Mitsubishi HC-SFS301B (HCSFS301B) — Motor Servo AC 3kW, Poros Lurus + Rem, 1000 rpm, Seri MELSERVO-J2S

Identifikasi Produk

Nomor Suku Cadang: HC-SFS301B

Juga Dicari Sebagai: HCSFS301B, HC-SFS-301B

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

Tipe Motor: Motor Servo AC Tanpa Sikat — Poros Lurus dengan Rem Elektromagnetik, 1000 rpm

Kondisi: Baru dalam Kotak, Disegel Pabrik

Kisah Torsi: 3kW pada 1000 rpm

Sebagian besar motor servo mengoptimalkan untuk kecepatan. HC-SFS301B dibangun berdasarkan prioritas yang berbeda: torsi berkelanjutan pada kecepatan poros rendah. Tiga kilowatt output yang dialirkan melalui lilitan 1.000 rpm menghasilkan 28,6 Nm torsi terukur berkelanjutan — dua kali lipat dari yang akan dihasilkan oleh motor 3kW yang diberi peringkat 2.000 rpm pada porosnya. Tidak perlu gearbox untuk mencapai angka tersebut. Tidak ada tahap reduksi perantara yang menambah kelonggaran, interval perawatan, atau kerumitan mekanis pada rangkaian penggerak.

Itulah alasan utama para insinyur menentukan motor ini. Di mana aplikasi menuntut torsi yang cukup secara terus menerus pada kecepatan poros lambat — penggerak meja putar yang terhubung langsung, mekanisme transfer palet lambat, sumbu penggulungan yang berjalan di bawah beban tegangan konstan — profil torsi tinggi 1.000 rpm memecahkan masalah tanpa perangkat keras transmisi daya tambahan antara motor dan beban.

85,9 Nm puncak memberikan ruang untuk akselerasi. Menggerakkan beban inersia tinggi dari keadaan diam ke kecepatan terukur dan menghentikannya dengan bersih membutuhkan torsi yang jauh lebih besar daripada mempertahankan kecepatan stabil. Rasio puncak-ke-terukur tiga banding satu itulah yang memungkinkan HC-SFS301B menggerakkan beban berat melalui siklus mulai-berhenti yang tajam sambil tetap berada dalam peringkat termal berkelanjutannya di sepanjang bagian kerja setiap siklus.

"B" menunjukkan varian rem elektromagnetik. Motor dikirimkan dengan rem yang diterapkan pegas terpasang dan poros lurus untuk antarmuka kopling penjepit gesekan. Ini adalah konfigurasi untuk aplikasi yang menggabungkan kebutuhan akan penahan mekanis yang aman dari kegagalan dengan desain kopling poros polos.

Spesifikasi Teknis

Platform J2-Super: Apa yang Diubah oleh Encoder 17-Bit

Keluarga HC-SFS adalah penerus J2-Super dari jajaran HC-SF asli. Dimensi fisiknya sama; encodernya tidak. HC-SFS301B membawa encoder absolut serial 17-bit — 131.072 posisi per putaran — dibandingkan dengan perangkat 14-bit (16.384 ppr) di HC-SF301B. Langkah di antara keduanya tidak marjinal: 131.072 versus 16.384 adalah peningkatan resolusi delapan kali lipat.

Pada 1.000 rpm, resolusi encoder tinggi mendapatkan nilainya dengan cara tertentu. Sumbu servo berkecepatan rendah adalah yang paling sulit dijalankan dengan lancar dari sudut pandang kontrol kecepatan. Amplifier menghitung kecepatan dari sampel posisi encoder berturut-turut yang diambil pada interval sampel tetap. Dengan 16.384 posisi per putaran, setiap sampel mencakup langkah sudut yang relatif kasar pada kecepatan rendah, dan perkiraan kecepatan mengandung lebih banyak kebisingan granularitas. Dengan 131.072 posisi yang tersedia, perhitungan yang sama menyelesaikan peningkatan sudut yang jauh lebih halus, memberikan loop kecepatan sinyal kecepatan yang lebih bersih untuk dikerjakan. Hasilnya adalah rotasi yang jauh lebih halus pada laju umpan rendah — lebih sedikit riak pada gelombang kecepatan, keseragaman torsi yang lebih baik pada poros, dan hasil permukaan yang lebih baik dalam aplikasi seperti penggilingan atau pemotongan kontur lambat.

