Mitsubishi HC-SFS1524B (HCSFS1524B) — Servomoteur AC 1,5 kW, classe 400 V avec frein électromagnétique, 2000 tr/min, arbre droit, série MELSERVO J2-Super

Présentation du produit

Numéro de pièce : HC-SFS1524B

Également recherché sous les noms : HCSFS1524B, HC SFS 1524B, HC-SFS-1524B

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

Classification : Servomoteur AC sans balais à inertie moyenne — 1,5 kW, classe 400 V, 2000 tr/min, arbre droit, frein électromagnétique à ressort

Ce que ce moteur représente

Deux éléments définissent complètement le HC-SFS1524B par rapport au reste de la famille HC-SFS 1,5 kW.

Le premier est la tension d'alimentation de classe 400 V — le "24" dans le numéro de pièce. Le HC-SFS152B est la version 200 V mécaniquement identique de ce même moteur. Le HC-SFS1524B enroule ces mêmes pôles de stator pour un fonctionnement sur une infrastructure AC de 380 à 480 V, consomme environ la moitié du courant de ligne à puissance équivalente et s'associe à l'amplificateur MR-J2S-200_4 plutôt qu'au MR-J2S-200. Pour les usines et les constructeurs de machines utilisant des alimentations européennes ou internationales de 400 V, cela élimine le transformateur qui serait autrement nécessaire pour faire fonctionner les servomoteurs Mitsubishi de classe 200 V. Mêmes performances moteur, directement connectées à l'alimentation locale.

Le second est le frein électromagnétique — le suffixe "B". Il s'agit d'un frein de maintien à ressort, à libération électrique, intégré à l'arrière du moteur. Le ressort applique les plaquettes de frein sur le disque lorsque la bobine de frein est désactivée ; l'alimentation de la bobine en 24 V CC soulève les plaquettes et libère l'arbre pour le mouvement. La conséquence pratique est critique : le frein est engagé par défaut et ne se libère que lorsque l'alimentation est appliquée à la bobine. Une perte de puissance — planifiée ou inattendue — applique automatiquement le frein et maintient l'axe. Pour les axes verticaux et les mécanismes chargés par gravité, c'est exactement le comportement requis.

Au-delà de ces deux caractéristiques, le HC-SFS1524B est le même moteur à encodeur absolu 17 bits sur une bride de 130 x 130 mm avec indice de protection IP65 que tous les autres moteurs de la famille HC-SFS 1,5 kW 2000 tr/min.

Spécifications techniques

Le frein : à ressort, à libération électromagnétique

Parmi les différents types de freins moteur utilisés dans les machines industrielles, la conception à ressort à libération électromagnétique — parfois appelée frein de sécurité ou frein normalement fermé — possède une caractéristique spécifique et importante qui la distingue des alternatives : elle est sécuritaire en cas de défaillance.

La bobine du frein doit être alimentée en continu en 24 V CC pour maintenir l'arbre libre de tourner. Retirez l'alimentation de la bobine pour quelque raison que ce soit — une commande d'arrêt d'urgence, un défaut du panneau, une panne de courant, une séquence délibérée d'arrêt du servomoteur — et le ressort pousse immédiatement le disque de frein contre la surface de friction. L'axe s'arrête et reste arrêté, mécaniquement, que l'amplificateur soit actif ou que le verrouillage du servomoteur soit en place.

C'est la conception correcte pour tout axe qui pourrait causer des blessures ou des dommages à la machine s'il bougeait de manière inattendue. Une tête de broche verticale. Une table rotative montée verticalement. Un axe Z entraîné par servomoteur sur un centre d'usinage ou une perceuse. Un bras de portique contrebalancé où le contrepoids est imparfait et une force nette vers le bas agit sur l'axe du servomoteur. Un convoyeur incliné qui reculerait sous l'effet de la gravité sans résistance. Dans toutes ces applications, le frein à ressort n'est pas une commodité — c'est une exigence fonctionnelle.

Pour les axes horizontaux sur des mécanismes symétriquement chargés où aucune force gravitationnelle n'agit dans le sens de rotation de l'arbre, le verrouillage du servomoteur seul maintient la position de manière adéquate et un frein ajoute de la complexité sans apporter de bénéfice fonctionnel. Le HC-SFS1524B est spécifiquement destiné aux applications où ce frein est réellement requis.

Séquençage du frein : ce que l'amplificateur doit savoir

Le frein électromagnétique du HC-SFS1524B nécessite un circuit d'alimentation 24 V CC séparé pour la bobine du frein — il n'est pas alimenté par la sortie U/V/W de l'amplificateur du servomoteur. La conception du panneau de la machine doit inclure une alimentation 24 V CC dimensionnée pour le courant de la bobine du frein, un relais de frein avec suppression de surtension appropriée et une logique d'interverrouillage qui coordonne l'engagement et la libération du frein avec la séquence d'activation du servomoteur.

