penampang geser pasak; poros lurus HC-SFS153 mengandalkan penjepitan gesekan dari hub kopling. Varian berpasak sesuai ketika komponen yang digerakkan memiliki lubang pasak, ketika mekanisme melibatkan pembalikan siklik atau pemuatan kejut, atau ketika integritas jalur torsi jangka panjang di bawah getaran adalah prioritas desain. Untuk kopling presisi lubang halus pada sumbu horizontal yang bersih, HC-SFS153 poros lurus lebih sederhana dan sama andalnya.

Q3: Bisakah HC-SFS153K menggantikan HC-SF153K pada mesin yang menjalankan penguat generasi pertama MR-J2-200?

Tidak. Encoder 17-bit HC-SFS153K tidak kompatibel dengan penguat MR-J2-200 generasi pertama. Hanya HC-SF153K (poros berpasak, encoder 14-bit) yang kompatibel dengan perangkat keras MR-J2-200 asli. Jika mesin telah ditingkatkan ke penguat MR-J2S-200, HC-SFS153K adalah pengganti langsung secara mekanis, dan resolusi encoder yang lebih tinggi adalah keuntungan otomatis.

Q4: Di mana letak baterai cadangan encoder absolut?

Baterai — sel lithium Mitsubishi A6BAT — berada di dalam penguat servo MR-J2S-200, bukan di motor. Ini mempertahankan penghitung absolut multi-putaran selama periode mati daya. Ganti pada alarm baterai lemah pertama dari penguat. Jangan menunda: baterai yang benar-benar habis akan mengatur ulang penghitung multi-putaran, memerlukan siklus pengembalian referensi pada startup berikutnya sebelum sumbu dapat kembali ke produksi. Pada mesin ketersediaan tinggi, alarm baterai lemah harus diperlakukan sebagai tugas pemeliharaan segera.

Q5: HC-SFS153K telah dihentikan. Apa saja opsi sumber dan peningkatan?

HC-SFS153K tetap tersedia sebagai stok surplus dan unit rekondisi yang diuji melalui spesialis komponen servo Mitsubishi, menjadikannya pilihan praktis untuk memelihara mesin platform J2-Super yang ada. Untuk desain mesin baru atau peningkatan platform penuh, padanan generasi saat ini berasal dari seri HG-KR atau HF-KP dengan penguat MR-J4 atau MR-JE — tetapi motor dan penguat harus diganti bersama karena protokol encoder tidak kompatibel. Untuk mesin dengan banyak unit HC-SFS153K di mana penguat masih berfungsi, memelihara platform J2-Super yang ada melalui sumber motor surplus seringkali lebih hemat biaya daripada peningkatan sistem penggerak penuh.