Nouveau dans une boîte scellée Mitsubishi HC-SFS702B Servo moteur HCSFS702B HC-SFS7O2B

Mitsubishi HC-SFS702B (HCSFS702B) — Servomoteur AC 7 kW avec frein électromagnétique, arbre droit, 2000 tr/min, série MELSERVO J2-Super

Présentation du produit

Numéro de pièce : HC-SFS702B

Également recherché sous les noms : HCSFS702B, HC SFS 702B, HC-SFS-702B

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

Classification : Servomoteur AC sans balais à inertie moyenne — 7 kW, classe 200 V, 2000 tr/min, arbre droit, frein électromagnétique à ressort

À quoi sert ce moteur

Sept kilowatts. Trente-trois virgule quatre Newton-mètres de couple continu, soutenu à 2 000 tr/min. Cent Newton-mètres disponibles sur demande pour l'accélération. Et derrière l'arbre, un frein électromagnétique à ressort qui maintient l'axe mécaniquement dès que le 24 V est retiré de la bobine — que ce retrait ait été prévu ou non.

Le Mitsubishi HC-SFS702B est le membre freiné de 7 kW de la famille HC-SFS 2000 tr/min. C'est le moteur que vous spécifiez lorsque l'axe est trop grand pour quoi que ce soit de plus petit, qu'il transporte une charge avec une composante gravitationnelle qui bougerait sans retenue si le courant du servomoteur disparaissait, et qu'il doit signaler sa position absolue de l'arbre dès le retour de l'alimentation — sans aucun mouvement de retour de référence pour le trouver.

Ce dernier point mérite d'être approfondi. Sur un axe vertical de grande capacité — une tête de broche lourde sur un centre d'usinage à portique, une pièce à usiner palettisée soulevée par un ascenseur entraîné par servomoteur, un coulisseau en Z contrebalancé sur une grande fraiseuse portique — la combinaison d'un frein de sécurité et d'un encodeur absolu n'est pas une amélioration de fonctionnalité par rapport au verrouillage servo et à un encodeur incrémental. C'est un niveau fondamentalement différent de sécurité opérationnelle et de temps de fonctionnement de la machine. Le frein maintient la charge mécaniquement à tout moment lorsque la bobine est désactivée. L'encodeur absolu 17 bits à 131 072 ppr conserve l'angle exact de l'arbre lors de tout événement de mise hors tension, soutenu par la batterie A6BAT dans l'amplificateur MR-J2S-700. Lorsque la machine redémarre — après un arrêt d'urgence, après une interruption de courant, après un changement d'équipe — l'axe se trouve dans une position connue, sûre et mécaniquement maintenue, et le contrôleur sait précisément où se trouve cette position.

Spécifications techniques

Le mécanisme de freinage : à ressort, à libération électrique

Parmi toutes les décisions de conception intégrées dans le HC-SFS702B, le type de frein mérite la plus grande attention — car il détermine le comportement de sécurité du moteur, et à 7 kW sur un axe vertical à couple élevé, le comportement de sécurité est ce qui distingue un arrêt contrôlé d'un arrêt dangereux.

Le frein monté sur le HC-SFS702B est à ressort et à libération électrique. Le ressort maintient le disque de friction contre la surface de freinage par défaut. L'application de 24 V CC à la bobine du frein crée un champ magnétique qui éloigne le disque de la surface, libérant l'arbre pour la rotation. Retirez les 24 V — pour quelque raison que ce soit — et le ressort s'engage immédiatement. Il n'y a pas d'état intermédiaire, pas de déclin progressif, pas de dépendance vis-à-vis du bon fonctionnement de l'électronique du servomoteur. Le frein s'active.

Cela signifie : Arrêt d'urgence retire le courant, le frein s'active. Défaut du panneau coupe le 24 V, le frein s'active. Arrêt servo planifié en fin de cycle, le frein s'active. Panne de courant imprévue à tout moment du cycle, le frein s'active. L'axe de 7 kW et la masse qu'il transporte s'arrêtent mécaniquement, immédiatement, sans dépendre d'aucun logiciel, d'aucune fonction d'amplificateur ou d'aucune séquence d'API pour que cela se produise.

