Mitsubishi HC-SF702 (HCSF702) — Servomoteur AC 7 kW, arbre droit, sans frein, série MELSERVO J2

Identification du produit

Numéro de pièce : HC-SF702

Aussi recherché sous : HCSF702, HC-SF-702

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-SF702 est le moteur à arbre droit de 7 kW sans frein, au sommet de la gamme originale MELSERVO J2 HC-SF — la plus grande capacité standard de cette famille à inertie moyenne, évaluée à 33,4 Nm en continu et 100 Nm en pic. C'est un cheval de bataille à entraînement direct pour les axes de machines-outils lourdes : grands colonnes Z de centres d'usinage verticaux, systèmes d'axe W substantiels de centres d'usinage horizontaux, entraînements de tables rotatives à masse élevée, et toute application où la charge de l'axe exige une sortie maximale de cette famille de moteurs.

Deux éléments distinguent le HC-SF702 des autres options de 7 kW de la gamme MELSERVO. Premièrement, il utilise un arbre droit sans clavette, ce qui en fait la spécification correcte partout où l'interface de couplage est une conception de moyeu à serrage par friction ou à serrage divisé. Deuxièmement, il est équipé d'un frein électromagnétique inexistant — il n'y a pas de dispositif de maintien à ressort dans ce moteur. La position est maintenue au repos par le verrouillage servo de l'amplificateur seul. C'est la configuration appropriée pour les axes horizontaux et tout entraînement où la gravité n'est pas un facteur de charge et où un maintien mécanique entre les cycles d'alimentation n'est pas requis par la conception de sécurité de la machine.

L'encodeur absolu série 14 bits de la génération J2 — 16 384 positions par révolution — fournit le signal de rétroaction. Alors que le HC-SFS702 ultérieur a été mis à niveau vers 17 bits, l'encodeur 14 bits du HC-SF702 est entièrement capable pour les applications exigeantes pour lesquelles ce moteur a été conçu, et il conserve la compatibilité ascendante avec les amplificateurs MR-J2-700 d'origine et la plateforme MR-J2S-700 ultérieure — une flexibilité que la série HC-SFS n'offre pas.

Spécifications techniques

7 kW à 2000 tr/min : Comprendre les chiffres de sortie

Le HC-SF702 génère 33,4 Nm en continu à sa vitesse nominale de 2 000 tr/min. Cette combinaison produit exactement 7 kW. Il convient d'être précis sur ce que signifie 33,4 Nm pour cette taille de châssis : c'est le couple que le moteur peut supporter indéfiniment sous charge nominale, dans ses limites thermiques, lorsqu'il est utilisé dans la plage de courant continu de l'amplificateur. Pas un chiffre de pointe. Pas un pic de laboratoire. Le couple que l'axe subira lors d'une coupe d'usinage soutenue, d'un mouvement de contournage lent, ou de toute condition de forte charge prolongée.

Le pic de 100 Nm — trois fois la puissance nominale continue — est ce que l'amplificateur peut commander pendant les phases d'accélération et de décélération. Déplacement rapide vers une nouvelle position, décélération dans un serrage, rampe agressive du repos à la vitesse d'avance de coupe : ce sont les moments où l'amplificateur demande un courant de pointe et où le moteur délivre un couple de pointe. Après la transition, le moteur revient aux conditions de fonctionnement normales. La gestion thermique dépend du cycle de service qui maintient le couple moyen délivré bien dans la plage nominale continue ; le chiffre de 100 Nm est le plafond pour les rafales de courte durée, pas une capacité soutenue.

La capacité de l'installation électrique de 10 kVA est le chiffre de demande d'alimentation électrique pour la conception du système. Le dimensionnement des câbles, la protection des circuits, la gestion thermique du panneau et la gestion de l'énergie de régénération sont tous calculés à partir de ce chiffre. L'amplificateur MR-J2 ou MR-J2S-700 gère la régénération depuis le bus DC — l'énergie retournée lorsqu'un moteur de 32 kg décélérant une charge à inertie élevée renvoie du courant dans le bus. Pour les axes avec des décélérations fréquentes à inertie élevée à partir d'une vitesse élevée, le dimensionnement de la résistance de régénération est un élément de conception du système, pas une réflexion après coup.

Arbre droit à 7 kW : L'ingénierie du couplage est importante

Avec 33,4 Nm en continu et 100 Nm en pic, l'interface de couplage de l'arbre sur le HC-SF702 nécessite une sélection et une installation minutieuses. L'arbre droit accepte les moyeux à serrage par friction ou à serrage divisé — la force de serrage entre l'alésage du moyeu et le diamètre extérieur de l'arbre est le seul moyen mécanique de transmission du couple, et cette force doit être suffisante pour supporter le couple de pointe dans la pire condition d'exploitation.

