Mitsubishi HC-SFS203B (HCSFS203B) — Servomoteur AC 2 kW, arbre droit + frein, 3000 tr/min, série MELSERVO-J2S

Identification du produit

Numéro de pièce : HC-SFS203B Aussi recherché sous les noms : HCSFS203B, HC-SFS-203B Série : Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (Génération J2-Super) Type de moteur : Servomoteur AC sans balais — Arbre droit avec frein électromagnétique, 3000 tr/min État : Neuf en boîte, scellé d'usine

Aperçu

Le suffixe Mitsubishi HC-SFS203B est un servomoteur AC sans balais à inertie moyenne de 2 kW de la plateforme MELSERVO-J2S, fonctionnant à une vitesse nominale de 3 000 tr/min et équipé d'un frein électromagnétique à ressort sur un arbre droit. Dans la gamme HC-SFS, il s'agit de la variante 3000 tr/min 2 kW — un moteur qui privilégie la vitesse par rapport au couple continu plus élevé de son homologue à 2 000 tr/min, le HC-SFS202B, tout en partageant la même classe d'amplificateur et la même technologie d'encodeur J2-Super.

Avec un couple nominal continu de 6,37 Nm, le HC-SFS203B génère sa puissance de 2 kW grâce à une vitesse de rotation plus élevée plutôt qu'à une force d'arbre élevée. Le couple de pointe de 19,1 Nm — exactement trois fois la valeur nominale continue — gère la demande d'accélération de l'axe pendant les phases de déplacement rapide et de décélération. Ce rapport crête/nominal de 3:1 est constant sur toute la gamme HC-SFS et donne à l'amplificateur la marge nécessaire pour exiger un couple maximal par courtes rafales sans que le moteur ne dépasse ses limites thermiques pendant le cycle de travail.

Le suffixe "B" désigne la variante équipée d'un frein. Le frein à ressort maintient l'arbre immobile lorsque le 24V DC est coupé — lors d'un arrêt délibéré, d'un arrêt d'urgence ou de toute perte d'alimentation de commande. Pour les axes où la charge ne peut pas être laissée au verrouillage servo de l'amplificateur entre les cycles, ou où la conception de sécurité de la machine nécessite un maintien mécanique indépendant de l'état du système de commande, le frein est la spécification distinctive entre ce modèle et le HC-SFS203.

Spécifications techniques

3000 tr/min à 2 kW : quand la vitesse est la priorité

Les HC-SFS203 et HC-SFS202 délivrent la même puissance de 2 kW — mais ils échangent couple contre vitesse dans des directions opposées. Le HC-SFS202B à 2 000 tr/min produit 9,55 Nm en continu. Le HC-SFS203B à 3 000 tr/min produit 6,37 Nm. La puissance est la même ; le point de fonctionnement est différent.

Cette différence est délibérée et spécifique à l'application. Lorsque le temps de cycle est dominé par la vitesse à laquelle un axe peut se déplacer vers sa prochaine position, la vitesse nominale plus élevée du HC-SFS203B est directement bénéfique. Un axe fonctionnant à 3 000 tr/min effectue un déplacement rapide vers une position donnée 50 % plus rapidement que le même axe à 2 000 tr/min lorsque le couple de charge est dans la plage continue de 6,37 Nm. Pour les machines avec de nombreux mouvements de positionnement rapides et courts — indexeurs multipositions, axes de prélèvement et de dépose, systèmes de transfert à cycle élevé — cet avantage de vitesse s'accumule pour améliorer le débit de production mesurable.

Inversement, si le cycle de service nécessite un couple soutenu proche ou supérieur à 6,37 Nm à n'importe quelle vitesse, le HC-SFS202B avec son couple nominal continu de 9,55 Nm est la spécification la plus appropriée. Le choix entre les deux se résume à une question simple : cet axe est-il limité par la vitesse de l'axe ou par le couple de charge pendant la partie active de son cycle ?

