Mitsubishi HC-SFS102K (HCSFS102K) — Servomoteur AC 1 kW, arbre à clavette, série MELSERVO-J2S

Identification du produit

Numéro de pièce : HC-SFS102K

Aussi recherché sous les noms : HCSFS102K, HC-SFS-102K

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

Type de moteur : Servomoteur AC sans balais — Arbre à clavette, sans frein

État : Neuf en boîte — Garantie d'un an

Présentation du produit

Le Mitsubishi HC-SFS102K est un servomoteur AC sans balais de 1 kW à inertie moyenne de la plateforme MELSERVO-J2S — la même conception fondamentale utilisée dans une large gamme de machines-outils CNC, de lignes d'emballage et d'équipements d'automatisation générale qui étaient basés sur le système servo J2-Super de Mitsubishi. Avec une vitesse nominale de 2 000 tr/min et un couple continu de 4,78 Nm, il gère le type de positionnement et de travail d'avance qui constitue l'épine dorsale du contrôle de mouvement industriel.

Le "K" dans le numéro de pièce est la caractéristique distinctive : un arbre à clavette. Alors que le HC-SFS102 standard a un arbre droit lisse, le HC-SFS102K comprend une rainure de clavette usinée. Cette rainure permet un verrouillage mécanique positif entre l'arbre du moteur et un composant couplé — accouplements, poulies ou pignons qui nécessitent une clavette pour la transmission du couple plutôt que le simple serrage par friction. Dans toute application où le glissement sous charge de choc est une préoccupation, ou où le composant entraîné doit être précisément calé par rapport à une référence rotationnelle sur l'arbre, la variante à clavette est le choix correct.

Aucun frein électromagnétique n'est monté. Le HC-SFS102K maintient sa position grâce au verrouillage servo — l'amplificateur maintient le courant et le contrôle en boucle fermée pour maintenir l'axe stationnaire — et n'est pas destiné aux axes verticaux où la charge pourrait tomber sur le servo désactivé. Pour ces applications, le HC-SFS102BK (arbre à clavette plus frein) est la sélection appropriée.

Spécifications techniques

L'arbre à clavette : quand et pourquoi il est important

La plupart des accouplements de servomoteurs se fixent purement par friction — les accouplements à serrage divisé, les accouplements à soufflet et les accouplements à faisceau fonctionnent tous de cette manière, et pour la grande majorité des applications servo, ils fonctionnent de manière fiable. L'arbre droit du HC-SFS102 convient parfaitement à ces configurations.

L'arbre à clavette du HC-SFS102K est spécifié lorsque le composant entraîné ne peut pas compter uniquement sur la friction. Un pignon transmettant des charges de tension de chaîne à rouleaux, une poulie sur une courroie crantée avec une pré-tension élevée, un pignon dans un axe crémaillère-pignon — ce sont des points de transmission de couple où l'interface subit de réelles forces de cisaillement. Si l'accouplement glisse, même fractionnellement, la précision du positionnement se dégrade et l'événement peut passer inaperçu jusqu'à ce que la machine commence à produire des pièces défectueuses ou qu'une faute de limite se déclenche. Une clavette empêche cela en créant un ajustement positif entre l'arbre et le moyeu.

L'alignement de la rainure de clavette est important lors de l'installation : la rainure de clavette de l'arbre moteur doit être alignée avec la rainure de clavette du moyeu, la clavette doit avoir la bonne longueur et s'ajuster avec un jeu minimal, et la vis de fixation sur le moyeu de l'accouplement doit être correctement serrée. Correctement réalisée, une connexion à clavette est mécaniquement robuste pendant toute la durée de vie du moteur. Mal réalisée — clavette surdimensionnée, jeu excessif, ou erreurs de calage — elle introduit du jeu et une concentration de contraintes à la racine de la rainure de clavette. Le HC-SFS102K est livré avec la rainure de clavette déjà usinée ; la clavette elle-même est fournie et montée lors de l'installation.

Encodeur absolu 17 bits — une résolution qui change la donne

Le HC-SFS102K utilise le même encodeur absolu série 17 bits que toute la famille HC-SFS : 131 072 positions distinctes par révolution, renvoyées à l'amplificateur via une liaison série à haute vitesse. Ce nombre mérite d'être mis en contexte. L'ancienne série HC-SF utilisait un encodeur 14 bits fournissant 16 384 ppr. Le passage à 17 bits n'est pas simplement une amélioration de spécification — il a directement permis l'amélioration de la bande passante de la boucle de vitesse qui définit la génération J2-Super.