Le contraste avec le verrouillage servo est frappant. Le verrouillage servo — la capacité du MR-J2S-700 à maintenir la position de l'axe en corrigeant continuellement avec le courant du moteur — nécessite que l'amplificateur soit alimenté, que le servomoteur soit activé et que le système de contrôle fonctionne normalement. Le verrouillage servo est fiable dans des conditions de fonctionnement normales. Il n'offre aucune protection lorsque ces conditions ne sont pas remplies. Pour un axe de 7 kW transportant une masse importante avec une composante de charge gravitationnelle, cette distinction est ce que le frein à ressort est conçu pour résoudre.

33,4 Nm en continu, 100 Nm en pointe : Dimensionnement de l'axe

Trente-trois virgule quatre Newton-mètres en continu est le couple soutenu le plus élevé de la gamme HC-SFS 2000 tr/min. C'est un chiffre substantiel, et comprendre ce que cela signifie mécaniquement pour le mécanisme entraîné est utile pour quiconque spécifie ou remplace ce moteur.

Sur un axe à vis à billes avec un pas de 10 mm et une efficacité de vis de 90 %, 33,4 Nm de couple moteur continu se traduisent par environ 18,8 kN de force axiale soutenue. Cela couvre les combinaisons de tables et de pièces les plus lourdes trouvées sur les centres d'usinage CNC grand format, les fraiseuses portiques lourdes et les machines de transfert robustes. Pour les entraînements de bobinage fonctionnant en mode de contrôle de couple, 33,4 Nm à 2 000 tr/min représentent une capacité de tension et de vitesse substantielle sur une large gamme de diamètres de rouleaux. Pour les alimentations de presse entraînées par servomoteur, la force d'alimentation soutenue pendant la phase d'avancement du matériau est bien dans l'enveloppe thermique du moteur.

Les 100 Nm de pointe — trois fois le chiffre continu, disponibles pour les transitoires d'accélération et de décélération brefs de chaque cycle de positionnement — permettent un mouvement d'axe rapide sur les mécanismes à charge lourde sans nécessiter un moteur plus grand. Un cycle de positionnement qui passe 10 % de son temps à accélérer à couple maximal, 80 % de son temps à un couple continu ou inférieur, et 10 % à décélérer reste bien dans les seuils du modèle thermique de l'amplificateur. La protection thermique électronique intégrée du MR-J2S-700 suit ce chargement cumulatif et alarme de manière prédictive avant que les enroulements ne subissent une température dommageable.

Une directive de conception de la documentation Mitsubishi à noter explicitement pour les axes verticaux : la composante de couple gravitationnelle soutenue — le couple que le moteur doit maintenir en continu pour maintenir la charge contre la gravité — doit être maintenue à 70 % ou moins du couple continu nominal. À 33,4 Nm nominal, ce plafond est d'environ 23,4 Nm. Les conceptions d'axes verticaux approchant ou dépassant ce chiffre nécessitent soit un contrepoids mécanique pour réduire la demande de couple gravitationnelle soutenue, soit un moteur avec une puissance de couple continu plus élevée. Le frein maintient la charge mécaniquement pendant l'arrêt et élimine toute demande de couple soutenue du moteur et de l'amplificateur au repos — mais pendant le mouvement, le moteur supporte la charge gravitationnelle, et cette charge doit rester dans cette directive pour que le système de protection fonctionne comme prévu.

Câblage et séquençage du frein

La bobine du frein nécessite un circuit 24 V CC dédié séparé de l'alimentation de l'amplificateur servo. Le panneau de la machine doit inclure une alimentation 24 V CC dimensionnée pour la bobine du frein, un relais de frein avec suppression de surtension aux bornes de la bobine, et une logique d'interverrouillage qui coordonne la libération et l'engagement du frein avec la séquence d'activation du servomoteur.

Au relâchement (ouverture du frein) : Le servomoteur doit être activé avant le relâchement du frein. Cette séquence garantit que l'amplificateur a établi le verrouillage servo et maintient activement la position avant que le frein mécanique ne se lève. Si le frein se relâche avant que le verrouillage servo ne soit établi, l'axe se déplacera sous sa charge gravitationnelle jusqu'à ce que l'amplificateur rattrape — potentiellement un glissement important sur un axe vertical lourd sans contrepoids. La sortie MBR (Magnetic Brake Release) du MR-J2S-700 fournit une sortie pratique gérée par l'amplificateur pour le relais de frein, séquencée correctement par rapport à l'activation du servomoteur. Consultez le manuel d'instructions du MR-J2S-700 pour les paramètres de temporisation spécifiques pertinents à la dynamique de l'axe.