La bride de 130 × 130 mm maintient l'encombrement physique compact à 2 kW. Sur les machines avec plusieurs axes servo rapprochés — têtes multi-broches, traverses de portique, stations d'indexation rotative — la taille de châssis plus petite permet un espacement des axes plus serré que les moteurs à bride de 176 × 176 mm de la série HC-SFS, sans sacrifier aucune des capacités de contrôle de la plateforme J2S.

Le frein électromagnétique : objectif et utilisation correcte

Un servomoteur sans frein maintient sa position grâce au verrouillage servo en boucle fermée — l'amplificateur surveille en permanence le retour de l'encodeur et fournit un courant correctif pour maintenir l'axe là où la commande de position indique qu'il devrait être. Cela fonctionne de manière fiable pendant le fonctionnement normal, mais cela dépend entièrement de l'alimentation de l'amplificateur, de son absence de défauts et de son contrôle actif du moteur. Coupez l'alimentation, déclenchez l'amplificateur ou appuyez sur l'arrêt d'urgence, et le verrouillage servo disparaît instantanément.

Le frein à ressort du HC-SFS203B existe précisément pour ces moments. Le ressort engage le disque de frein dès que le 24V DC est coupé — sans délai, sans séquence logique requise, sans dépendance de l'état de l'amplificateur. L'axe est maintenu mécaniquement. Pour toute application où la perte du verrouillage servo entraîne un mouvement de la charge dans une direction indésirable — un axe vertical, un bras biaisé par gravité, un mécanisme avec une asymétrie de friction significative, ou simplement un processus de production qui ne doit pas permettre de dérive de l'axe pendant un arrêt d'urgence — le suffixe "B" est la spécification nécessaire.

Points d'installation pratiques :

L'amplificateur MR-J2S fournit le MBR (interverrouillage de frein électromagnétique) pour contrôler précisément le timing du relais de frein. Le signal MBR retarde l'engagement du frein jusqu'à ce que la routine de décélération de l'amplificateur ait arrêté le moteur. Le câblage du relais de frein directement sur un contact d'arrêt d'urgence — sans passer par l'interverrouillage MBR — force le ressort à s'engager contre un arbre en rotation. À 2 kW, l'impact résultant est suffisant pour réduire considérablement la durée de vie du disque de frein à chaque incident.

Pour le câblage de la bobine de frein, un absorbeur de surtension aux bornes de la bobine n'est pas facultatif. La bobine de frein est une charge inductive ; sa coupure sans suppression génère un pic de tension qui peut endommager la sortie numérique pilotant le circuit du relais. Montez l'absorbeur aussi près que possible des bornes de la bobine pour une efficacité maximale.

Le frein est conçu pour le maintien statique, pas pour l'arrêt dynamique. Il maintient un axe arrêté immobile — il n'est pas conçu pour arrêter une charge en mouvement par lui-même. L'amplificateur arrête le moteur ; le frein maintient ce qui est déjà arrêté. L'utiliser dans l'autre sens réduit considérablement la durée de vie du frein.

Encodeur 17 bits : qualité de retour J2-Super à 3000 tr/min

La plateforme MELSERVO-J2S a mis à niveau l'encodeur 14 bits (16 384 ppr) de la gamme HC-SF vers 17 bits (131 072 ppr) — une augmentation de résolution de huit fois qui s'applique à tous les moteurs de la famille HC-SFS, y compris le HC-SFS203B.

À 3 000 tr/min, l'effet pratique d'une résolution d'encodeur plus élevée est le plus visible dans deux domaines. La qualité de l'estimation de la vitesse est la première : l'amplificateur calcule la vitesse à partir d'échantillons de position d'encodeur consécutifs. Plus de positions par révolution signifie des incréments angulaires plus fins par échantillon, ce qui se traduit directement par un signal de vitesse plus propre pour la boucle de vitesse. Un signal de vitesse plus propre permet une bande passante de boucle de vitesse plus élevée sans instabilité, et une bande passante plus élevée signifie une récupération plus rapide des perturbations de vitesse — forces de coupe, changements de charge et effets de conformité de transmission qui éloignent l'axe de son profil de vitesse commandé.