La séquence est importante. Le manuel d'instructions des servomoteurs Mitsubishi est explicite : lors de la libération du frein, confirmez toujours que le servomoteur est activé avant de libérer. Un axe qui libère son frein avant que l'amplificateur n'ait établi le verrouillage du servomoteur se déplacera sous l'effet de la gravité ou de la charge jusqu'à ce que l'amplificateur rattrape. Sur un axe vertical avec une charge importante, ce glissement peut être suffisant pour provoquer une collision ou une alarme d'erreur de position. L'interverrouillage qui empêche cela n'est pas facultatif.

Le signal MBR (Magnetic Brake Release) disponible sur l'amplificateur MR-J2S-200_4 fournit une sortie pratique pour cet interverrouillage — l'amplificateur peut signaler le relais de frein dans le cadre de sa séquence d'activation, garantissant que la libération se produit dans le bon ordre par rapport à l'établissement du verrouillage du servomoteur. Consultez le manuel d'instructions de l'amplificateur pour le chronométrage de séquence recommandé, qui varie en fonction de la dynamique de l'axe.

À l'arrêt : engagez le frein avant de désactiver l'activation du servomoteur. Laisser l'axe décélérer jusqu'à zéro sous verrouillage du servomoteur, puis appliquer le frein — plutôt que d'appliquer le frein simultanément à la désactivation de l'activation du servomoteur — garantit que l'axe est déjà au repos lorsque les plaquettes de frein entrent en contact avec le disque. Cela prolonge considérablement la durée de vie du disque de frein sur les axes avec des cycles d'arrêt de servomoteur fréquents.

400 V dans un cadre de 130 x 130 mm

Les moteurs HC-SFS de 130 x 130 mm en 400 V occupent une niche de conception utile : les machines qui nécessitent un encombrement moteur compact, fonctionnent sur une infrastructure de 400 V et nécessitent un axe vertical ou chargé par gravité qui a besoin d'un frein de maintien au repos.

La gamme de capacité disponible dans cette combinaison — classe 400 V, 130 x 130 mm, avec frein — va du HC-SFS524B de 500 W au HC-SFS1024B de 1 kW jusqu'au HC-SFS1524B de 1,5 kW. Le HC-SFS1524B est le maximum du cadre compact de 130 x 130 mm dans cette classe de tension. L'étape suivante en capacité — le HC-SFS2024B de 2 kW — est livrée avec la bride plus grande de 176 x 176 mm, ce qui signifie une nouvelle interface de montage moteur. Si le châssis de la machine a été conçu pour l'empreinte de 130 x 130 mm et que 1,5 kW est suffisant pour le budget de couple de l'axe, le HC-SFS1524B est la réponse correcte et finale.

Avec 7,16 Nm en continu et 21,6 Nm en pointe, le point de fonctionnement de 1,5 kW à 2000 tr/min gère un large éventail d'exigences d'axes verticaux réels — axes Z entraînés par vis à billes avec une masse de table et d'outil modérée, mécanismes de levage entraînés par servomoteur, stations de transfert verticales et axes d'alimentation de presse où la position doit être maintenue à tout point de la course sans dérive.

Encodeur absolu 17 bits et fonctionnement sur axe vertical

Sur un axe vertical freiné, l'encodeur absolu série 17 bits justifie sa valeur d'une manière spécifique moins évidente que sur un axe de positionnement horizontal.

Considérez ce qui se passe lorsqu'un axe vertical à servomoteur est arrêté à la fin d'un quart de travail de production — ou plus urgemment, lorsqu'il s'arrête en cours de course lors d'un arrêt d'urgence. Le frein maintient la position mécaniquement. L'encodeur conserve l'angle absolu de l'arbre sur plusieurs tours en mémoire, sauvegardé par la batterie A6BAT de l'amplificateur MR-J2S-200_4. Lorsque la machine redémarre, le contrôleur lit la position absolue actuelle de l'encodeur, établit le verrouillage du servomoteur, puis libère le frein dans la bonne séquence. L'axe est immédiatement prêt sans aucun mouvement de retour de référence.

Comparez cela avec un encodeur incrémental : au redémarrage, la position de l'axe est inconnue. Un cycle de retour à la position de référence est requis, ce qui signifie déplacer l'axe — potentiellement à travers la plage de gravité de la charge — pour trouver le marqueur de référence avant que la production ne puisse commencer. Sur un axe Z vertical dans un centre d'usinage ou un bras robotique à déplacement vertical, ce mouvement de retour à la position de référence nécessite un séquençage minutieux et constitue un ajout non négligeable à la procédure de démarrage. L'encodeur absolu l'élimine.

