Un nouveau Mitsubishi Servo Motor HC-SF502 HCSF502 HC-SF502 Nouveau dans la boîte de l'usine scellée

Mitsubishi HC-SF502 (HCSF502) — Servomoteur AC 5 kW, arbre droit, sans frein, série MELSERVO J2

Identification du produit

Numéro de pièce : HC-SF502

Aussi recherché sous les noms : HCSF502, HC-SF-502

Série : Mitsubishi MELSERVO HC-SF (Génération J2)

Type de moteur : Servomoteur AC sans balais — Arbre droit, sans frein, 2000 tr/min

État : Neuf en boîte, scellé d'usine

Aperçu

La Mitsubishi HC-SF502 est le moteur à arbre droit sans frein de 5 kW de la famille originale MELSERVO J2 HC-SF — un servomoteur AC sans balais à inertie moyenne, d'une puissance nominale de 2 000 tr/min, 23,9 Nm en continu et 71,6 Nm en pointe. Il occupe le deuxième plus grand point de capacité de la gamme HC-SF 2000 tr/min, se situant entre le HC-SF352 de 3,5 kW et le HC-SF702 haut de gamme, et il couvre les exigences d'axe qui se situent clairement au-dessus de la capacité moyenne sans exiger l'infrastructure électrique d'un système de 7 kW.

Arbre droit, sans frein. Deux choix de spécifications, tous deux délibérés. L'arbre droit correspond aux conceptions de couplage à serrage par friction et à serrage divisé standard dans les entraînements à vis à billes d'axe CNC haute performance et les mécanismes à couplage direct. L'absence de frein reflète une conception d'application où la charge est supportée horizontalement, la gravité n'agit pas dans le sens de la rotation de l'arbre et le maintien de la position au repos provient du verrouillage servo de l'amplificateur plutôt que d'un dispositif mécanique à ressort. Pas de frein signifie pas de relais, pas de séquençage MBR, pas de câblage de bobine de frein et pas de surcharge de panneau supplémentaire sur un axe qui n'en a pas l'utilité.

En tant que moteur J2 de première génération, le HC-SF502 est équipé de l' encodeur absolu série 14 bits à 16 384 ppr et est compatible avec les amplificateurs MR-J2-500 d'origine ainsi qu'avec la plateforme MR-J2S-500 ultérieure. Cette compatibilité double génération est l'avantage pratique déterminant du HC-SF502 : pour la grande base installée de machines de production fonctionnant avec du matériel MR-J2-500, c'est le seul moteur à arbre droit sans frein de 5 kW qui peut remplacer l'original sans nécessiter de mise à niveau de l'amplificateur en même temps.

Spécifications techniques

5 kW et 23,9 Nm : L'axe qui a besoin de cette capacité

Le HC-SF502 existe car certains axes de machines ont réellement besoin de plus de 3,5 kW et n'ont pas besoin de 7 kW. L'écart entre ces deux points de capacité est plus grand qu'il n'y paraît sur le papier. Le HC-SF352 délivre 16,7 Nm en continu ; le HC-SF502 délivre 23,9 Nm. Cela représente une augmentation de 43 % du couple soutenu à l'arbre — suffisant pour déterminer si un axe reste dans son budget thermique pendant un quart de production ou s'approche de la surcharge.

Qu'est-ce qui pousse un axe dans cet écart ? Usinage intensif soutenu. Masse importante de pièce et de montage sur une table à vis à billes. Une exigence de déplacement rapide élevée combinée à des cycles d'accélération fréquents où la demande de couple d'inertie est constamment élevée. Un mécanisme de transfert cyclant aux cadences de production sous charge importante. N'importe lequel de ces éléments, et l'analyse du cycle de service qui précède la sélection du moteur montrera que le moteur de 3,5 kW fonctionne avec une marge thermique tandis que le moteur de 5 kW fonctionne confortablement à l'intérieur de celle-ci.

Les 71,6 Nm de pointe — trois fois la valeur continue — représentent la ressource d'accélération de l'amplificateur. Amener une table de machine chargée du repos à la vitesse de déplacement rapide dans le temps minimum possible nécessite un couple considérablement plus élevé que de maintenir une vitesse d'avance de coupe. Les 71,6 Nm de pointe couvrent cette demande, le moteur revenant à la zone de fonctionnement continue une fois le déplacement rapide terminé et l'opération de coupe commencée. C'est le profil de service pour lequel le HC-SF502 est conçu : des transitoires de couple bref et élevé encadrant un fonctionnement soutenu bien dans la plage nominale continue.