Le deuxième avantage apparaît à basses vitesses d'avance et lors de la décélération. Lorsque l'axe ralentit vers une cible de position, la résolution de l'encodeur détermine la finesse avec laquelle l'amplificateur peut détecter l'erreur de position et appliquer un couple correctif. À 14 bits, les dernières comptes d'encodeur avant la cible représentent des pas angulaires relativement importants. À 17 bits, ces derniers pas sont huit fois plus petits, et la boucle de position se stabilise plus précisément et plus uniformément.

La fonction absolue ne nécessite aucune batterie externe dans le moteur ou l'encodeur. La pile lithium A6BAT dans l'amplificateur MR-J2S maintient le compteur de position multi-tours indéfiniment lors de toute interruption de courant. Le démarrage après tout événement d'alimentation — y compris les alarmes et les arrêts nocturnes — restaure la position absolue exacte de l'axe sans cycle de retour de référence. Pour les machines avec des protocoles de redémarrage stricts ou des séquences de production automatisées qui doivent reprendre immédiatement après un arrêt, l'absence de cycle de mise à zéro obligatoire est un avantage pratique.

Amplificateurs compatibles

Le HC-SFS203B s'associe à l'amplificateur de classe MR-J2S-200, la même plateforme de 2 kW utilisée pour les variantes de moteurs HC-SFS202 et HC-SFS203. Trois types d'interface couvrent les architectures système principales :

MR-J2S-200A accepte les commandes de position analogiques et à train d'impulsions des systèmes CNC et des API. Les modes de contrôle de position, de vitesse et de couple sont tous pris en charge. L'interface RS-232C permet la configuration des paramètres et la surveillance en temps réel via le logiciel MR Configurator.

MR-J2S-200B se connecte aux contrôleurs de mouvement Mitsubishi via le bus série fibre optique SSCNET — le choix standard pour les systèmes d'interpolation multi-axes utilisant des contrôleurs de série A ou Q. Les commandes de trajectoire arrivent sur le réseau ; l'amplificateur les exécute localement en utilisant le retour de l'encodeur de l'arbre moteur.

MR-J2S-200CP intègre une table de points intégrée pour un positionnement autonome sans contrôleur de mouvement externe. Jusqu'à 31 positions cibles sont stockées dans l'amplificateur et sélectionnées par commande E/S ou CC-Link. Cette variante convient aux systèmes de positionnement indexés simples où un matériel de contrôleur dédié n'est pas nécessaire.

Le HC-SFS203B n'est pas compatible avec les amplificateurs MR-J2-200 d'origine (première génération), qui sont antérieurs au protocole d'encodeur J2S 17 bits, ni avec les amplificateurs MR-J3 ou MR-J4, qui utilisent une interface d'encodeur différente. Si la machine utilise du matériel MR-J2 de première génération, le HC-SF203B (moteur génération J2 avec encodeur 14 bits) est la cible de remplacement correcte.

Famille HC-SFS 3000 tr/min — Capacité en contexte

Le HC-SFS203B se situe en haut du groupe de brides 130 × 130 mm de la famille 3000 tr/min. Les moteurs à partir de 3,5 kW / 353 et au-dessus passent à la bride de 176 × 176 mm. Tous les modèles de ce tableau utilisent l'encodeur absolu série 17 bits, l'alimentation 200V AC et la protection IP65 comme caractéristiques standard.

HC-SFS203B vs HC-SFS202B — Choisir entre les deux

Les deux moteurs partagent la même puissance de sortie de 2 kW, la même bride de 130 × 130 mm (pour 202B) à 176 × 176 mm (pour 202B — en fait, le 202 utilise 176 mm), la même classe d'amplificateur, le même encodeur 17 bits et la même protection IP65. Ils diffèrent par leur point de fonctionnement.