Cette pire condition n'est généralement pas la coupe en régime permanent. Il s'agit d'une inversion soudaine pendant l'usinage actif, ou d'une décélération d'urgence à partir de la vitesse de déplacement rapide maximale. À 100 Nm, un moyeu qui est marginal au couple nominal continu glissera. Un glissement sur un axe servo de 7 kW signifie une perte de position, et sur une machine CNC, une perte de position signifie des pièces mises au rebut au mieux et une collision d'axe au pire.

Le processus de sélection du couplage commence par le couple de pointe — 100 Nm — et remonte à travers le couple transmissible nominal du couplage, en appliquant le facteur de service du fabricant du couplage pour le profil de mouvement (service d'inversion, charge de choc). La marge de sécurité doit être généreuse à ce niveau de capacité. La tolérance de l'alésage du moyeu, la finition du diamètre extérieur de l'arbre et le couple de serrage des fixations contribuent tous à l'assemblage final serré ; l'un de ces éléments étant inférieur aux normes compromet le calcul.

Les instructions d'installation de Mitsubishi pour les moteurs à arbre droit sont cohérentes sur toute la gamme HC-SF : utilisez le trou fileté de l'extrémité de l'arbre pour tirer le moyeu axialement sur l'arbre plutôt que de le presser ou de le marteler. À cette taille de châssis et ce poids de moteur, les charges d'impact lors de l'assemblage sont transmises par l'arbre directement au disque de l'encodeur et à l'ensemble des roulements. Les dommages à l'encodeur qui en résultent peuvent ne pas provoquer de défaut immédiat, mais ils produisent des erreurs de position intermittentes et des alarmes d'encodeur qui n'apparaissent que sous vibration — souvent bien après la mise en service, et difficiles à diagnostiquer.

Pour les applications où une connexion par clavette positive est préférée, le HC-SF702K (arbre claveté, sans frein) est la variante parallèle. Les deux se montent de manière identique sur la bride de 176 × 176 mm.

Compatibilité de l'encodeur et de l'amplificateur de la génération J2

Le HC-SF702 utilise l'encodeur absolu série 14 bits de la plateforme J2 à 16 384 positions par révolution. Il s'agit d'un dispositif absolu série — les données de position sont transmises sous forme de signal numérique série à l'amplificateur, et non sous forme de paires sinusoïdales/cosinusoïdales analogiques. La batterie de secours dans l'amplificateur conserve le compteur de position absolue multi-tours entre les cycles d'alimentation. Au démarrage, l'amplificateur lit la position absolue actuelle et la communique au CNC ou au contrôleur de mouvement ; aucun retour de référence n'est requis tant que la batterie est en bon état.

La pile lithium A6BAT se trouve dans l'amplificateur servo, pas dans le moteur. Le remplacement de la batterie est effectué au niveau de l'amplificateur lors de la maintenance planifiée, indépendamment du moteur. Surveillez l'alarme de batterie de l'amplificateur et remplacez l'A6BAT avant son épuisement complet — l'épuisement total de la batterie signifie que le compteur de position absolue est perdu et que la machine nécessite un cycle de retour à la référence avant que la production ne puisse reprendre.

La compatibilité de l'amplificateur est l'avantage pratique du HC-SF702 par rapport au HC-SFS702 dans les machines utilisant du matériel plus ancien. Comme l'encodeur J2 14 bits précède le protocole série J2S, il est lisible par les deux générations d'amplificateurs :

• MR-J2-700A / MR-J2-700B — Amplificateurs de génération J2 d'origine (variantes analogique/impulsion et SSCNET). Compatibilité totale, sans restrictions.
• MR-J2S-700A / MR-J2S-700B / MR-J2S-700CP — Amplificateurs J2-Super, rétrocompatibles avec l'encodeur J2. Aucune conversion requise.

Le HC-SFS702 (encodeur J2S 17 bits) ne fonctionne pas sur les amplificateurs MR-J2. Le HC-SF702 fonctionne sur les deux. Pour les équipes de maintenance et d'ingénierie qui supportent des machines avec des amplificateurs MR-J2-700 de première génération, cela est important : le HC-SF702 est la cible de remplacement exacte, et aucune mise à niveau de l'amplificateur n'est nécessaire pour l'accepter.

HC-SF702 vs HC-SFS702 : Quel moteur votre machine nécessite-t-elle ?

Cette question se pose chaque fois qu'un moteur J2 de 7 kW doit être remplacé. Les deux moteurs se ressemblent presque et partagent la même bride de 176 × 176 mm, donc le remplacement physique au niveau de la face de montage est simple. L'encodeur — et par conséquent l'exigence d'amplificateur — est là où ils divergent.