La demande de 7,5 kVA de l'installation électrique représente l'empreinte électrique du système. La conception du panneau, le dimensionnement des câbles, le choix des fusibles et des contacteurs sont tous basés sur ce chiffre ainsi que sur le courant nominal de 25 A. Pour les axes avec des événements de décélération fréquents et à haute énergie — axes de table lourds s'arrêtant à la vitesse de déplacement rapide maximale — la fonction régénérative de l'amplificateur MR-J2 ou MR-J2S-500 renvoie l'énergie de décélération au bus DC, et la capacité de la résistance régénérative doit être confirmée dans le cadre de la conception du système.

Arbre droit : Conception de couplage à 5 kW

Le moyeu de couplage à serrage par friction sur l'arbre droit du HC-SF502 doit être sélectionné, spécifié et installé pour la valeur de couple maximale — 71,6 Nm — et non le couple continu nominal. Sur un axe servo, la demande de couple la plus défavorable se produit pendant les transitoires d'accélération et de décélération, et ceux-ci peuvent se produire de manière répétée au cours d'un quart de production. Un couplage qui gère adéquatement la charge continue de 23,9 Nm mais qui est limite à 71,6 Nm glissera éventuellement sous un cycle de déplacement rapide agressif.

Un glissement sur un axe CNC de 5 kW n'est pas un événement mineur. Une perte de position sur une table de centre d'usinage de grande taille signifie des erreurs dimensionnelles sur la pièce, au minimum. Plus grave encore, sur une machine avec surveillance de boucle de position active, un événement de glissement provoque une alarme d'erreur de suivi et un arrêt d'urgence — arrêt de la production d'une manière difficile à diagnostiquer sans une inspection minutieuse de l'interface arbre-couple.

Le processus de sélection commence par le couple maximal. Le couplage doit être conçu pour transmettre 71,6 Nm selon le facteur de service approprié pour un fonctionnement servo réversible. Le diamètre et la tolérance du moyeu, la finition de l'alésage de l'arbre et le couple de serrage des fixations contribuent tous à la force de serrage finale réalisable. Négliger l'un de ces éléments réduit le couple de friction disponible à l'interface.

Pour les applications où la conception du couplage du mécanisme entraîné intègre une clavette — poulies de distribution, moyeux d'engrenage, entraînements par pignon — ou toute interface nécessitant une connexion positive clavette-moyeu, le HC-SF502K (arbre claveté, sans frein) est la variante parallèle. Le HC-SF502 est destiné aux interfaces de couplage à serrage par friction où un alésage d'arbre lisse est l'interface correcte.

Instructions d'installation du moyeu : utilisez le trou fileté à l'extrémité de l'arbre pour tirer axialement le moyeu sur l'arbre avec un tire-fond, une rondelle et un écrou en appui contre la face du moyeu. Ne frappez pas et n'enfoncez pas le moyeu sur l'arbre. À cette taille de cadre et cette masse de moteur, l'impact axial lors de l'installation du moyeu se transmet à travers l'arbre au disque de l'encodeur et à l'ensemble de roulement à l'arrière du moteur. Le résultat est un dommage à l'encodeur qui ne déclenche rarement un défaut immédiat — il apparaît des semaines ou des mois plus tard sous forme d'alarmes d'encodeur intermittentes sous vibration, qui sont vraiment difficiles à retracer à leur origine. La méthode du tire-fond ajoute trente secondes à l'installation et élimine complètement ce mode de défaillance.

Sans frein : Quand le verrouillage servo est suffisant

Le HC-SF502 maintient la position de l'axe au repos grâce à la fonction de verrouillage servo en boucle fermée de l'amplificateur. La boucle de position reste active, surveillant l'encodeur en continu, et fournit un courant correctif pour maintenir une erreur de suivi nulle. Pour les axes horizontaux où aucune force nette n'agit dans le sens de la rotation de l'arbre lorsque le servo est en état de maintien, c'est fiable, précis et suffisant.

L'ajout d'un frein à cet axe n'apporterait aucune amélioration fonctionnelle de la qualité du maintien de la position. Ce qu'il ajouterait, c'est un câblage de bobine de frein 24 V CC, un relais et un absorbeur de surtension dans le panneau de commande, un circuit de sortie d'interverrouillage MBR dans la logique de sécurité de la machine, une exigence de séquençage de frein dans la procédure de mise en service de l'axe et une inspection périodique de la surface de friction du disque de frein dans le cadre de la maintenance préventive. Aucune de ces surcharges ne se traduit par un avantage opérationnel sur un axe où la charge reste immobile lorsque le servo est en maintien.