À l'engagement (fermeture du frein) : Décélérez l'axe jusqu'à l'arrêt sous contrôle servo, puis engagez le frein avant de retirer l'activation servo. Appliquer le frein à un axe en mouvement — même lent — use les surfaces de friction et génère de la chaleur dans l'ensemble de freinage. Permettre au servomoteur d'amener l'axe à l'arrêt complet d'abord, puis d'engager le frein pour maintenir la position arrêtée, prolonge considérablement la durée de vie du frein sur les axes avec des cycles d'arrêt servo fréquents.

La suppression de surtension est obligatoire. Lorsque la bobine du frein est désactivée, le champ magnétique effondré induit un pic de tension qui peut endommager les contacts du relais et affecter l'électronique à proximité. Un suppresseur de surtension correctement dimensionné — diode pour CC, varistance ou réseau RC pour CA — aux bornes de la bobine du frein n'est pas facultatif. Il fait partie de l'installation.

Encodeur absolu et avantage de redémarrage de l'axe vertical

L'encodeur absolu série 17 bits à 131 072 ppr du HC-SFS702B fait tout ce que font les encodeurs J2-Super : haute résolution angulaire pour un contrôle de vitesse à large bande passante, position absolue multi-tours soutenue par la batterie A6BAT dans l'amplificateur, et signalisation immédiate de la position à la mise sous tension sans mouvement de l'arbre.

Sur un axe vertical freiné spécifiquement, la dernière de ces trois caractéristiques a le plus de poids opérationnel.

Considérez l'alternative. Un encodeur incrémental signale la position par rapport à un marqueur de référence qui doit être trouvé en déplaçant l'arbre. Sur un axe vertical, trouver cette référence au démarrage signifie déplacer la charge — vers le bas ou vers le haut — pour atteindre le capteur de position de référence avant que le contrôleur ne sache où se trouve l'axe. Sur une machine où le mouvement de la position de référence pourrait entrer en contact avec un montage, une pièce ou un outillage en position d'arrêt, ce mouvement introduit un risque et nécessite un séquençage minutieux. Sur une machine en environnement de production où un arrêt d'urgence peut survenir à n'importe quel point de la course, la procédure de redémarrage après un arrêt d'axe à encodeur incrémental en milieu de course n'est pas triviale.

Avec l'encodeur absolu du HC-SFS702B et le frein à ressort, la procédure de redémarrage est la suivante : alimenter le panneau, le frein maintient l'axe mécaniquement, l'encodeur signale l'angle exact de l'arbre à l'amplificateur, le contrôleur établit le verrouillage servo, le frein se relâche dans la séquence correcte, et l'axe est prêt — quelle que soit la position à laquelle il s'est arrêté. Pas de mouvement de référencement, pas de recherche de référence, pas de risque de contact de charge pendant le redémarrage. La machine reprend la production directement.

Maintenance de la batterie : Remplacez la batterie A6BAT de l'amplificateur MR-J2S-700 dès la première alarme de batterie faible. Laisser la batterie se décharger complètement réinitialise le compteur multi-tours, nécessitant un cycle de retour de référence. Sur les lignes de production à haute disponibilité, traiter une alarme de batterie faible comme un élément de maintenance urgent — pas quelque chose à reporter jusqu'à l'arrêt programmé suivant — élimine les temps d'arrêt imprévus qu'une réinitialisation du compteur provoque.

Amplificateurs compatibles

Le HC-SFS702B est conçu pour la famille d'amplificateurs MR-J2S-700 — la plateforme J2-Super de capacité 7 kW. Trois variantes d'interface répondent aux principales architectures de contrôle :

MR-J2S-700A accepte les commandes de position à train d'impulsions et les références de vitesse ou de couple analogiques des systèmes CNC externes et des API. Tous les modes de contrôle — position, vitesse, couple et combinaisons de modes commutés — sont disponibles. Le RS-232C se connecte à MR Configurator pour le réglage des paramètres et la surveillance des diagnostics. Le choix standard pour les applications de machines-outils et d'automatisation générale où l'axe reçoit des commandes d'un contrôleur externe.

MR-J2S-700B se connecte aux contrôleurs de mouvement Mitsubishi des séries A et Q via le bus série fibre optique SSCNET. Toutes les commandes d'axe et le retour d'encodeur transitent par le réseau fibre. Sur les grandes machines multi-axes — centres d'usinage à portique, grandes lignes de transfert, systèmes portiques multi-axes — SSCNET assure la synchronisation en temps réel entre les axes que les interfaces analogiques et à impulsions ne peuvent pas atteindre. Pour les axes verticaux fonctionnant en coordination avec des axes horizontaux, cette synchronisation est particulièrement importante lors des événements de démarrage et d'arrêt.