À 1 kW, ce moteur est souvent utilisé dans des axes avec une inertie de charge modérée où le système servo est censé répondre rapidement à de petits changements de commande. Un axe d'avance qui doit suivre une trajectoire avec précision, une tourelle qui indexe par petits incréments angulaires, un rouleau de contrôle de tension où les variations de vitesse doivent être corrigées en temps réel — tous ces éléments bénéficient de la capacité de l'amplificateur à calculer la vitesse à partir d'un encodeur à haute résolution plutôt qu'en comptant grossièrement les impulsions et en les interpolant.

La nature absolue de l'encodeur signifie que la position est connue dès la mise sous tension du contrôle. Pas de cycle de retour à la référence, pas de perte de position due à un bref pic de puissance. L'encodeur conserve sa position absolue pendant l'arrêt à l'aide d'une batterie dans l'amplificateur MR-J2S (la cellule lithium A6BAT). Tant que cette batterie est en bon état, l'axe reprend sa position exacte sans aucun mouvement de machine requis.

Contexte de la série HC-SFS — où se situe le 102K

La famille HC-SFS couvre une plage de puissance de 500 W à 7 kW à la vitesse nominale de 2 000 tr/min. Le HC-SFS102K de 1 kW occupe la deuxième position en partant du bas de la gamme standard, au-dessus du HC-SFS52K de 500 W et en dessous du HC-SFS152 de 1,5 kW. Dans ce positionnement, il dessert un type d'application distinct : les axes où 500 W sont véritablement marginaux dans les pires conditions de charge et de cycle de service, mais où passer à 1,5 kW ou 2 kW créerait des coûts, un encombrement et des dépenses d'amplificateur inutiles.

En termes de machines-outils, il s'agit souvent d'un deuxième axe d'avance ou d'un axe auxiliaire — un axe B sur un tour CNC, un axe C pour un indexage simple de broche, un axe d'avance de sous-broche, ou un servomoteur secondaire sur un centre d'usinage multi-axes. Dans l'utilisation industrielle générale, il couvre les convoyeurs, les tables de positionnement X-Y, les axes d'enroulement et de tension, et les portiques de prélèvement et de placement où la charge utile est modeste mais le cycle de service est continu.

La bride de 130 × 130 mm correspond à la taille de cadre standard pour la plage de capacité de 500 W à 1,5 kW de la famille HC-SFS. Les moteurs de 2 kW et plus passent à la bride plus grande de 176 × 176 mm. Pour les conceptions de machines où l'espace est limité, il est utile de savoir que le HC-SFS102K partage une taille de bride avec ses homologues de 500 W et 1,5 kW : une conception peut accueillir un redimensionnement futur de l'axe sans modifier la disposition de montage du moteur.

Famille HC-SFS 2000 tr/min — variantes d'arbre disponibles

Dans le point de capacité de 1 kW / 2000 tr/min, Mitsubishi proposait quatre combinaisons arbre-frein :

Les quatre partagent la même puissance nominale (1 kW), le même couple (4,78 Nm nominal / 14,4 Nm de pointe), le même encodeur (17 bits, 131 072 ppr), la même bride (130 × 130 mm), la même protection (IP65) et la même compatibilité avec les amplificateurs J2S. Le choix entre eux dépend entièrement de la méthode d'accouplement de l'arbre et de la nécessité d'un maintien hors tension de l'axe.

Gamme plus large HC-SFS 2000 tr/min

Notes d'application

Axes C et B de tours CNC. Les axes servo secondaires sur les centres de tournage qui gèrent l'orientation de la broche, l'avance de la sous-broche ou le positionnement de la tourelle se situent souvent dans la gamme de 1 kW. Ces axes sont généralement horizontaux ou fortement contrebalancés, donc un frein est inutile — le HC-SFS102K sans frein est la solution la plus propre et la moins chère.

Convoyeurs et entraînements d'indexation. Les sections de convoyeurs à entraînement servo et les tables d'indexation rotatives utilisées dans l'automatisation de l'assemblage voient un fonctionnement en continu à couple modéré. L'inertie moyenne, la bonne stabilité thermique et le couple fiable à basse vitesse — toutes des caractéristiques de la classe HC-SFS — correspondent bien à ce travail.

Tables de positionnement X-Y. Les tables de positionnement à plat entraînées par servomoteur pour le traitement au laser, le dépôt ou l'inspection utilisent souvent des axes de 1 kW. La haute résolution de l'encodeur bénéficie directement des performances de suivi d'erreur dans les mouvements XY interpolés.

