Mitsubishi HC-SFS202G1H — Servomoteur AC à engrenages 2 kW, réducteur à pattes G1H, série MELSERVO-J2S

Identification du produit

Numéro de pièce : HC-SFS202G1H

Également recherché sous les noms : HCSFS202G1H, HC-SFS-202G1H

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

Type de moteur : Servomoteur AC sans balais à engrenages — Arbre droit, sans frein, réducteur à pattes G1H

Série : MELSERVO-J2S (J2-Super)

Ce qui rend ce moteur différent

Le HC-SFS202G1H combine un servomoteur J2-Super de 2 kW bien établi avec un réducteur à pattes (montage par pieds) G1H dans un ensemble unique assemblé en usine. La distinction entre G1H et G1 concerne la géométrie de montage : alors que la variante G1 se monte par une face de bride, le G1H utilise une configuration de montage par pieds/pattes — le carter d'engrenage repose sur des patins de montage à sa base, avec l'arbre de sortie sortant du côté du carter. Cela en fait le choix idéal partout où la conception de la machine nécessite un entraînement parallèle à l'arbre ou monté sur la base plutôt qu'un assemblage en ligne monté sur bride.

Le résultat est un entraînement servo à engrenages compact qui offre toutes les performances de la plateforme J2-Super HC-SFS — encodeur absolu série 17 bits, compatibilité avec l'amplificateur MR-J2S-200, couple continu de 9,55 Nm pour le moteur de base et 28,6 Nm en pointe — tout en présentant le profil d'arbre de sortie à couple élevé et à basse vitesse dont de nombreuses conceptions de systèmes d'entraînement pratiques ont besoin. Pas de boîte de vitesses externe à sourcer, monter, aligner et entretenir séparément. Le moteur et le groupe réducteur arrivent en un seul composant assemblé avec précision, prêt à être installé directement dans la structure de la machine.

Le HC-SFS202G1H n'est pas équipé de frein. Pour les applications nécessitant un maintien mécanique de sécurité en cas de coupure de l'asservissement, le HC-SFS202BG1H (avec frein) est la variante correspondante.

Spécifications techniques

Montage à pattes G1H : pourquoi il existe et quand le spécifier

La différence entre G1 et G1H est purement mécanique — ce sont tous deux des réducteurs industriels généraux, produisant la même gamme de rapports de sortie, et utilisant le même moteur et le même encodeur. Ce qui change, c'est l'interface de montage du carter.

La type à bride G1 monte la face du carter d'engrenage contre un alésage de bride de machine, en ligne avec l'axe du moteur. L'ensemble est axial — corps du moteur, carter d'engrenage et arbre de sortie tous sur la même ligne centrale, avec l'arbre de sortie sortant vers l'avant. Cela convient aux conceptions de machines où le servomoteur et la boîte de vitesses s'insèrent dans un alésage ou se montent contre une face plane dans la structure de la machine.

La type à pattes G1H utilise des pieds ou des patins de montage à la base du carter d'engrenage. Le moteur se trouve à côté plutôt que derrière le carter d'engrenage dans la disposition de la machine. L'arbre de sortie peut sortir à 90° de l'axe du moteur selon la conception du groupe réducteur, ou parallèlement à celui-ci — la caractéristique clé est que le carter est supporté par sa base plutôt que par sa face. Cela convient :

Installations d'entraînement de convoyeurs et de transfert où le moteur doit être parallèle au châssis du convoyeur plutôt que de dépasser axialement d'une plaque frontale. Le carter monté sur la base se boulonne directement sur le rail du châssis, et la roue ou la chaîne d'entraînement de l'arbre de sortie se trouve à la bonne hauteur et orientation sans nécessiter de support de montage séparé.

Installations d'entraînement auxiliaires de machines-outils où l'espace dans le panneau et le dégagement structurel favorisent une disposition de moteur montée sur le côté plutôt qu'une disposition axiale en porte-à-faux. Les entraînements de convoyeurs à copeaux, les entraînements de pompes de refroidissement et les assemblages d'entraînements de magasins d'outils utilisent fréquemment cette configuration.

Châssis de machine à profil bas où la profondeur axiale disponible est limitée mais l'espace de montage sur la base est disponible. L'empreinte de l'ensemble G1H le long de l'axe de l'arbre de sortie est plus courte que celle de l'arrangement en ligne G1 équivalent pour le même rapport de réduction.