MR-J2S-700CP fournit un positionnement mono-axe intégré avec jusqu'à 31 positions de table mémorisées activées par des E/S ou une commande CC-Link. Pour les axes de positionnement verticaux autonomes — stations de levage entraînées par servomoteur, mécanismes d'ascenseur, alimentations verticales de presse — qui ne nécessitent pas de coordination avec d'autres axes, le CP élimine le coût d'un contrôleur de mouvement dédié.

Les trois variantes incluent la sortie MBR pour le séquençage du relais de frein et prennent en charge la suite complète des fonctions de protection J2-Super, y compris la protection contre la surcharge thermique électronique, la protection contre la surrégime, la détection de défaut d'encodeur et la protection contre la surtension régénérative.

Notes de compatibilité : Le HC-SFS702B nécessite un amplificateur MR-J2S-700. Il n'est pas compatible avec la première génération MR-J2-700, qui ne peut pas lire le protocole d'encodeur J2-Super 17 bits. Non compatible avec les amplificateurs MR-J3 ou MR-J4 sans kit d'adaptateur de mise à niveau. Pour les machines utilisant du matériel MR-J2-700 d'origine, le HC-SF702B — mécaniquement identique, encodeur 14 bits, arbre droit avec frein — est le moteur correct.

Famille HC-SFS 2000 tr/min — La position 7 kW

Le HC-SFS702B est le moteur freiné à couple le plus élevé de la gamme HC-SFS 2000 tr/min. Les quatre modèles de ce tableau partagent la même bride de montage de 176 × 176 mm — un bâti de machine construit pour l'un d'eux peut accueillir tous les autres sans modification. Le saut de couple du HC-SFS502B (23,9 Nm) au HC-SFS702B (33,4 Nm) est d'environ 40 %, ce qui devient pertinent lorsqu'un axe fonctionnant près de la limite de couple soutenue de l'unité 5 kW a besoin de marge pour les changements de charge futurs, des exigences d'accélération plus élevées ou une réserve de couple sur les axes chargés par gravité approchant la directive de 70 %.

La famille complète HC-SFS702 à 7 kW 2000 tr/min couvre quatre configurations d'arbre et de frein : arbre droit sans frein (HC-SFS702), arbre droit avec frein (HC-SFS702B), arbre claveté sans frein (HC-SFS702K) et arbre claveté avec frein (HC-SFS702BK). Les quatre utilisent la famille d'amplificateurs MR-J2S-700.

Applications typiques

Axe Z vertical lourd sur les centres d'usinage et les fraiseuses portiques de grande taille. L'application déterminante pour le HC-SFS702B. Les têtes de broche volumineuses, les têtes de dressage lourdes et les ensembles de coulisseaux en Z substantiels sur les centres d'usinage portiques et les grandes fraiseuses horizontales nécessitent une capacité servo de 7 kW à 2000 tr/min, un frein de sécurité pour maintenir la position à l'arrêt de la machine et en cas d'arrêt d'urgence, et une connaissance de la position absolue pour un redémarrage sûr. Le HC-SFS702B offre ces trois éléments.

Ascenseurs et mécanismes de levage entraînés par servomoteur. Ascenseurs de pièces à usiner palettisées lourdes, ascenseurs de magasins d'outils et ascenseurs de systèmes de stockage de pièces sur les cellules d'usinage et les installations FMS. Les charges gravitationnelles à cette échelle — palettes avec des montages lourds, magasins de pièces empilés — exigent un frein à ressort pour la sécurité et un encodeur absolu pour un redémarrage efficace en production. Le couple continu de 33,4 Nm gère la force de levage soutenue sur la plage de charge de travail.

Entraînements de vérin vertical de presse et de machine de formage grand format. Entraînements de vérin de presse actionnés par servomoteur, axes de coussin de matrice et axes de redresseur ou de nivellement entraînés par servomoteur où le vérin vertical supporte une charge importante et doit être maintenu à toute position de la course pendant les changements d'outils, les pauses en milieu de cycle et les arrêts d'urgence.

Entraînements de table rotative et d'indexation robustes avec axe vertical. Tables rotatives inclinables entraînées par servomoteur, axes de chariot et mécanismes d'indexation inclinés sur les centres d'usinage de grande taille où la masse combinée de la table et de la pièce crée une composante de couple gravitationnelle importante à toutes les positions sauf la position parfaitement équilibrée. Le frein de sécurité maintient la table à n'importe quel angle, quel que soit l'état du servomoteur.