Choisissez le HC-SFS203B lorsque la vitesse de déplacement de l'axe est le goulot d'étranglement du temps de cycle et que la demande de couple continu reste confortablement dans les 6,37 Nm. Choisissez le HC-SFS202B lorsque l'axe doit supporter un couple continu plus élevé — en acceptant la bride plus grande de 176 × 176 mm en échange d'une marge de couple supplémentaire. Notez la différence de taille de bride : ces deux moteurs ne partagent pas le même schéma de trous de montage et ne sont pas directement interchangeables sans changer la plaque de montage.

Applications typiques

Axes de prélèvement et de dépose à haute vitesse. Les axes de translation horizontaux sur les systèmes de prélèvement et de dépose SCARA et cartésiens qui déplacent des charges modérées sur de courtes distances à des cadences élevées bénéficient de la vitesse nominale de 3 000 tr/min. Le frein maintient le préhenseur en position entre les courses de prélèvement et de dépose lorsque le servo passe en état de maintien, empêchant toute dérive de stabilisation pendant l'opération de préhension.

Alimentations servo de machines d'emballage. Les entraînements de traction de film, d'alimentation de produits et de stations de scellage transversal sur les équipements d'emballage fonctionnent à des cadences élevées avec des charges de couple modérées. La vitesse nominale de 3 000 tr/min prend en charge les vitesses d'axe élevées nécessaires pour atteindre les objectifs de débit, et l'encodeur absolu gère le registre de bande précis dont dépend la qualité du produit.

Tables d'indexation servo multipositions. Les stations d'indexation rotative passant rapidement par des positions angulaires fixes — stations de chargement de composants, tables d'assemblage multiprocessus — utilisent des entraînements servo de 3 000 tr/min sur l'axe d'indexation pour un mouvement rapide entre les temps de pause. Le frein maintient fermement chaque position d'index pendant le temps de pause du processus sans dépendre du verrouillage servo.

Axes auxiliaires sur les centres d'usinage CNC. Les axes d'entraînement de chargeur d'outils, les entraînements de convoyeur à copeaux et les axes servo de liquide de refroidissement sur les machines CNC correspondent bien à la capacité et à la vitesse du HC-SFS203B. L'indice de protection IP65 avec joint d'huile gère l'environnement de la machine-outil, et la bride compacte de 130 × 130 mm s'adapte aux espaces restreints typiques des installations d'axes auxiliaires CNC.

Axes de distribution et de dosage contrôlés par servo. Les systèmes de distribution d'adhésifs, de mastics ou de fluides utilisent des servomoteurs en mode de contrôle de vitesse ou de couple pour réguler le débit. La vitesse nominale de 3 000 tr/min fournit la plage dynamique nécessaire pour un réglage précis du débit, et la résolution de l'encodeur 17 bits prend en charge une vitesse fluide et sans ondulation à de faibles débits de distribution.

Neuf en boîte, scellé d'usine

Scellé d'usine signifie emballage Mitsubishi d'origine avec toutes les protections intactes — capuchon d'extrémité d'arbre, joint de connecteur d'encodeur et couvercle de connecteur d'alimentation dans leur état d'origine. Le moteur n'a jamais été installé, jamais alimenté, et ne présente aucun historique thermique ou mécanique. Pour une machine attendant cette pièce, un stock neuf en boîte fournit une unité de condition connue sans les variables de réparation ou le délai de remise à neuf.

Stocké correctement — température stable, faible humidité, à l'abri des vibrations — le stock scellé d'usine maintient les spécifications complètes pendant plusieurs années. Au-delà de cinq ans de stockage, une rotation lente de l'arbre avant la mise en service aide à redistribuer la graisse des roulements avant la première mise sous tension.