Applications de rétrofit et de remplacement où la machine d'origine utilisait un motoréducteur monté sur pieds et où le remplacement doit conserver la même géométrie de montage et la même orientation d'arbre.

Le tableau des couples : ce que fait l'engrenage au 9,55 Nm

Le moteur de base HC-SFS202 délivre 9,55 Nm en continu à 2 000 tr/min. Après l'étage d'engrenage G1H, cette sortie est transformée :

À un rapport de 1/20, l'arbre de sortie tourne à 100 tr/min et le couple continu théorique à la sortie atteint environ 162–172 Nm (en tenant compte d'une efficacité typique de 85–90%). Le couple de pointe à la sortie augmente proportionnellement par rapport à la valeur de base de 28,6 Nm du moteur, pouvant dépasser 480 Nm pour de brèves accélérations transitoires.

À un rapport de 1/9, la vitesse de sortie est d'environ 222 tr/min et le couple continu en sortie est d'environ 77–81 Nm — un profil adapté aux applications de convoyage et de transfert à vitesse modérée où la vitesse de l'arbre de sortie doit rester dans une plage de fonctionnement utile.

À un rapport de 1/5, la sortie tourne à 400 tr/min avec environ 43–45 Nm en continu — approprié pour les applications nécessitant une vitesse d'arbre de sortie plus élevée avec une multiplication de couple modérée.

Ces chiffres illustrent pourquoi le HC-SFS202G1H n'est pas seulement un produit pratique. Le moteur de base seul produit 9,55 Nm, ce qui répond à une gamme limitée d'exigences de charge. Avec le groupe réducteur G1H, la même combinaison moteur et amplificateur peut entraîner des charges nécessitant plus de 150 Nm en continu à de faibles vitesses d'arbre — des charges qu'une solution à entraînement direct nécessiterait un moteur beaucoup plus grand et plus cher pour gérer. Le groupe réducteur apporte une capacité de couple au prix de la vitesse de sortie, et pour de nombreuses exigences de systèmes d'entraînement réels, ce compromis est exactement ce qu'il faut.

Encodeur d'arbre moteur : résolution à travers le rapport de réduction

L'encodeur 17 bits est situé sur l'arbre moteur et lit 131 072 positions par révolution à cet endroit. Ce que cela signifie après l'étage d'engrenage est significatif : chaque révolution complète de l'arbre de sortie correspond à plusieurs révolutions de l'arbre moteur, et chacune de ces révolutions moteur produit 131 072 impulsions d'encodeur. L'amplificateur voit donc une résolution de position effective extrêmement fine à l'arbre de sortie.

À un rapport de réduction de 1/20, chaque révolution de l'arbre de sortie produit 20 × 131 072 = 2 621 440 impulsions d'encodeur effectives. Pour une application de positionnement d'arbre de sortie à basse vitesse — un convoyeur s'arrêtant à un endroit précis, une station rotative indexant à une position angulaire fixe — cette résolution fournit un retour de position bien plus fin que la précision de positionnement mécanique de la plupart des mécanismes entraînés. L'encodeur n'est jamais le facteur limitant de la précision de positionnement pour ces applications.

À de faibles vitesses de sortie, la qualité de l'estimation de la vitesse bénéficie de manière similaire. L'amplificateur calcule la vitesse à partir des différences d'échantillons de position ; avec un encodage sur l'arbre moteur et un rapport de réduction élevé, chaque échantillon de vitesse couvre de nombreuses impulsions d'encodeur même à de faibles vitesses d'arbre de sortie, donnant à la boucle de vitesse une estimation de vitesse propre et à rapport signal/bruit élevé. Un contrôle de vitesse fluide à de très faibles tr/min d'arbre de sortie — important pour la régulation de la vitesse des convoyeurs et les applications d'enroulement — est un résultat direct de cette combinaison.

La batterie lithium A6BAT de l'amplificateur MR-J2S maintient le compteur absolu multitours lors de toute interruption de courant. La position absolue de l'arbre de sortie est conservée lors des cycles d'alimentation, permettant le redémarrage de la machine sans cycle de retour à la référence.

Exigences de l'amplificateur et configuration de l'engrenage électronique

Le HC-SFS202G1H est associé à l'amplificateur de classe MR-J2S-200 — la même plateforme J2-Super de 2 kW utilisée pour toutes les variantes HC-SFS202. Du point de vue de l'amplificateur, il entraîne un moteur HC-SFS202. Le protocole de l'encodeur, la reconnaissance du modèle de moteur et le contrôle du courant ne sont pas modifiés par la présence du groupe réducteur.