Fungsi absolut menyimpan posisi multi-putaran di encoder dan mempertahankannya melalui kehilangan daya, didukung oleh baterai lithium A6BAT yang housed di dalam amplifier MR-J2S. Dari perspektif mesin, interupsi daya tidak terlihat oleh sistem posisi. Mulai ulang setelah peristiwa daya apa pun — shutdown terencana, pemulihan e-stop, reset alarm — berlangsung tanpa siklus pengembalian referensi. Sumbu hanya muncul di posisi absolut terakhir yang diketahui.

Satu perbedaan penting dari HC-SF301B: encoder 17-bit HC-SFS301B memerlukan platform amplifier MR-J2S. Ini tidak kompatibel mundur dengan amplifier MR-J2 generasi pertama. Jika mesin saat ini menjalankan perangkat keras MR-J2 (tanpa akhiran S), HC-SF301B adalah motor yang tepat untuk dicari. Jika amplifier adalah MR-J2S, HC-SFS301B adalah pasangan yang tepat — dan yang berkinerja lebih baik.

Rem Elektromagnetik pada Kapasitas Ini

Rem yang diterapkan pegas menjadi lebih penting seiring meningkatnya torsi berkelanjutan. Pada 28,6 Nm terukur, sumbu yang membawa beban torsi tinggi — meja putar bermuatan, bagian berat yang digantung pada sumbu Z — menerapkan torsi tersebut ke arah mana pun gravitasi atau ketidakseimbangan beban menentukan saat arus servo turun menjadi nol. Pada mesin tanpa interlock rem, e-stop pertama atau peristiwa daya dapat menyebabkan gerakan tidak terkontrol yang signifikan sebelum rem dinamis di amplifier menghentikan poros.

Rem yang diterapkan pegas HC-SFS301B menghilangkan ketidakpastian itu. Ketika DC 24V ada, koil menahan cakram rem tetap terbuka dan poros berputar bebas. Lepaskan 24V — dengan perintah perangkat lunak selama urutan shutdown normal, dengan relai terlepas pada e-stop, atau dengan hilangnya daya kontrol — dan pegas segera mengaktifkan cakram. Poros ditahan secara mekanis, terlepas dari status amplifier.

Tiga hal yang harus diperhatikan dalam pemasangan:

Rem harus aktif hanya setelah sumbu berhenti. Amplifier MR-J2S menyediakan sinyal MBR khusus untuk tujuan ini — ia menunda pengaktifan rem sampai motor melambat di bawah kecepatan ambang batas. Menghubungkan koil rem langsung ke kontak e-stop, tanpa interlock MBR, berisiko mengaktifkan pegas terhadap poros yang berputar. Pada torsi motor puncak 85,9 Nm, tabrakan antara cakram yang dijepit pegas dan rotor yang berputar sangat tiba-tiba dan akan sangat memperpendek masa pakai rem.

Peredaman lonjakan arus wajib. Koil rem adalah beban induktif. Mengalihkan DC 24V ke koil yang tidak terlindungi menghasilkan lonjakan tegangan induktif yang besar saat dimatikan. Peredam lonjakan — snubber atau dioda freewheeling — harus dipasang langsung melintasi terminal koil rem, sedekat mungkin dengan koil. Mengabaikannya berisiko merusak relai atau output digital amplifier yang menggerakkan sirkuit rem.

