Mitsubishi HC-SFS153 (HCSFS153) — Servomoteur AC 1,5 kW, arbre droit, sans frein, 3 000 tr/min, série MELSERVO J2-Super

Présentation du produit

Numéro de pièce :HC-SFS153

Également recherché comme :HCSFS153, HCSFS153, HC-SFS-153

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

Classification:Servomoteur AC sans balais à inertie moyenne — 1,5 kW, classe 200 V, 3 000 tr/min, arbre droit, sans frein

Ce que ce moteur représente dans la gamme

LeMitsubishi HC-SFS153est la troisième étape de la famille compacte HC-SFS 3 000 tr/min — au-dessus du HC-SFS103 de 1 kW, en dessous du HC-SFS203 de 2 kW et partageant la même bride de 130 × 130 mm avec les deux. À 1,5 kW et 3 000 tr/min, il produit4,78 Nm de couple continuavec14,3 Nm disponibles pour l'accélération— une combinaison qui s'inscrit parfaitement dans la plage de travail d'une large classe de servoaxes industriels légers à moyens qui ont besoin de vitesse sans sacrifier une capacité de couple significative.

Ce qui fait du HC-SFS153 plus qu'un simple numéro entre deux autres modèles, c'est le couplage des amplificateurs. Le HC-SFS153 et le HC-SFS203 (2 kW) utilisent leMR-J2S-200amplificateur. Même interface de montage, même amplificateur, performances moteur différentes. Cela signifie qu'un châssis de machine conçu autour du HC-SFS153 peut accepter le HC-SFS203 comme mise à niveau de capacité sans modification mécanique ou électrique du panneau — seulement une mise à jour des paramètres de l'amplificateur. Cette flexibilité de conception est utile au stade de la spécification et encore plus utile lorsqu'une machine a besoin de plus de couple d'axe après son entrée en production.

Derrière le puits, la plateforme J2-Super offre :Codeur absolu série 17 bitsà 131 072 ppr, position absolue multitours soutenue par la batterie A6BAT dans l'amplificateur, réglage automatique en temps réel et suppression adaptative des vibrations. Arbre droit, sans frein — la configuration propre et simple pour les axes horizontaux et chargés symétriquement qui constituent la majorité des applications servies par ce moteur.

Spécifications techniques

4,78 Nm à 3000 tr/min : Lecture du Point de Fonctionnement

Le point de fonctionnement couple-vitesse du HC-SFS153 mérite une attention directe, car c'est là que les décisions de dimensionnement des axes sont prises et que les disparités entre le moteur et l'application apparaissent le plus clairement en production.

Quatre virgule sept huit Newton-mètres de couple continu constituent une capacité de force soutenue véritablement utile avec cette taille de châssis compacte. Il suffit d'entraîner une vis à billes à pas de 5 mm contre une résistance modérée à des vitesses d'avance pratiques, de maintenir une tension constante de la bande sur un entraînement à enroulement léger sur une plage utile de diamètres de rouleau, d'alimenter un entraînement primaire par courroie de distribution sur un axe de machine d'assemblage à cycle rapide ou de maintenir la force d'avance sur un mécanisme d'alimentation en matériau léger tout au long d'un cycle de production. Il n'est pas illimité : les axes qui demandent régulièrement plus de 4,78 Nm en continu accumuleront une charge thermique jusqu'à ce que l'alarme électronique de surcharge se déclenche — mais dans son enveloppe, il est solide et fiable.

Le pic de 14,3 Nm est le niveau où résident les performances de positionnement. À trois fois la valeur nominale continue, ce couple transitoire est disponible pour les phases d'accélération et de décélération de chaque mouvement. Un axe à charge légère effectuant des mouvements point à point rapides utilise 14,3 Nm pour augmenter et diminuer la vitesse, passe la majeure partie du cycle à ou en dessous de la valeur nominale continue pendant un mouvement à vitesse constante, et le modèle thermique du MR-J2S-200 gère le cycle de service sans se plaindre.

La vitesse nominale de 3 000 tr/min constitue l’autre moitié de l’équation de conception. À vitesse nominale avec une vis à billes à pas de 10 mm couplée directement, ce moteur entraîne un axe linéaire à 30 m/min. Pour les axes auxiliaires CNC, cela permet une vitesse de déplacement rapide et confortable sans aucun étage de réduction entre le moteur et la vis. Pour les applications couplées par courroie, une modeste réduction de 1,5:1 à 2:1 ramène la vitesse de travail à une plage mécaniquement appropriée tout en multipliant le couple disponible — une approche de conception courante pour les axes où les supports du moteur sont décalés par rapport à l'arbre mené.