Axes de contrôle de tension et d'enroulement. Les enrouleurs, dérouleurs et systèmes de contrôle de tension de bande utilisent des servomoteurs en mode de contrôle de couple pour réguler la tension de la bande. La stabilité du couple à basse vitesse — une force de la combinaison encodeur-amplificateur J2S — est très importante dans ces applications.

Prélèvement et placement et chargement de portiques. Les systèmes de prélèvement et de placement à axe unique et les chargeurs de portiques simples avec des charges utiles légères à modérées utilisent des axes servo de 1 kW pour la combinaison de vitesse et de précision que les entraînements pneumatiques purs ne peuvent égaler.

Neuf en boîte — Garantie d'un an

Ce HC-SFS102K est un stock neuf en boîte scellé en usine — emballage Mitsubishi d'origine, protection de l'arbre et du connecteur intacte, jamais câblé ni alimenté. La garantie d'un an couvre le moteur contre les défauts de fabrication et les défaillances à l'arrivée. Pour les acheteurs recherchant un remplacement pour une machine actuellement en panne, ou constituant un inventaire de pièces de rechange pour une flotte de machines utilisant la plateforme J2S, le neuf en boîte est la seule condition qui garantit que le moteur n'a aucun historique antérieur.

Questions fréquemment posées

Q1 : Quels amplificateurs sont compatibles avec le HC-SFS102K ?

Le HC-SFS102K est conçu pour la classe MR-J2S-100 des amplificateurs MELSERVO-J2S, y compris le MR-J2S-100A (impulsion/analogique à usage général), le MR-J2S-100B (bus SSCNET), le MR-J2S-100CP (positionnement intégré) et le MR-J2S-100CL (interface CC-Link). Il n'est pas compatible avec les amplificateurs de première génération MR-J2, qui ne peuvent pas lire l'encodeur série 17 bits du moteur J2S, ni avec les amplificateurs MR-J3 ou MR-J4 sans matériel d'adaptation.

Q2 : Quelle est la différence entre le HC-SFS102K et le HC-SFS102 ?

La seule différence est l'arbre. Le HC-SFS102 a un arbre droit lisse pour une utilisation avec des accouplements à serrage par friction. Le HC-SFS102K a une rainure de clavette usinée, permettant une connexion positive par clavette et rainure avec le composant entraîné. Toutes les autres spécifications — puissance, couple, encodeur, bride, indice de protection et compatibilité de l'amplificateur — sont identiques entre les deux modèles.

Q3 : Le HC-SFS102K a-t-il un frein électromagnétique ?

Non. Le HC-SFS102K n'inclut pas de frein. La position sur un axe stationnaire est maintenue par verrouillage servo (l'amplificateur maintient la boucle de contrôle active et maintient l'axe avec le courant moteur). Si l'axe est vertical ou nécessite un maintien mécanique de sécurité lorsque le servo est désactivé, le HC-SFS102BK (arbre à clavette avec frein électromagnétique) est le modèle correct à spécifier à la place.

Q4 : L'encodeur est-il décrit comme "absolu" — a-t-il besoin d'une batterie ?

Oui. L'encodeur absolu série 17 bits nécessite une batterie pour conserver les données de position pendant l'arrêt. La batterie est la cellule lithium A6BAT, installée dans l'amplificateur servo MR-J2S — pas dans le moteur lui-même. Lorsque la batterie est en bon état, l'axe connaît sa position exacte dès la mise sous tension du contrôle, éliminant le besoin d'un cycle de retour à la référence. Une alarme de batterie faible sur l'amplificateur indique que la batterie doit être remplacée lors de la prochaine fenêtre de maintenance planifiée.

Q5 : Le HC-SFS102K peut-il remplacer un HC-SF102K de la série J2 précédente ?

Les dimensions de montage sont identiques et la géométrie de l'arbre à clavette est compatible. Cependant, le HC-SFS102K utilise un encodeur série 17 bits qui nécessite un amplificateur MR-J2S — il ne communiquera pas avec un amplificateur MR-J2 d'origine. Si la machine fonctionne avec des amplificateurs MR-J2, le moteur et l'amplificateur doivent être mis à jour ensemble. S'il fonctionne déjà avec des amplificateurs MR-J2S, le HC-SFS102K est un remplacement mécanique direct sans aucune autre modification requise au-delà de la vérification des paramètres dans MR Configurator.