Untuk sumbu vertikal, panduan yang diterbitkan Mitsubishi menempatkan torsi tidak seimbang statis maksimum yang direkomendasikan pada atau di bawah 70% dari torsi terukur motor — sekitar 20 Nm pada poros untuk HC-SFS301B. Beban yang menghasilkan torsi tidak seimbang yang lebih tinggi harus dilengkapi dengan penyeimbang mekanis daripada mengandalkan sistem servo dan rem saja.

Poros Lurus: Desain dan Pemasangan Kopling

Poros lurus HC-SFS301B memerlukan hub kopling penjepit gesekan atau penjepit terpisah. Kopling harus dipilih dan dipasang untuk angka torsi puncak — 85,9 Nm — bukan hanya peringkat berkelanjutan 28,6 Nm. Hub yang diberi peringkat untuk torsi berkelanjutan tetapi marjinal di bawah puncak pada akhirnya akan mengalami mikro-slip, memperkenalkan kesalahan posisi yang terakumulasi secara halus selama beberapa siklus mesin sebelum terlihat sebagai pergeseran dimensi bagian.

Pemasangan hub yang benar pada poros lurus mengikuti prosedur spesifik dalam manual motor servo Mitsubishi: gunakan lubang berulir di ujung poros untuk menarik hub secara aksial — baut penarik, ring, dan mur yang duduk di permukaan hub — daripada menekan atau memukul hub secara langsung. Beban benturan poros dari pemukulan berjalan langsung kembali melalui motor ke cakram encoder. Bahkan jika tidak ada kesalahan langsung yang terjadi, kerusakan akibat guncangan pada mekanisme encoder dapat menyebabkan kesalahan umpan balik intermiten atau kegagalan encoder dini yang hanya terlihat setelah mesin telah diproduksi selama beberapa waktu.

Untuk aplikasi di mana koneksi poros-ke-hub yang lebih positif lebih disukai, HC-SFS301BK adalah versi poros berpasak dari motor yang sama — identik dalam setiap spesifikasi, dengan alur pasak yang dimesin ditambahkan. Kedua varian dipasang pada flensa 176 × 176 mm yang sama dan dipasangkan dengan amplifier MR-J2S-350 yang sama.

Amplifier yang Kompatibel — Kelas MR-J2S-350

HC-SFS301B memerlukan amplifier kelas MR-J2S-350. Tiga varian standar tersedia:

• MR-J2S-350A — Antarmuka serbaguna dengan perintah analog/pulsa. Mendukung mode kontrol posisi, kecepatan, dan torsi. Pilihan standar untuk sistem yang digerakkan CNC dan PLC menggunakan perintah langkah/arah atau kecepatan analog.
• MR-J2S-350B — Antarmuka bus serat optik SSCNET, dirancang untuk sistem multi-sumbu terkoordinasi melalui pengontrol gerakan Mitsubishi (seri A, seri Q). Perintah posisi dikirimkan melalui jaringan serial daripada melalui train pulsa.
• MR-J2S-350CP — Fungsi penentuan posisi bawaan. Data tabel titik disimpan di dalam amplifier itu sendiri, dengan antarmuka CC-Link atau I/O. Cocok untuk penentuan posisi mandiri tanpa pengontrol gerakan khusus.

Ketiga varian mendukung protokol encoder 17-bit dan diberi peringkat untuk permintaan arus berkelanjutan motor pada 3kW. HC-SFS301B tidak kompatibel dengan amplifier MR-J2-350 generasi pertama, yang tidak dapat membaca format encoder J2S 17-bit, maupun dengan amplifier MR-J3 atau MR-J4, yang menggunakan antarmuka fisik dan protokol yang sama sekali berbeda.

Konteks Aplikasi

Meja putar kecepatan rendah dan penggerak sumbu ke-4. Meja putar gaya palet besar pada pusat permesinan menangani massa benda kerja dan perlengkapan yang cukup besar. Pada 28,6 Nm berkelanjutan, HC-SFS301B menggerakkan meja putar yang terhubung langsung melalui pemotongan kontur berkelanjutan dan siklus pengindeksan yang tajam tanpa mendekati batas termalnya. Encoder absolut menangani akurasi posisi yang menuntut yang diperlukan untuk penentuan posisi sudut dalam permesinan multi-muka, dan rem menahan meja selama urutan penguncian dan pembukaan kunci.