Les performances mécaniques de sortie sont identiques. La résolution de rétroaction et l'exigence d'amplificateur sont différentes. Vérifiez le modèle d'amplificateur actuellement installé dans la machine avant de commander le moteur. S'il indique MR-J2-700 (sans le S), commandez le HC-SF702. S'il indique MR-J2S-700, les deux moteurs fonctionnent — bien que le HC-SFS702 avec son encodeur 17 bits soit le choix de résolution supérieure lorsque l'amplificateur le prend en charge.

Frein ou pas de frein : Pourquoi HC-SF702 vs HC-SF702B

Le HC-SF702 ne possède pas de frein électromagnétique. Le HC-SF702B ajoute un frein à ressort au même moteur. Au-delà de cette seule différence, les deux modèles sont identiques en termes de puissance nominale, de couple, d'encodeur, de type d'arbre et de compatibilité d'amplificateur.

Le HC-SF702 sans frein est la spécification correcte lorsque :

• L'axe est horizontal, sans composante de charge gravitationnelle dans la direction du mouvement
• Le verrouillage servo de l'amplificateur est suffisant pour maintenir la position pendant tout état d'arrêt de l'application
• L'analyse de sécurité de la machine confirme que la perte d'alimentation servo sur cet axe ne produit aucun mouvement incontrôlé dangereux
• Le profil de mouvement implique un cyclage rapide fréquent où la séquence d'engagement/désengagement du frein ajouterait une complexité de contrôle inutile

Lorsque l'une de ces conditions n'est pas remplie — en particulier les axes verticaux, les charges horizontales fortement déséquilibrées, ou tout axe dans une machine où la perte de position à l'arrêt du servo est une préoccupation de sécurité — le HC-SF702B est la variante correcte. Le frein n'est pas une fonctionnalité de commodité ; c'est un dispositif de sécurité, et sa présence ou son absence sur un moteur de grande capacité est une décision d'ingénierie de sécurité, pas une optimisation des coûts.

Applications typiques

Axes d'avance X et Y des centres d'usinage verticaux. Sur les centres d'usinage verticaux grand format, les axes de table principaux X et Y supportent des pièces lourdes et doivent générer une force de coupe soutenue tout en maintenant une vitesse de contournage précise. Aucun des axes n'est généralement chargé par gravité dans la direction du déplacement, ce qui fait du HC-SF702 sans frein la spécification la plus propre — capacité complète de 7 kW sans la surcharge de câblage et de séquençage d'un système de frein.

Axes d'avance de broche et de fourreau des centres d'usinage horizontaux. Les axes de rotation de table B et les axes de déplacement de fourreau des centres d'usinage horizontaux avec des ensembles de broches à masse élevée nécessitent une capacité maximale dans la plage de 2 000 tr/min. Le pic de 100 Nm du HC-SF702 gère les exigences d'inertie de l'indexation rapide de l'axe B et de l'accélération du fourreau sans surdimensionner le système d'entraînement.

Axes d'avance de tours CNC de grande taille. Les centres de tournage CNC robustes avec des masses de chariot d'axe Z qui nécessitent des forces d'avance soutenues pendant les opérations de tournage profond utilisent des entraînements servo de 7 kW pour maintenir une vitesse de coupe constante face à la résistance de coupe. La vitesse nominale de 2 000 tr/min combinée à 33,4 Nm en continu fournit l'autorité d'entraînement dont ces opérations ont besoin.

Machines à transfert rotatif à entraînement servo. Les lignes de transfert rotatif pour l'usinage en grande série utilisent des entraînements servo sur l'axe d'indexation principal pour obtenir un positionnement angulaire rapide et précis. Le couple de pointe de 100 Nm gère la demande d'accélération angulaire d'un plateau rotatif grand et chargé ; la puissance nominale continue de 33,4 Nm couvre le couple soutenu pendant les opérations de coupe si le moteur entraîne une étape de réduction.

Entraînements de plateaux de moule sur les presses à injecter. Les systèmes de remplacement de pompe hydraulique à entraînement servo sur les grandes presses à injecter utilisent des servomoteurs de grande capacité couplés directement aux arbres de pompe. L'arbre droit et le couple continu élevé du HC-SF702 conviennent à cette application d'entraînement de pompe à couplage direct, où le moteur fonctionne à charge soutenue pendant de longues périodes et où la conception sans frein simplifie l'installation.

Neuf en boîte, scellé d'usine

Scellé d'usine signifie emballage d'origine Mitsubishi — carton extérieur, support en mousse intérieur et protections intacts. Bouchon d'extrémité d'arbre en place, ports de connecteur d'encodeur et d'alimentation couverts, aucune installation préalable. Avec environ 32 kg, le HC-SF702 est expédié dans un emballage robuste qui protège le joint d'étanchéité à l'huile, l'ensemble de l'encodeur et l'arbre pendant le transport.