Ce qui change lors de la mise en service, c'est le rapport de réduction électronique dans les paramètres de l'amplificateur. La fonction d'engrenage électronique (paramètres CMX/CDV dans la terminologie MR-J2S) établit la correspondance entre les unités de commande de position du CNC ou du contrôleur et le mouvement réel de l'arbre de sortie. Avec un réducteur entre le moteur et la charge, chaque unité commandée de mouvement de l'arbre de sortie nécessite plus de rotation de l'arbre moteur que dans un arrangement à entraînement direct, et les paramètres de l'engrenage électronique doivent refléter fidèlement le rapport de réduction installé.

Le réglage incorrect de ces paramètres produit une relation erronée entre la position commandée et le mouvement réel de l'axe — l'axe dépasse, sous-dépasse ou génère des erreurs de position à chaque mouvement. La vérification des réglages du rapport de réduction électronique par rapport au rapport indiqué sur la plaque signalétique du carter d'engrenage doit toujours être la première vérification de mise en service sur tout axe servo à engrenages.

Amplificateurs compatibles :

• MR-J2S-200A — Commande analogique/impulsionnelle polyvalente, modes de contrôle de position/vitesse/couple
• MR-J2S-200B — Bus SSCNET pour systèmes de contrôleurs de mouvement coordonnés
• MR-J2S-200CP — Positionnement intégré avec CC-Link, fonctionnement autonome par table de points

Non compatible avec les amplificateurs MR-J2-200 (première génération), MR-J3 ou MR-J4 d'origine.

G1 vs G1H vs G5/G7 : choisir la bonne variante de réducteur

Pour le contrôle de mouvement industriel général — entraînements de convoyeurs, systèmes de transfert, stations d'indexation, manutention — G1 et G1H sont les choix appropriés et économiques. G5 et G7 sont des variantes de précision avec des spécifications de jeu plus serrées pour les applications où la précision angulaire à l'arbre de sortie est une exigence principale. Le G1H répond spécifiquement aux exigences de disposition que le G1 ne peut satisfaire — ce n'est pas une dégradation ou un substitut, c'est la variante correcte pour un ensemble différent de conceptions de machines.

Applications typiques

Servomoteurs pour convoyeurs à rouleaux et à bande. Les convoyeurs de ligne de production qui doivent démarrer, s'arrêter et maintenir leur position avec précision — systèmes d'accumulation de pièces, lignes de transfert entre stations d'assemblage, convoyeurs de sortie sur cellules CNC — utilisent des servomoteurs avec réducteurs montés sur pieds pour s'intégrer dans la structure du châssis du convoyeur. Le montage à pattes du HC-SFS202G1H s'intègre proprement dans les châssis de convoyeurs standard, et l'encodeur absolu maintient un positionnement constant des pièces lors de chaque arrêt d'urgence et redémarrage.

Entraînements de stations de machines de transfert à chaîne. Les entraînements d'indexation de ligne de transfert utilisant des systèmes de chaîne et de pignon nécessitent généralement des motoréducteurs montés sur pieds à l'extrémité de la station d'entraînement. Le montage G1H permet au moteur et au carter d'engrenage de se boulonner directement au châssis de base de la machine de transfert, avec le pignon de sortie positionné à la bonne hauteur pour l'entraînement par chaîne.

Contrôle de tension d'enroulement et de déroulement. Les enrouleurs et dérouleurs de matériaux fonctionnant en mode de contrôle de couple à basse vitesse d'arbre utilisent des servomoteurs montés sur pieds où l'arbre de sortie est directement connecté à l'arbre du rouleau via un accouplement ou un limiteur de couple. Le G1H fournit l'orientation de montage et la hauteur de l'arbre de sortie correctes pour s'adapter à la conception mécanique des supports d'enroulement sur les lignes de conversion, d'impression et de laminage.

Entraînements de tables d'indexation rotatives avec moteur monté sur la base. Les grandes tables d'indexation rotatives où le moteur d'entraînement doit être situé sous la surface de la table et se connecter à l'entrée de vis sans fin ou de pignon par le dessous utilisent des motoréducteurs montés sur pieds comme entraînement principal. Le HC-SFS202G1H positionne correctement l'arbre de sortie pour cette géométrie, et l'encodeur J2-Super fournit la précision angulaire requise pour l'indexation d'assemblage multi-stations.