Pour les machines qui peuvent subir des arrêts inattendus — que ce soit par alarme, par arrêt d'urgence ou par perte de courant — la combinaison du frein à ressort et de l'encodeur absolu signifie que l'axe s'arrête en toute sécurité, reste là où il s'est arrêté et redémarre à partir d'une position connue exacte. C'est la conception que fournit le HC-SFS1524B.

Amplificateurs compatibles

Trois variantes d'amplificateurs MR-J2S-200 de classe 400 V prennent en charge le HC-SFS1524B :

MR-J2S-200A4 est l'amplificateur à interface analogique et train d'impulsions à usage général. Il accepte les commandes de position sous forme de trains d'impulsions provenant de contrôleurs CNC externes, d'automates programmables ou d'indexeurs, et les commandes de vitesse ou de couple sous forme de tensions analogiques. Les modes de contrôle de position, de vitesse et de couple sont tous disponibles, tout comme les combinaisons de modes commutés P/S, S/T et T/P. Le RS-232C se connecte au logiciel de configuration MR Configurator. C'est le choix standard pour la plupart des applications de machines-outils et d'automatisation industrielle où la commande de l'axe provient d'un contrôleur externe.

MR-J2S-200B4 se connecte aux contrôleurs de mouvement Mitsubishi série A et série Q via le bus série à fibre optique SSCNET. Toutes les données de position et les informations de surveillance transitent par le lien fibre optique — il n'y a pas de câblage analogique ou d'impulsions séparé vers l'axe. Pour les systèmes multi-axes coordonnés sous un contrôleur de mouvement Mitsubishi, c'est l'amplificateur correct. La synchronisation en temps réel que SSCNET fournit est particulièrement précieuse sur les machines multi-axes où les axes verticaux doivent se déplacer en coordination avec les axes horizontaux.

MR-J2S-200CP4 intègre une fonctionnalité de positionnement intégrée. Jusqu'à 31 positions cibles sont stockées sous forme de données de table de points à l'intérieur de l'amplificateur et activées par des signaux d'E/S ou des commandes réseau CC-Link. Pour les axes de positionnement verticaux autonomes — stations de levage, alimentateurs de presse entraînés par servomoteur, indexeurs d'axe Z sur les équipements d'assemblage — où un contrôleur de mouvement complet n'est pas requis, le CP4 fournit l'intelligence de positionnement localement.

Les trois amplificateurs incluent le signal de sortie MBR (Magnetic Brake Release) pour coordonner le chronométrage du relais de frein avec la séquence d'activation/désactivation du servomoteur.

Note sur la classe de tension : Les amplificateurs MR-J2S-200_4 sont uniquement de classe 400 V et ne doivent pas être connectés à une alimentation 200 V. Le suffixe "4" sur le moteur et l'amplificateur doit correspondre dans tout le système.

Famille HC-SFS 400 V avec frein : où se situe le 1524B

Le HC-SFS1524B est le moteur de plus grande capacité de la famille 400 V avec frein qui s'adapte à une bride de 130 x 130 mm. Passer au HC-SFS2024B signifie accepter un cadre plus grand et réétudier l'interface de montage moteur. Pour les conceptions de machines qui ont opté pour l'empreinte de 130 x 130 mm, le 1524B est l'option de sortie et de couple la plus élevée disponible avant que la taille du cadre n'augmente.

Applications typiques

Axe Z vertical sur les centres d'usinage et les perceuses. L'application archétypale de servomoteur freiné : une tête de broche à déplacement vertical ou une glissière Z où le poids de la broche, de l'outil et du mécanisme de glissière tomberait sous l'effet de la gravité si le courant du servomoteur était coupé. Le frein à ressort maintient la position Z mécaniquement lors des arrêts d'urgence et des coupures de courant. L'encodeur absolu élimine le retour à la position de référence au redémarrage. La puissance nominale de 400 V se connecte directement à l'alimentation principale de la machine sans transformateur.

Alimentations de presse et de poinçonneuse à servomoteur. Entraînements de vérin verticaux et axes de coussin de matrice actionnés par servomoteur sur les presses où la position doit être maintenue avec précision à tout point de la course, y compris lors des arrêts en milieu de cycle. La combinaison d'un couple continu de 7,16 Nm, d'un couple de pointe de 21,6 Nm pour l'accélération et d'un frein de sécurité convient à ces mécanismes sur les machines à tension européenne.