Questions fréquemment posées

Q1 : Quels amplificateurs sont compatibles avec le HC-SFS203B ?

Le HC-SFS203B nécessite un amplificateur de classe MR-J2S-200 de la plateforme MELSERVO-J2S. Les trois variantes principales sont le MR-J2S-200A (commande analogique/impulsion générale), le MR-J2S-200B (bus fibre optique SSCNET pour les contrôleurs de mouvement Mitsubishi) et le MR-J2S-200CP (positionnement intégré avec CC-Link). Tous les trois prennent en charge l'encodeur 17 bits et le courant nominal de 10,4 A du moteur. Le HC-SFS203B n'est pas compatible avec les amplificateurs MR-J2-200 d'origine ni avec les amplificateurs MR-J3 / MR-J4.

Q2 : Quelle est la différence entre le HC-SFS203B et le HC-SFS202B ?

Ce sont tous deux des moteurs de 2 kW avec freins électromagnétiques et arbres droits, utilisant le même amplificateur MR-J2S-200 et le même encodeur 17 bits. Les principales différences : le HC-SFS203B est nominal à 3 000 tr/min avec 6,37 Nm de couple continu et utilise une bride de 130 × 130 mm. Le HC-SFS202B est nominal à 2 000 tr/min avec 9,55 Nm de couple continu et utilise une bride de 176 × 176 mm. Ils utilisent des empreintes de montage différentes et ne sont pas directement interchangeables sans changer la plaque de montage. Choisissez en fonction de si la vitesse ou le couple continu est l'exigence principale de l'axe.

Q3 : Quelle est la différence entre le HC-SFS203B et le HC-SFS203 (sans le B) ?

Les deux moteurs sont identiques en termes de spécifications — même puissance de 2 kW, 3 000 tr/min, 6,37 Nm, encodeur 17 bits, arbre droit, bride de 130 × 130 mm et compatibilité avec l'amplificateur MR-J2S-200. Le HC-SFS203B possède un frein électromagnétique à ressort ; le HC-SFS203 n'en a pas. Choisissez la variante "B" pour tout axe où la charge doit être maintenue mécaniquement au repos lorsque le servo est désactivé. Pour les axes sans charge gravitationnelle ou déséquilibrée, et où le verrouillage servo est suffisant dans toutes les conditions d'arrêt, le HC-SFS203 standard est approprié.

Q4 : Comment le frein électromagnétique est-il séquencé correctement avec l'amplificateur MR-J2S ?

L'amplificateur MR-J2S fournit le signal de sortie MBR (interverrouillage de frein électromagnétique) pour contrôler le relais de frein. Le MBR retarde l'engagement du frein jusqu'à ce que l'amplificateur ait confirmé que le moteur a décéléré jusqu'à l'arrêt. Le câblage du relais de frein directement à partir d'un contact d'arrêt d'urgence — en contournant le signal MBR — risque d'engager le ressort contre un arbre en rotation, causant une usure prématurée du frein. Faites toujours passer le contrôle du relais de frein par la sortie MBR. Installez également un absorbeur de surtension aux bornes de la bobine de frein pour supprimer les pics de tension inductifs à la coupure.

Q5 : L'encodeur absolu nécessite-t-il une batterie dans le moteur lui-même ?

Non. L'encodeur absolu série 17 bits conserve les données de position multi-tours entre les cycles d'alimentation grâce à une batterie lithium Mitsubishi A6BAT logée dans l'amplificateur servo MR-J2S — pas dans le corps du moteur. Tant que la A6BAT est en bon état, la position absolue est préservée lors de toute interruption d'alimentation, et la machine redémarre sans cycle de mise à zéro. Remplacez la A6BAT dès la première alarme de batterie faible de l'amplificateur ; attendre l'épuisement complet de la batterie entraîne une perte de la position absolue stockée et nécessite un cycle de retour de référence avant que la production ne puisse reprendre.