Le calcul change sur les axes où la gravité ou le déséquilibre de charge agit dans le sens de la rotation de l'arbre lorsque le courant servo est coupé. Une colonne Z verticale transportant une tête de broche, un axe d'avance incliné, un mécanisme de navette chargé par gravité — ces axes appartiennent au HC-SF502B (arbre droit avec frein à ressort). Le frein est un dispositif critique pour la sécurité sur ces axes, pas une amélioration ; son absence serait une erreur de conception de machine.

Pour une machine avec plusieurs axes de 5 kW, identifier correctement quels axes nécessitent le frein et lesquels n'en ont pas besoin permet d'obtenir la conception électrique la plus simple et la plus maintenable. Le HC-SF502 est le choix correct pour chaque axe de 5 kW de la machine où l'analyse de charge confirme que le maintien par frein n'est pas nécessaire.

Encodeur de génération J2 : Capacité et avantage de compatibilité

Le HC-SF502 utilise l' encodeur absolu série 14 bits à 16 384 positions par révolution, le dispositif de rétroaction standard de la famille J2 HC-SF d'origine. Absolu série signifie que l'encodeur transmet un mot de position numérique à l'amplificateur à chaque période d'échantillonnage — pas des signaux analogiques sinus/cosinus — et maintient un compteur absolu multi-tours après les coupures de courant grâce à une sauvegarde par batterie dans l'amplificateur servo.

Pour les applications pour lesquelles le HC-SF502 a été conçu — axes d'avance de machines-outils CNC, grands entraînements de transfert et axes d'automatisation industrielle dans la plage de capacité de 5 kW — la résolution de 14 bits est entièrement capable. Les tolérances de positionnement des machines-outils, les limites d'erreur de suivi et la qualité du contrôle de vitesse sur ces axes sont déterminées par de multiples facteurs, dont la résolution de l'encodeur est l'un d'eux. La valeur de 16 384 ppr est plus que suffisante pour la grande majorité des exigences d'axe des générations J2 et J2S à ce niveau de puissance.

La batterie lithium A6BAT dans l'amplificateur servo maintient le compteur absolu multi-tours lors de toute interruption de courant — arrêt nocturne, déclenchement d'alarme, arrêt d'urgence ou défaut de courant. Le redémarrage de la machine après l'un de ces événements rétablit la position absolue de l'axe sans cycle de retour de référence. La batterie se trouve dans l'amplificateur, pas dans le moteur, et est remplacée au niveau de l'amplificateur lors de la maintenance planifiée. Remplacez-la dès la première alarme de batterie faible de l'amplificateur ; une A6BAT complètement déchargée signifie que le compteur absolu est perdu et qu'un retour de référence est nécessaire avant que la production puisse reprendre.

La compatibilité double génération d'amplificateurs est la caractéristique pratique la plus importante du HC-SF502. Comme l'encodeur J2 14 bits précède la plateforme J2S, il est lisible par les deux générations d'amplificateurs sans aucune modification des paramètres ou adaptation matérielle :

• MR-J2-500A / MR-J2-500B — Amplificateurs J2 d'origine. Compatibilité totale.
• MR-J2S-500A / MR-J2S-500B / MR-J2S-500CP — Amplificateurs J2-Super. Entièrement rétrocompatibles.

Le HC-SFS502 (encodeur J2S 17 bits) fonctionne uniquement avec les amplificateurs MR-J2S-500 — le connecter à un amplificateur MR-J2-500 d'origine provoque une erreur de protocole d'encodeur et l'axe ne fonctionnera pas. Le HC-SF502 n'a pas une telle restriction. Pour le nombre substantiel de machines construites pendant l'ère J2 avec des amplificateurs MR-J2-500 encore en service, le HC-SF502 est la cible de remplacement de moteur correcte et la seule valide pour un remplacement à l'identique.

HC-SF502 vs HC-SFS502 : La décision d'approvisionnement

La sortie mécanique est identique. Le montage est identique. Une vérification détermine le choix d'approvisionnement correct : lire la plaque signalétique de l'amplificateur dans la machine. MR-J2-500 (sans S) — choisir le HC-SF502, aucune modification d'amplificateur nécessaire. MR-J2S-500 — les deux moteurs sont compatibles ; le HC-SFS502 offre une résolution d'encodeur plus élevée, le HC-SF502 est une alternative entièrement valide lorsque la résolution J2S n'est pas une exigence primordiale.