Stations de levage et axes verticaux de machines de transfert. Axes de levage de pièces, d'élévateurs de palettes et de navettes de transfert verticales sur les machines d'assemblage et de transfert de soudage. Ces mécanismes fonctionnent à vitesse modérée, transportent des charges utiles définies et doivent maintenir leur position à chaque station sous charge pendant que l'opération de la station s'achève. L'encodeur absolu signifie que la position de levage est connue immédiatement lors de tout redémarrage.

Axes d'articulation de robot sur plateformes 400 V. Entraînements d'articulation secondaires de robot — épaule, coude — où les normes de machines européennes exigent un frein de maintien sur tout axe qui bougerait sous l'effet de la gravité lorsque l'alimentation du servomoteur est coupée. Le cadre compact de 130 x 130 mm convient aux géométries de bras robotiques où l'intégration du moteur est limitée.

Axes d'alimentation verticaux sur les machines de rectification CNC et d'électroérosion. Axes Z de tête de meule et d'électrode où l'axe doit se garer dans une position connue à l'arrêt de la machine et reprendre à partir de cette position exacte sans aucun mouvement de retour à la position de référence qui pourrait toucher la pièce ou endommager l'électrode. Le frein maintient ; l'encodeur absolu informe ; l'axe redémarre proprement.

Questions fréquemment posées

Q1 : Quelle est la différence entre le HC-SFS1524B et le HC-SFS152B ?

Ce sont les mêmes moteurs à différentes tensions d'alimentation. Le HC-SFS152B est un moteur de classe 200 V produisant un couple continu de 7,16 Nm et nécessitant un amplificateur MR-J2S-200A/B/CP. Le HC-SFS1524B est l'équivalent de classe 400 V — même cadre, même couple, même frein, même encodeur 17 bits — nécessitant un amplificateur MR-J2S-200A4/B4/CP4. Pour les machines fonctionnant sur une infrastructure de 400 V, le 1524B est le choix direct ; le moteur et l'amplificateur se connectent à l'alimentation sans transformateur abaisseur.

Q2 : Quelle tension et quel courant la bobine du frein électromagnétique nécessite-t-elle ?

Le frein à ressort du HC-SFS1524B se libère avec 24 V CC appliqués à la bobine du frein. Cette alimentation 24 V doit provenir du panneau de la machine — elle est séparée de l'alimentation du moteur et de la sortie de l'amplificateur du servomoteur. Le relais de frein et son alimentation 24 V doivent être dimensionnés et séquencés de manière appropriée. Une suppression de surtension (diode ou varistance) aux bornes de la bobine est nécessaire pour protéger les contacts du relais lorsque la bobine est désactivée.

Q3 : Le frein peut-il être utilisé comme frein d'arrêt dynamique pendant la décélération ?

Non. Le frein électromagnétique du HC-SFS1524B est un frein de maintien, pas un frein de service. Il est conçu pour maintenir un axe stationnaire — pas pour décélérer un axe en mouvement. L'application du frein pendant que le moteur tourne usera rapidement les surfaces de friction et pourrait endommager le mécanisme de freinage. La séquence correcte est : décélérer l'axe jusqu'à l'arrêt sous contrôle du servomoteur, puis engager le frein pour maintenir la position arrêtée.

Q4 : Où se trouve la batterie de l'encodeur absolu et comment fonctionne-t-elle avec un axe vertical freiné ?

La batterie de secours — Mitsubishi A6BAT — se trouve dans l' amplificateur MR-J2S-200_4, 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 s'arrête et maintient sa position mécaniquement lorsque l'alimentation est coupée, et que l'encodeur conserve cette position exacte en mémoire. Au redémarrage, le contrôleur lit immédiatement la position absolue — aucun mouvement de retour à la position de référence requis. Remplacez l'A6BAT lorsque l'amplificateur déclenche une alarme de batterie faible ; une batterie épuisée réinitialise le compteur absolu et nécessite un cycle de retour à la position de référence.

Q5 : Le HC-SFS1524B est-il compatible avec les amplificateurs MR-J3 ou MR-J4 ?

Non. Le HC-SFS1524B nécessite un amplificateur MR-J2S-200 de classe 400 V (variante A4, B4 ou CP4). Il n'est pas directement compatible avec les amplificateurs MR-J3 ou MR-J4. Pour les nouvelles conceptions de machines où le matériel J2-Super n'est plus disponible, l'équivalent de la génération actuelle serait tiré des séries HG-SR ou HF-SP avec un amplificateur MR-J4 400 V — mais cela nécessite de remplacer à la fois le moteur et l'amplificateur, ainsi que de vérifier la compatibilité des câbles et des connecteurs.