Entraînements primaires de machines à enrouler industrielles avec mandrins de bobine verticaux. Machines à enrouler grand format manipulant des rouleaux lourds de papier, de film ou de textile sur des axes de mandrin verticaux où la masse du rouleau nécessite un maintien mécanique pendant les arrêts de production, les changements de rouleau et les opérations de raboutage.

Questions fréquemment posées

Q1 : Quelle est la différence entre le HC-SFS702B et le HC-SFS702 ?

Les deux sont des moteurs J2-Super de 7 kW, 2000 tr/min, sur une bride de 176 × 176 mm avec des encodeurs 17 bits, des arbres droits et des spécifications électriques identiques. La seule différence est le frein : le HC-SFS702 n'a pas de frein — la position au repos est maintenue par le verrouillage servo de l'amplificateur. Le HC-SFS702B a un frein électromagnétique à ressort qui s'engage mécaniquement lorsque l'alimentation de la bobine de 24 V est retirée. Utilisez le HC-SFS702B sur les axes verticaux, les alimentations inclinées, les mécanismes chargés par gravité et toute application où le mouvement de l'axe à l'arrêt servo serait dangereux. Sur les axes horizontaux ou à charge symétrique confirmés, le HC-SFS702 est plus simple et plus léger.

Q2 : Le frein est décrit comme "à ressort". Que se passe-t-il lors d'une panne de courant ?

Le ressort applique le frein par défaut — la bobine doit être alimentée en continu pour maintenir l'arbre libre. Une panne de courant retire le 24 V de la bobine, le ressort engage immédiatement le disque de frein, et l'axe s'arrête mécaniquement et reste arrêté. C'est le principal avantage de sécurité de la conception à ressort : il assure une retenue mécanique de l'axe dans tous les modes de défaillance qui retirent l'alimentation, y compris une interruption secteur imprévue. Aucun logiciel, aucune fonction d'amplificateur et aucune séquence d'API n'est nécessaire pour maintenir l'axe — le ressort le fait passivement.

Q3 : Le HC-SFS702B peut-il remplacer un HC-SF702B sur une machine existante ?

Mécaniquement oui — les dimensions de la bride, le diamètre de l'arbre et la disposition du connecteur de frein sont les mêmes. La vérification critique est l'amplificateur. Le HC-SF702B a un encodeur 14 bits compatible avec les amplificateurs MR-J2-700 et MR-J2S-700. Le HC-SFS702B a un encodeur 17 bits nécessitant uniquement un amplificateur MR-J2S-700. Si la machine utilise un amplificateur MR-J2-700 de première génération d'origine, seul le HC-SF702B fonctionnera. Si la machine est sur MR-J2S-700, le HC-SFS702B est un remplacement direct avec une résolution d'encodeur plus élevée.

Q4 : Où se trouve la batterie de secours de l'encodeur absolu ?

La batterie — pile lithium Mitsubishi A6BAT — est logée à l'intérieur de l' amplificateur MR-J2S-700, pas dans le moteur. Elle maintient le compteur absolu multi-tours pendant les coupures de courant. Sur un axe vertical freiné, cela signifie que l'axe maintient sa position mécaniquement pendant que l'encodeur conserve l'angle exact de l'arbre, de sorte que le contrôleur peut lire la position absolue immédiatement au redémarrage sans aucun mouvement de référencement. Remplacez la batterie A6BAT dès la première alarme de batterie faible de l'amplificateur.

Q5 : Quelle suppression de surtension est nécessaire pour le câblage de la bobine du frein ?

La bobine du frein doit avoir une suppression de surtension à ses bornes — généralement une diode de roue libre (pour les bobines CC) ou une varistance ou un réseau RC (pour CA) — pour absorber le pic de tension produit lorsque la bobine est désactivée. Sans suppression, le coup de fouet inductif lors de l'ouverture du relais peut endommager les contacts du relais et potentiellement affecter l'électronique à proximité. C'est une exigence standard pour toute charge inductive dans la conception de panneaux industriels. La puissance du composant spécifique doit être adaptée à l'inductance de la bobine du frein et à la puissance des contacts du relais — consultez le manuel d'instructions du servomoteur Mitsubishi ou les données d'application du fabricant du relais pour les spécifications appropriées.