Gamme HC-SF 2000 tr/min — 5 kW dans la gamme

Le HC-SF502 partage la bride de 176 × 176 mm avec tous les moteurs de 2 kW à 7 kW de la gamme HC-SF 2000 tr/min. Dans chaque point de capacité, la matrice de suffixes complète couvre toutes les combinaisons arbre-frein : pas de suffixe (droit, sans frein), B (droit avec frein), K (claveté, sans frein) et BK (claveté avec frein). Les quatre partagent la même bride, le même protocole d'encodeur et la même compatibilité d'amplificateur. Le type d'arbre et la présence de frein n'affectent pas la sélection de l'amplificateur à quelque point de capacité que ce soit.

Applications typiques

Axes d'avance principaux de grands centres d'usinage CNC. Les axes de table X et Y des centres d'usinage verticaux et horizontaux grand format déplaçant des ensembles de pièces et de montages importants sont l'application déterminante pour le HC-SF502. Ce sont des axes horizontaux — pas de frein nécessaire — d'une capacité de 5 kW. La demande de couple de coupe soutenue sur une grande table de VMC traversant des coupes lourdes peut facilement dépasser ce que 3,5 kW gèrent confortablement. Les 23,9 Nm continus du HC-SF502 fournissent la marge thermique nécessaire.

Entraînements de navette de palettes HMC. Les changeurs de palettes de centres d'usinage horizontaux transfèrent les palettes chargées entre la position d'usinage et la station de préparation. Les masses de palettes sur les HMC de taille moyenne à grande peuvent atteindre plusieurs centaines de kilogrammes, et la navette doit cycler de manière répétée aux cadences de production. Les 23,9 Nm continus et 71,6 Nm de pointe du HC-SF502 gèrent la charge de transfert soutenue et la demande de couple d'accélération sans approcher les limites thermiques.

Axes de centres d'usinage à colonne mobile et à pont. Sur les centres d'usinage à colonne mobile, l'axe de déplacement de la colonne déplace une grande et lourde pièce de fonderie structurelle le long de guidages linéaires sur de longues courses. La combinaison d'une inertie élevée et d'une vitesse de déplacement rapide élevée en fait une application de 5 kW sur les machines de format moyen, et l'interface de couplage à arbre droit convient aux conceptions de couplage à disque à haute rigidité utilisées sur ces axes.

Grands entraînements de chariot d'axe Z de tours CNC. Les entraînements de chariot d'axe Z de tours CNC robustes déplaçant un grand ensemble de tourelle et de chariot sous des charges de coupe soutenues nécessitent une capacité de 5 kW pour maintenir une vitesse de coupe constante pendant les opérations de tournage profond. L'arbre droit convient aux conceptions de couplage utilisées entre le servomoteur et la vis à billes sur les grands axes Z de tours.

Maintenance et remplacement de machines de l'ère J2 héritées. Peut-être l'application la plus directe : une machine de production actuellement arrêtée en attente de ce moteur, avec des amplificateurs MR-J2-500 installés. Le HC-SF502 neuf en boîte remplace directement le moteur d'origine, restaurant la pleine fonctionnalité de l'axe sans aucune modification d'amplificateur, réingénierie de paramètres ou complexité de mise en service supplémentaire. Pour les équipes de maintenance gérant des parcs de machines de l'ère J2, la disponibilité en stock neuf en boîte à cette capacité est une solution immédiate de reprise de production.

Neuf en boîte, scellé d'usine

Scellé d'usine signifie emballage Mitsubishi d'origine avec tous les éléments de protection intacts — carton extérieur intact, support en mousse intérieur en place, capuchon de protection d'extrémité d'arbre installé, ports de connecteur d'encodeur et d'alimentation couverts, et joint d'étanchéité à l'huile dans son état de fabrication. Aucune installation préalable, aucun historique thermique, aucune charge de roulement due à un service antérieur. Compte tenu du poids typique de la classe de cadre HC-SF de 5 kW, le moteur est expédié dans un emballage adapté à sa masse, protégeant l'arbre, le joint d'étanchéité et l'ensemble de l'encodeur pendant le transport.

Pour une machine actuellement arrêtée en attente de ce moteur, le neuf en boîte réduit directement le temps de réparation et fournit une unité de condition connue sans variables dues à des événements de service antérieurs. Pour le stock de maintenance planifiée sur des opérations multi-machines où cette capacité apparaît sur plusieurs axes, le stock scellé d'usine fournit des unités cohérentes et directement commissionnables.