La vitesse maximale de 4 500 tr/min étend la plage de fonctionnement au-dessus de la vitesse nominale dans la région de puissance constante. Au-dessus de 3 000 tr/min, le couple disponible diminue à mesure que la vitesse augmente. Cette région est utile pour les déplacements rapides sur des axes à faible charge où la vitesse est nécessaire et où la demande de couple est bien inférieure au chiffre nominal.

Où se situe le HC-SFS153 entre le 103 et le 203

Les trois moteurs — HC-SFS103, HC-SFS153 et HC-SFS203 — partagent la bride de 130 × 130 mm, l'encodeur J2-Super 17 bits et la protection IP65. Une machine conçue autour de l’un d’entre eux s’adapte mécaniquement aux trois sans modification. Mais ils ne sont pas interchangeables du point de vue de l’amplificateur, et il est utile de comprendre la situation dans son ensemble.

Le passage du HC-SFS103 au HC-SFS153 signifie changer la classe d'amplificateur — du MR-J2S-100 au MR-J2S-200. Le support du moteur est inchangé, mais l'amplificateur change. Le passage du HC-SFS153 au HC-SFS203, en revanche, utilise lemême amplificateur MR-J2S-200. Seul le moteur change. Cette asymétrie est importante pour la conception de la machine : une fois le panneau construit autour d'un MR-J2S-200, le moteur peut être mis à niveau du HC-SFS153 au HC-SFS203 sans toucher le panneau.

Pourquoi le moteur de 1,5 kW à 3 000 tr/min utilise-t-il l'amplificateur de classe 2 kW ? La demande actuelle d'un moteur de 1,5 kW à 3 000 tr/min dépasse ce que le MR-J2S-100 est censé fournir. Les tableaux de compatibilité moteur-amplificateur de Mitsubishi confirment le MR-J2S-200 pour le HC-SFS153 et le HC-SFS203 à 3 000 tr/min : la classe de l'amplificateur est déterminée par la consommation de courant du moteur à son point de fonctionnement, et non uniquement par la puissance en watts indiquée sur sa plaque signalétique.

Arbre droit, sans frein : la valeur par défaut

La configuration à arbre droit et sans frein du HC-SFS153 représente la valeur par défaut pour les axes d'asservissement horizontaux bien conçus à cette capacité, et ses arguments sont simples.

Sur l'arbre :À 4,78 Nm nominal et 14,3 Nm en crête, les exigences en matière d'interface de couplage sont modérées. Les servo-accouplements de précision (accouplements à soufflet, accouplements à mâchoires, accouplements à disque) gèrent cette plage proprement lorsqu'ils sont dimensionnés en fonction du couple maximal plutôt que de la valeur nominale continue. Un accouplement sélectionné au couple nominal est marginal lors de chaque transitoire d'accélération ; celui sélectionné à 14,3 Nm de pointe avec un facteur de service modeste gère toute la plage de fonctionnement.

L'arbre droit fonctionne pour tous les types d'accouplement courants. Entraînements primaires par courroie de distribution à l'aide d'une poulie à moyeu divisé. Accouplement à vis à billes via un accouplement à disque flexible. Accouplement direct à une entrée de boîte de vitesses. Dans les applications où le composant entraîné nécessite un alésage claveté (un moyeu à engrenages, un pignon ou une poulie personnalisée), leHC-SFS153K(arbre claveté, sans frein) présente des spécifications de performances identiques et utilise le même amplificateur MR-J2S-200. Le type d'arbre ne change rien au comportement électrique ou dynamique du moteur.

Sur le frein :Le verrouillage du servo via la boucle de position fermée du MR-J2S-200 est entièrement fiable pour les axes horizontaux sans aucune composante de charge gravitationnelle agissant dans le sens de rotation de l'arbre. L'encodeur 17 bits surveille en permanence l'angle de l'arbre ; l'amplificateur fournit un courant correcteur pour maintenir l'erreur de suivi nulle. Pour ces axes, l'ajout d'un frein signifie l'ajout d'un circuit 24 V, d'un relais, d'une suppression des surtensions, d'une logique de verrouillage MBR et d'un disque de frein au programme de maintenance, sans retour fonctionnel.