Entraînements d'actionneurs de portes, trappes et portails industriels. Les applications de portails et de contrôle d'accès industriels entraînés par servomoteurs utilisent des motoréducteurs montés sur pieds où le moteur doit être ancré à une structure de base plutôt que de dépasser d'une plaque frontale. La combinaison de faible vitesse de sortie, de couple de sortie élevé et de retour de position absolu couvre les exigences fonctionnelles des systèmes de portails à accès contrôlé par servomoteur.

Questions fréquemment posées

Q1 : Quelle est la différence entre les variantes de réducteur G1H et G1 ?

Ce sont tous deux des réducteurs industriels généraux dans la même gamme de rapports, et tous deux utilisent le même moteur de base et le même encodeur. La différence réside dans le montage : le G1 est un type à bride qui se monte face à face contre un alésage de bride de machine, avec l'arbre de sortie sortant axialement en ligne avec le moteur. Le G1H est un type à pattes qui se monte par des patins/pieds de base, le moteur se trouvant à côté du carter d'engrenage plutôt que derrière. Spécifiez G1H lorsque la disposition de la machine nécessite un montage sur la base ou que la profondeur axiale disponible ne convient pas à un assemblage en ligne.

Q2 : Quels amplificateurs sont compatibles avec le HC-SFS202G1H ?

Le HC-SFS202G1H utilise le même amplificateur que toutes les variantes HC-SFS202 : la classe MR-J2S-200. Les trois options sont le MR-J2S-200A (commande analogique/impulsionnelle), le MR-J2S-200B (bus SSCNET pour contrôleurs de mouvement) et le MR-J2S-200CP (positionnement intégré). Tous prennent en charge l'encodeur 17 bits. Le moteur n'est pas compatible avec les amplificateurs MR-J2-200 (première génération), MR-J3 ou MR-J4 d'origine. N'oubliez pas de régler les paramètres du rapport de réduction électronique dans l'amplificateur pour qu'ils correspondent au rapport de réduction installé avant la mise en service.

Q3 : Comment le rapport de réduction affecte-t-il le couple et la vitesse de l'arbre de sortie ?

La vitesse de l'arbre de sortie est égale à la vitesse nominale du moteur divisée par le rapport de réduction. Le couple de sortie est égal au couple nominal du moteur multiplié par le rapport de réduction, puis réduit par l'efficacité de l'engrenage (généralement 85–90%). À un rapport de 1/20 avec le couple nominal de base du moteur de 9,55 Nm et une efficacité d'environ 87 %, le couple de sortie continu est d'environ 166 Nm à 100 tr/min. Le rapport spécifique est indiqué sur la plaque signalétique du carter d'engrenage — confirmez-le avant de régler les paramètres de l'engrenage électronique de l'amplificateur.

Q4 : Le groupe réducteur affecte-t-il la résolution de l'encodeur à l'arbre de sortie ?

L'encodeur lit sur l'arbre moteur à 131 072 ppr quel que soit le rapport de réduction. Après l'étage d'engrenage, chaque révolution de l'arbre de sortie correspond à plusieurs révolutions moteur, multipliant le nombre d'impulsions effectives de l'encodeur par révolution d'arbre de sortie par le rapport de réduction. À 1/20, la résolution effective à l'arbre de sortie est de plus de 2,6 millions d'impulsions par révolution — bien plus fine que la précision de positionnement mécanique de la plupart des mécanismes entraînés, ce qui signifie que l'encodeur n'est jamais le facteur limitant de la précision de positionnement pour ce type d'application.

Q5 : Le HC-SFS202G1H convient-il aux applications d'axe vertical sans frein ?

Le HC-SFS202G1H n'a pas de frein électromagnétique. La position au repos est maintenue par le verrouillage servo de l'amplificateur. Pour les axes verticaux ou les mécanismes chargés par gravité où la charge doit être maintenue mécaniquement lorsque l'alimentation servo est coupée — pour éviter tout mouvement incontrôlé lors des arrêts d'urgence, des pannes de courant ou des arrêts planifiés — le HC-SFS202BG1H (même moteur et groupe réducteur, avec frein électromagnétique à ressort ajouté) est la spécification correcte. L'utilisation de la variante sans frein sur un axe vertical nécessite une évaluation minutieuse des exigences de sécurité de la machine ; dans la plupart des cas, la variante avec frein est le choix approprié pour tout axe présentant une composante de charge gravitationnelle.