Stocké dans des conditions de température stable et de faible humidité, à l'abri des vibrations, le stock HC-SF502 scellé d'usine maintient ses spécifications complètes sur plusieurs années. Au-delà de cinq ans de stockage, une rotation lente de l'arbre avant la mise en service, dans le cadre de l'inspection d'installation, aide à redistribuer la graisse des roulements avant la première mise sous tension.

Questions fréquemment posées

Q1 : Quels amplificateurs sont compatibles avec le HC-SF502 ?

Le HC-SF502 est compatible avec les amplificateurs des générations J2 et J2-Super de classe 500. Les modèles confirmés compatibles sont MR-J2-500A et MR-J2-500B (génération J2 d'origine), et MR-J2S-500A, MR-J2S-500B, et MR-J2S-500CP (génération J2-Super). L'encodeur J2 14 bits est lisible par les deux plateformes sans modification. Le HC-SF502 n'est pas compatible avec les amplificateurs MR-J3 ou MR-J4, qui utilisent une interface d'encodeur différente.

Q2 : Quelle est la différence entre le HC-SF502 et le HC-SFS502 ?

Les deux moteurs délivrent 23,9 Nm en continu et 71,6 Nm en pointe sur une bride de 176 × 176 mm avec un arbre droit et sans frein — interchangeables physiquement au niveau de la face de montage. La différence réside dans la génération de l'encodeur : le HC-SF502 utilise un encodeur 14 bits (16 384 ppr) et fonctionne avec les amplificateurs MR-J2 et MR-J2S. Le HC-SFS502 utilise un encodeur 17 bits (131 072 ppr) et nécessite uniquement les amplificateurs MR-J2S. Si la machine utilise des amplificateurs MR-J2-500 d'origine, choisissez le HC-SF502. Si elle utilise des MR-J2S-500, les deux moteurs sont compatibles.

Q3 : Pourquoi le HC-SF502 n'a-t-il pas de frein électromagnétique ?

Le HC-SF502 est conçu pour les axes horizontaux et les entraînements où le verrouillage servo de l'amplificateur assure un maintien de position adéquat dans toutes les conditions d'arrêt. Sur ces axes, l'ajout d'un frein introduit un câblage de relais, des exigences de séquençage MBR et des composants de panneau qui n'ont aucune utilité fonctionnelle. Pour les axes où la gravité ou le déséquilibre de charge agit dans le sens de la rotation de l'arbre à l'arrêt du servo — colonnes Z verticales, glissières inclinées, charges déséquilibrées — le moteur correct est le HC-SF502B (arbre droit avec frein électromagnétique à ressort). La spécification sans frein est un choix d'ingénierie, pas une réduction de coût.

Q4 : Où se trouve la batterie de l'encodeur absolu et que se passe-t-il si elle se décharge ?

La batterie lithium Mitsubishi A6BAT qui alimente le compteur de position multi-tours de l'encodeur absolu 14 bits se trouve à l'intérieur de l'amplificateur servo — pas dans le moteur. Elle conserve la position absolue lors de toute interruption de courant tant qu'elle reste chargée. Remplacez l'A6BAT lorsque l'amplificateur affiche son alarme d'avertissement de batterie faible. Si la batterie se décharge complètement, le compteur de position multi-tours se réinitialise à zéro et la machine nécessite un cycle de retour de référence avant que la production puisse reprendre. Dans des conditions normales, l'A6BAT dure plusieurs années, mais l'intervalle de remplacement dépend de la température ambiante et de la fréquence à laquelle la machine est mise hors tension.

Q5 : Le HC-SF502 peut-il être utilisé pour remplacer un HC-SF502B si la variante avec frein n'est pas disponible ?

Mécaniquement, les moteurs partagent la même bride et le même arbre, mais ils ne sont pas interchangeables sans réévaluer la conception de sécurité de l'axe. Le HC-SF502B possède un frein de sécurité à ressort ; le HC-SF502 n'en a pas. Si la conception de sécurité de la machine nécessite un maintien mécanique sur cet axe — parce qu'il s'agit d'un axe vertical, qu'il supporte une charge due à la gravité, ou que l'évaluation des risques de la machine a spécifié un frein — la substitution du HC-SF502 sans frein supprime une fonction de sécurité. Cette substitution ne doit être effectuée qu'après un examen formel des exigences de sécurité de l'axe confirmant que le changement est acceptable. Pour un remplacement à l'identique d'un moteur avec suffixe B, choisissez la variante avec suffixe B.