Appliquez délibérément le test à chaque axe : si le courant du servo tombe à zéro de manière inattendue, la charge bouge-t-elle ? Sur les mécanismes horizontaux et les axes rotatifs chargés symétriquement, la réponse est non. Sur les axes verticaux et les avances inclinées, la réponse est oui — et ces applications appartiennent auHC-SFS153B(arbre droit, frein à ressort) ouHC-SFS153BK(arbre claveté, frein à ressort). Faire cette distinction sur tous les axes d'une machine produit une conception plus propre, plus légère et plus simple.

Performances de l'encodeur 17 bits à 1,5 kW, 3 000 tr/min

L'encodeur du HC-SFS153 est la même unité absolue série 17 bits sur toute la gamme HC-SFS J2-Super. Cent trente et un mille soixante-douze positions angulaires discrètes par tour d'arbre, avec un compteur absolu multitours soutenu par la batterie A6BAT dans l'amplificateur MR-J2S-200.

À 3 000 tr/min sur un axe de 1,5 kW, la contribution de l'encodeur apparaît aux deux endroits les plus importants.

Qualité de la boucle de vitesse à la vitesse nominale.À 3 000 tr/min (50 tours d'arbre par seconde), la boucle de rétroaction de vitesse a besoin d'une résolution angulaire fine pour calculer avec précision la vitesse instantanée. À 131 072 comptes par tour, l'algorithme de contrôle a une résolution plus que suffisante pour produire un fonctionnement fluide à vitesse constante avec une faible ondulation à tout moment dans la plage de vitesse, y compris les vitesses de fluage à faible vitesse utilisées pendant l'approche et le maintien du positionnement. Le contraste avec son prédécesseur 14 bits (16 384 ppr) est plus visible à basse vitesse d'arbre, où la granularité de comptage plus fine du HC-SFS153 produit une sortie de couple sensiblement plus douce.

Position absolue à travers les événements de pouvoir.Lorsque la machine s'arrête, planifiée ou non, l'encodeur conserve en mémoire l'angle exact de l'arbre et le nombre de tours accumulés. Au redémarrage, le MR-J2S-200 lit la position absolue sans qu'aucun mouvement de l'arbre ne soit nécessaire. Pour les axes des machines de production qui redémarrent fréquemment ou pour les machines pour lesquelles un arrêt en milieu de cycle peut laisser l'axe à n'importe quelle position de sa plage de déplacement, la capacité de position absolue élimine les routines de référencement et réduit le temps de redémarrage au minimum.

Entretien de la batterie.L'A6BAT se trouve dans l'amplificateur MR-J2S-200, pas dans le moteur. Remplacez-le dès la première alarme de batterie faible de l'amplificateur. Une batterie épuisée réinitialise le compteur multi-tours et nécessite un cycle de retour de référence au prochain démarrage. Traiter l’alarme de batterie faible comme un élément de maintenance immédiate – et non comme quelque chose à reporter au prochain arrêt programmé – évite que cela ne se transforme en une interruption de production imprévue.

Amplificateurs compatibles

Le HC-SFS153 s'associe auMR-J2S-200famille d'amplificateurs - la plate-forme J2-Super de 2 kW. Les trois variantes d'interface sont disponibles :

MR-J2S-200Aaccepte les commandes de position par train d'impulsions provenant des contrôleurs CNC et des automates, ainsi que des références analogiques de vitesse et de couple. Tous les modes de contrôle — position, vitesse, couple et combinaisons commutées — sont disponibles. RS-232C se connecte au MR Configurator pour la mise en service et la surveillance des diagnostics. Pour la majorité des axes auxiliaires de machines-outils et des applications générales d'automatisation industrielle où la source de commande est un contrôleur externe, il s'agit du choix standard.

MR-J2S-200Bse connecte aux contrôleurs de mouvement Mitsubishi séries A et Q via le bus série à fibre optique SSCNET. Toutes les commandes d'axe, les retours d'encodeur, les données d'alarme et les signaux de surveillance transitent par la liaison fibre optique. Pour les machines multi-axes coordonnées (axes qui doivent se déplacer de manière synchronisée avec d'autres axes sous un contrôleur de mouvement, que ce soit pour le contourage géométrique, l'engrenage électronique ou les opérations de transfert synchronisées), le bus SSCNET fournit un couplage d'axes en temps réel que les interfaces impulsionnelles et analogiques ne peuvent pas offrir.