Penggerak antar-jemput dan transfer palet HMC. Sistem transfer palet pada pusat permesinan horizontal berulang kali berputar di bawah beban berat. Persyaratan berhenti-dan-tahan di setiap stasiun — seringkali saat penguncian dan pembukaan kunci terjadi — adalah di mana rem aman dari kegagalan terbayar. Kombinasi torsi berkelanjutan yang tinggi dan penahan mekanis menjadikan HC-SFS301B pilihan yang tepat untuk penggerak dalam kategori aplikasi ini.

Sumbu penggulungan kontrol tegangan. Penggulung dan pembuka gulungan material yang berjalan dalam mode kontrol torsi membutuhkan motor yang dapat mempertahankan torsi yang diperlukan pada kecepatan poros rendah dan bervariasi di berbagai rentang diameter gulungan. Motor 1.000 rpm dalam kontrol torsi pada sumbu penggulungan tetap berada dalam rentang kecepatan yang masuk akal tanpa menuntut pengaturan rasio roda gigi elektronik yang tidak biasa, dan encoder 17-bit memberikan umpan balik regulasi torsi yang halus pada kecepatan apa pun dalam jendela operasi.

Konveyor lambat dan pengindeksan transfer. Poros penggerak untuk konveyor rantai dan sistem transfer sabuk yang berjalan pada kecepatan permukaan rendah di bawah kondisi bermuatan mendapat manfaat dari kepadatan torsi HC-SFS301B. Di mana motor roda gigi seharusnya ditentukan, servo penggerak langsung pada 1.000 rpm dengan torsi berkelanjutan yang cukup menyederhanakan rangkaian penggerak dan menambahkan kemampuan kontrol kecepatan, torsi, dan posisi yang dapat diprogram yang disediakan oleh sistem servo.

Penggerak sumbu Z bermuatan gravitasi pada mesin tugas berat. Sumbu vertikal yang membawa rakitan spindel berat pada mesin format besar membutuhkan kombinasi torsi yang memadai dan penahan mekanis yang andal. Torsi berkelanjutan 28,6 Nm HC-SFS301B — pada 1.000 rpm tanpa roda gigi reduksi — menyediakan opsi penggerak langsung untuk beberapa konfigurasi sumbu vertikal di mana motor berkecepatan lebih tinggi akan membutuhkan reduksi roda gigi yang signifikan untuk mencapai torsi yang setara pada poros input bola.

Jajaran HC-SFS 1000 rpm — Referensi Kapasitas

Semua model dalam keluarga ini menggunakan encoder absolut serial 17-bit, perlindungan IP65, poros tersegel oli, pasokan kelas AC 200V, dan kompatibilitas amplifier MR-J2S-350. HC-SFS301B berada di puncak jajaran 1.000 rpm dengan torsi berkelanjutan tertinggi dalam sub-keluarga ini.

Baru dalam Kotak, Disegel Pabrik

Disegel pabrik berarti kemasan asli Mitsubishi, penutup ujung poros terpasang, semua port konektor tertutup, kemasan busa internal tidak terganggu, dan tidak ada riwayat termal atau mekanis sebelumnya untuk diperhitungkan. Untuk mesin yang saat ini menunggu suku cadang ini untuk melanjutkan produksi, stok baru dalam kotak adalah jalur paling andal kembali ke operasi — kondisi diketahui, garansi satu tahun, tidak ada variabel dari pemasangan atau perbaikan sebelumnya.