Pour une machine actuellement en panne attendant ce moteur, le stock neuf en boîte élimine entièrement le temps de réparation. Pas de variables de remise en état, pas de questions sur l'historique de service précédent, aucune incertitude sur l'état de l'encodeur après un événement de défaillance antérieur. Le moteur arrive dans le même état qu'il a quitté l'usine Mitsubishi.

Pour un stockage à long terme, des conditions fraîches, sèches et sans vibrations maintiennent les spécifications complètes sur plusieurs années. Au-delà de cinq ans de stockage, une rotation lente de l'arbre brève avant la mise en service redistribue la graisse des roulements avant que le moteur ne soit mis en service.

Questions fréquemment posées

Q1 : Quels amplificateurs sont compatibles avec le HC-SF702 ?

Le HC-SF702 est compatible avec les amplificateurs de génération J2 d'origine et J2-Super de classe 700. Les modèles confirmés compatibles sont les MR-J2-700A et MR-J2-700B (génération J2 d'origine), et les MR-J2S-700A, MR-J2S-700B, et MR-J2S-700CP (génération J2-Super). L'encodeur J2 14 bits est lisible par les deux générations d'amplificateurs. Le HC-SF702 n'est pas compatible avec les amplificateurs MR-J3 ou MR-J4, qui utilisent une interface d'encodeur entièrement différente.

Q2 : Quelle est la différence entre le HC-SF702 et le HC-SFS702 ?

Ce sont tous deux des moteurs de 7 kW, 2 000 tr/min, 33,4 Nm, à arbre droit, sans frein, sur une bride de 176 × 176 mm — mécaniquement interchangeables au montage. La différence réside dans la génération de l'encodeur : le HC-SF702 utilise un encodeur 14 bits (16 384 ppr) et fonctionne avec les amplificateurs MR-J2 et MR-J2S. Le HC-SFS702 utilise un encodeur 17 bits (131 072 ppr) et ne nécessite que les amplificateurs MR-J2S. Si la machine utilise des amplificateurs MR-J2-700 d'origine, commandez le HC-SF702. Si elle utilise des amplificateurs MR-J2S-700, les deux moteurs fonctionnent — le HC-SFS702 offre un retour d'information à plus haute résolution.

Q3 : Pourquoi n'y a-t-il pas de frein électromagnétique sur le HC-SF702 ?

Le HC-SF702 est la variante sans frein de la gamme J2 à arbre droit de 7 kW par conception — destiné aux axes horizontaux et à tout entraînement où un maintien mécanique de sécurité n'est pas requis. La position au repos est maintenue par le verrouillage servo de l'amplificateur. Pour les applications nécessitant un maintien mécanique de sécurité — axes verticaux, mécanismes chargés par gravité, ou tout axe où l'arrêt du servo provoque un mouvement incontrôlé dangereux — le HC-SF702B (moteur identique avec frein électromagnétique à ressort) est la spécification correcte.

Q4 : L'encodeur absolu a-t-il besoin d'une batterie, et où est-elle située ?

Oui. L'encodeur absolu série 14 bits conserve les données de position multi-tours hors tension à l'aide d'une batterie lithium Mitsubishi A6BAT logée à l'intérieur de l'amplificateur servo — pas dans le moteur. Une batterie en bon état maintient la position absolue lors de toute interruption d'alimentation, éliminant le besoin d'un cycle de retour à la référence au redémarrage. Remplacez l'A6BAT lorsque l'amplificateur affiche un avertissement de batterie faible. Laisser la batterie se décharger complètement entraîne la perte de la position absolue stockée, nécessitant un cycle de retour de référence avant que la machine ne puisse reprendre la production.

Q5 : Le HC-SF702 pèse environ 32 kg — que dois-je savoir sur sa manipulation et son installation ?

À 32 kg, le HC-SF702 nécessite deux personnes ou une assistance mécanique pour un positionnement sûr lors de l'installation. Utilisez le trou de boulon de suspension M8 du moteur (sur la face avant près de la bride) pour le levage si vous soulevez par le dessus — ne soulevez pas par les câbles, le connecteur ou l'arbre. Lors de l'alignement du moteur avec la vis à billes ou le couplage, utilisez des outils d'alignement pour minimiser les décalages angulaires et parallèles avant de serrer les boulons de montage ; les charges radiales de l'arbre provenant d'un couplage mal aligné à cette taille de châssis peuvent réduire considérablement la durée de vie des roulements. Ne jamais marteler de composant sur l'arbre — utilisez le trou fileté de l'extrémité de l'arbre et une tirette pour installer les moyeux.