MR-J2S-200CPfournit un positionnement intégré sur un seul axe avec jusqu'à 31 positions de table de points stockées, activées par des E/S numériques ou une commande réseau CC-Link. Pour les axes de positionnement autonomes indexés ou point à point qui ne nécessitent pas de coordination avec d'autres axes, le CP élimine le coût d'un contrôleur de mouvement dédié. Les axes de contrôle de registre, les avances indexées simples et les mécanismes de transfert autonomes avec des jeux de positions définis sont des applications naturelles.

Notes de compatibilité.Le HC-SFS153 nécessite un amplificateur MR-J2S-200. C'estnon compatible avec les amplificateurs MR-J2-200 de première génération, qui ne peut pas lire le protocole série de l'encodeur J2-Super 17 bits. Pour les machines exécutant le matériel MR-J2-200 d'origine, leHC-SF153(même spécification mécanique, encodeur 14 bits) est le bon moteur. Non compatible avec les amplificateurs MR-J3 ou MR-J4 sans kit d'adaptateur de renouvellement.

Famille compacte HC-SFS 3 000 tr/min : où se trouve le 153

Le HC-SFS153 est letroisième étape de capacitédans la gamme compacte HC-SFS 3000 tr/min et l'un des deux moteurs sur cette bride qui utilisent l'amplificateur MR-J2S-200. Passez au-dessus du HC-SFS203 et le montage ne change pas. Passez au-dessus du HC-SFS203 jusqu'au HC-SFS353 et la bride atteint 176 × 176 mm.

Chaque capacité de la famille HC-SFS 3 000 tr/min est disponible en quatre configurations d'arbre et de frein : arbre droit (HC-SFS153), arbre droit avec frein (HC-SFS153B), arbre claveté (HC-SFS153K) et arbre claveté avec frein (HC-SFS153BK). Tous les quatre utilisent l'amplificateur MR-J2S-200.

Applications typiques

Entraînements d’axes auxiliaires CNC à grande vitesse.Axes de rotation du changeur de palettes, entraînements du magasin d'outils rotatifs et entraînements des bras du changeur d'outils sur les centres d'usinage CNC et les centres de tournage. La vitesse nominale de 3 000 tr/min permet une indexation rapide du magasin et une traversée rapide du bras de changement d'outil ; le cadre compact de 130 × 130 mm s'adapte aux contraintes physiques des conceptions de magasins d'outils compacts et de mécanismes ATC.

Entraînements primaires sur machines d’emballage et d’étiquetage petit format.Entraînements de traction de film, axes de contrôle de repérage et mécanismes d'espacement des produits sur les équipements d'emballage à mouvement intermittent. La combinaison d'un couple soutenu de 4,78 Nm pour maintenir le registre sous charge, d'un pic de 14,3 Nm pour une accélération rapide lors d'un mouvement indexé et d'un encodeur 17 bits pour un retour de position précis convient bien à ces applications à cadence élevée.

Entraînements de convoyeurs et d’axes de transfert sur équipements d’assemblage.Sections de convoyeur servocommandées, glissières de transfert de pièces et mécanismes d'indexation sur des équipements d'assemblage et de test automatisés compacts. Le point de fonctionnement de 3 000 tr/min avec entraînements directs ou couplés par courroie permet des vitesses de déplacement pratiques ; le châssis compact s'adapte aux géométries structurelles des machines d'assemblage.

Tension de la bande et contrôles des bras danseurs sur machines de transformation.Le contrôle de tension entraîne les lignes de refendage, de laminage et de revêtement où le moteur fonctionne en mode de contrôle de couple pour maintenir une tension constante de la bande sur un diamètre de rouleau changeant. Le couple continu de 4,78 Nm en mode contrôle de couple couvre la plage de tension de travail sur les stations de conversion légères avec une marge appropriée.

Entraînements des axes secondaires des machines textiles.Entraînements de rouleaux d'alimentation, axes de tension de fil et entraînements de décrochage d'ensouple sur les machines à tricoter et à tisser où un contrôle précis de la vitesse et de la tension à des niveaux de couple modérés est la principale exigence. La vitesse nominale de 3 000 tr/min du HC-SFS153 convient aux rouleaux d'alimentation et aux rouleaux d'entraînement fonctionnant à des vitesses de surface pratiques sans nécessiter de réducteur.