Dengan berat yang konsisten dengan ukuran rangka motor dan unit rem ini, HC-SFS301B dikirimkan dengan kemasan yang aman untuk transportasi. Disimpan dalam kondisi yang sesuai — sejuk, kering, jauh dari getaran — stok yang disegel pabrik mempertahankan spesifikasi penuh selama beberapa tahun. Setelah lebih dari lima tahun penyimpanan, uji coba poros kecepatan rendah singkat sebelum commissioning membantu mendistribusikan kembali gemuk bantalan.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

T1: Amplifier mana yang kompatibel dengan HC-SFS301B?

HC-SFS301B memerlukan amplifier kelas MR-J2S-350 dari platform MELSERVO-J2S (J2-Super). Tiga varian standar adalah MR-J2S-350A (perintah analog/pulsa serbaguna), MR-J2S-350B (bus serat optik SSCNET untuk pengontrol gerakan), dan MR-J2S-350CP (penentuan posisi bawaan dengan antarmuka CC-Link). Semua mendukung encoder serial 17-bit motor. HC-SFS301B tidak kompatibel dengan amplifier MR-J2-350 asli atau dengan amplifier MR-J3 / MR-J4.

T2: Apa perbedaan antara HC-SFS301B dan HC-SF301B?

Mereka dapat dipertukarkan secara mekanis — flensa yang sama, output torsi yang sama, tipe poros yang sama, konfigurasi rem yang sama, kecepatan terukur yang sama. Perbedaannya adalah generasi encoder dan amplifier. HC-SF301B (seri J2) menggunakan encoder 14-bit (16.384 ppr) dan bekerja dengan amplifier MR-J2 dan MR-J2S. HC-SFS301B (seri J2S) menggunakan encoder 17-bit (131.072 ppr) dan memerlukan amplifier MR-J2S. Jika mesin menjalankan amplifier MR-J2 (generasi pertama), HC-SF301B adalah motor yang tepat untuk dicari.

T3: HC-SFS301B adalah 3kW, tetapi memiliki torsi terukur 28,6 Nm. Bagaimana itu mungkin?

Torsi dan kecepatan berbanding terbalik pada tingkat daya yang sama. Pada 1.000 rpm dengan output 3kW, torsi berkelanjutan terukur adalah sekitar 28,6 Nm. Jalankan 3kW yang sama melalui motor 2.000 rpm dan torsi berkelanjutan turun menjadi sekitar 14,3 Nm. HC-SFS301B dirancang khusus untuk aplikasi torsi tinggi berkecepatan rendah di mana beban sumbu menuntut torsi berkelanjutan tanpa perlu roda gigi reduksi antara motor dan mekanisme yang digerakkan.

T4: Apakah encoder 17-bit memerlukan baterai, dan di mana lokasi baterainya?

Ya. Fungsi absolut encoder 17-bit bergantung pada cadangan baterai untuk menyimpan data posisi multi-putaran selama periode mati daya. Baterai — sel lithium Mitsubishi A6BAT — dipasang di amplifier servo MR-J2S, bukan di badan motor. Saat sehat, posisi absolut dipertahankan melalui interupsi daya apa pun dan sumbu tidak memerlukan siklus homing saat restart. Ganti A6BAT segera ketika amplifier menampilkan alarm peringatan baterai lemah, sebelum pengosongan penuh menyebabkan kehilangan posisi absolut.

T5: Apakah HC-SFS301B cocok untuk sumbu bermuatan gravitasi vertikal tanpa penyeimbang tambahan?

Bisa — asalkan torsi tidak seimbang statis pada poros motor tidak melebihi sekitar 70% dari torsi terukur, yang untuk motor ini kira-kira 20 Nm. Angka ini berasal dari panduan yang diterbitkan Mitsubishi untuk aplikasi sumbu vertikal motor servo. Beban yang menghasilkan torsi tidak seimbang di atas ambang batas tersebut harus dilengkapi dengan penyeimbang mekanis tambahan (silinder pneumatik, penyeimbang) daripada hanya mengandalkan torsi servo dan rem untuk menahan sumbu. Untuk beban dalam batas 20 Nm, HC-SFS301B dengan rem yang diterapkan pegasnya memberikan penahan yang andal saat servo mati.