Foire aux questions

Q1 : Pourquoi le HC-SFS153 (1,5 kW) utilise-t-il l'amplificateur MR-J2S-200 (2 kW) plutôt que le MR-J2S-100 ?

La classe de l'amplificateur est déterminée par la demande de courant du moteur à son point de fonctionnement, et non uniquement par la puissance nominale. À 3 000 tr/min et 1,5 kW, la consommation de courant du HC-SFS153 dépasse la puissance nominale du MR-J2S-100. La documentation de compatibilité de Mitsubishi confirme le MR-J2S-200 pour le HC-SFS153 et le HC-SFS203. La conséquence pratique est utile : une fois le panneau construit autour d'un MR-J2S-200, le moteur peut être mis à niveau du HC-SFS153 au HC-SFS203 sans aucun amplificateur ni changement de panneau — seul le moteur est remplacé et une mise à jour des paramètres confirme le nouveau type de moteur.

Q2 : Quelle est la différence entre le HC-SFS153 et le HC-SFS152 ?

Les deux sont des moteurs J2-Super de 1,5 kW sur une bride de 130 × 130 mm avec des encodeurs 17 bits et des dimensions mécaniques identiques. La différence est le point de fonctionnement nominal. LeHC-SFS152 fonctionne à 2 000 tr/minavec7,16 Nmcouple continu. LeHC-SFS153 fonctionne à 3 000 tr/minavec4,78 Nmcouple continu. Même puissance, équilibre vitesse-couple différent. Les deux utilisent l'amplificateur MR-J2S-200. Choisissez le HC-SFS152 lorsque l'axe a besoin d'un couple soutenu plus élevé à vitesse modérée. Choisissez le HC-SFS153 lorsque l'axe nécessite une vitesse d'arbre plus élevée avec un couple de charge continu plus léger.

Q3 : Le HC-SFS153 peut-il être utilisé avec un amplificateur MR-J2-200 de première génération ?

Le HC-SFS153 utilise le protocole série de l'encodeur J2-Super 17 bits, que le MR-J2-200 d'origine ne peut pas lire. La connexion du HC-SFS153 à un amplificateur MR-J2-200 de première génération produira un défaut de communication de l'encodeur au démarrage. Pour les machines exécutant le matériel MR-J2-200 d'origine, le moteur correct est leHC-SF153— même spécification mécanique, encodeur 14 bits, compatible avec les amplificateurs MR-J2-200 et MR-J2S-200.

Q4 : Où se trouve la batterie du codeur absolu et que se passe-t-il si elle se décharge complètement ?

LePile au lithium Mitsubishi A6BATest situé à l'intérieur duServoamplificateur MR-J2S-200, pas dans le moteur. Il maintient le compteur absolu multitours pendant toutes les périodes de mise hors tension. Remplacez-le dès la première alarme de batterie faible de l'amplificateur. Si la batterie s'épuise complètement, le compteur multi-tours se réinitialise et un cycle de retour de référence est requis au prochain démarrage avant que l'axe puisse reprendre la production. Sur les machines où la prise en charge nécessite une préparation ou comporte des risques, traiter l'alarme de batterie faible comme un élément de maintenance immédiate plutôt que différée évite que cela ne devienne une interruption de production imprévue.

Q5 : Le HC-SFS153 est-il toujours disponible et quel est son équivalent de la génération actuelle ?

Le HC-SFS153 est abandonné par Mitsubishi mais reste disponible auprès des revendeurs de surplus d'automatisation industrielle et des fournisseurs spécialisés en servomoteurs Mitsubishi en tant que nouveaux anciens stocks et unités remises à neuf testées. Pour les machines dédiées au matériel J2-Super, cette voie d’approvisionnement est fiable et bien établie. Pour les nouvelles conceptions de machines ou les mises à niveau de plate-forme, l'équivalent de la génération actuelle s'appuie surSérie HF-KP ou série HG-KR(génération MR-J4 ou MR-JE) à capacité équivalente — mais notez que les moteurs à faible inertie de 1,5 kW de la génération actuelle utilisent un cadre physique plus petit que l'encombrement de 130 × 130 mm du HC-SFS153, une adaptation mécanique est donc nécessaire lors de la transition vers le matériel actuel.