零件号: HC-SFS502B
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系列:三菱 MELSERVO HC-SFS系列 (J2S / J2-Super世代)
电机类型:带电磁制动器的无刷交流伺服电机
状况:全新盒装
该 三菱 HC-SFS502B是来自 MELSERVO-J2S (J2-Super) 平台的一款 5kW 中惯量交流伺服电机——该平台是初代 HC-SF 系列的后继者,重新定义了 5kW 级别在定位分辨率和低速稳定性方面的表现。
额定转速 2,000 rpm,连续扭矩 23.9 Nm,它占据了标准 HC-SFS 2000 rpm 系列的顶端,并与 MR-J2S-500 系列放大器配套使用。铭牌显示 3 相交流输入,电压 133V / 电流 26A;输出功率为 5kW。“B”后缀表示此型号带有一个弹簧施加的、故障安全型电磁保持制动器——当断电时无法自行保持位置的轴会选择此版本。
HC-SFS502B 与其前代 HC-SF502B 的区别很简单:前者配备了 17 位串行绝对编码器,每转提供 131,072 个脉冲,而老款 HC-SF 系列则配备了 14 位(16,384 ppr)设备。分辨率的八倍提升不仅提高了精细定位精度,还允许 J2S 放大器的速度环以显著更高的带宽运行,从而在低速时实现更紧密的速度控制,并在切削过程中提供更好的扰动抑制。
| 参数 | 值 |
|---|---|
| 零件号 | HC-SFS502B |
| 额定输出 | 5,000 W (5 kW) |
| 输入 | 3 相交流,133V,26A |
| 额定转速 | 2,000 rpm |
| 最高转速 | 3,000 rpm |
| 额定扭矩 | 23.9 Nm |
| 最大扭矩 | 71.6 Nm |
| 电源电压 | 200V AC 级别(3 相) |
| 编码器 | 17 位绝对值(131,072 ppr) |
| 编码器类型 | 串行绝对值 — 电池供电 |
| 电磁制动器 | 弹簧施加,24V DC 释放,故障安全 |
| 惯量级别 | 中惯量 |
| 法兰尺寸 | 176 × 176 mm |
| 防护等级 | IP65 |
| 轴 | 直轴(无键槽) |
| 油封 | 已安装 |
| 环境温度 | 0°C 至 +40°C |
| 兼容放大器 | MR-J2S-500A / MR-J2S-500B / MR-J2S-500CP / MR-J2S-500CL |
| 产地 | 日本制造 |
| 产品状态 | 已停产 — 有全新盒装库存 |
三菱的命名约定足够精确,一旦了解,HC-SF 和 HC-SFS 之间的区别很容易辨别:SFS 标识代表 J2-Super 世代的升级。在机械方面,这两个系列共享法兰尺寸、轴尺寸和 IP 等级——HC-SFS502B 可以安装在与 HC-SF502B 相同的安装位置,无需进行机械改造。改变的是电子器件。
J2S 平台围绕高性能 CPU 和新的高分辨率编码器标准构建。MR-J2S 放大器的速度频率响应达到 550 Hz 或更高,是初代 J2 系列的两倍多。HC-SFS 电机中的 17 位绝对编码器是实现这一改进的硬件。每转有 131,072 个独立位置,放大器的速度估计器每单位时间拥有更多数据,从而平滑了低速扭矩波动,并使系统在过程扰动下更加稳健。
对于机床应用,HC-SF 系列表现尚可但并非出色——尤其是在非常低的进给速率下,或在需要轴干净反转而无延迟的攻丝循环中——HC-SFS502B 带来了实际且可衡量的改进。
HC-SFS502B 内置的保持制动器是一种被动安全装置,而非动态制动电阻。它基于断电夹紧原理工作:24V DC 保持制动器打开并允许轴旋转;切断电压后,弹簧立即夹紧制动盘。
这对于垂直轴最为重要。立式加工中心的 Z 轴或主轴头承载着主轴组件的全部重量——在中型 VMC 上通常是相当大的重量。当伺服放大器断电时,电机扭矩会立即降至零。没有保持制动器,该负载会下降。HC-SFS502B 的制动器通过在移除 24V DC 的瞬间锁定轴来阻止这种情况发生,无论移除是计划内的(正常关机)还是意外的(断电、放大器故障)。
同样的原理适用于任何具有显著不平衡负载的轴——卧式加工中心的托盘交换装置、压力机的后挡料器、龙门机床的龙门 Z 轴以及在加工过程中需要保持位置的夹紧机构。
接线注意事项: 制动器线圈是感性负载。必须在制动器线圈端子两端安装浪涌抑制器,以抑制制动器释放和夹紧时的电压尖峰。跳过此步骤可能会随着时间的推移损坏继电器触点和放大器 I/O 电路。MR-J2S 放大器的 MBR(电磁制动器联锁)输出提供正确的夹紧时序——始终通过此信号控制制动器,而不是直接从急停触点接线。
绝对编码器可以记住位置。当带有 HC-SFS502B 电机的机器断电后恢复供电,放大器会在控制启动后立即从编码器读取当前的绝对位置。无需回零循环。无需搜索参考标记。轴只需知道自己的位置。
HC-SFS502B 中的 17 位串行编码器通过放大器中的电池备份(J2S 系列通用的 A6BAT 锂电池)来实现这一点。电池在断电期间保持编码器的位置记忆。只要电池健康,机器就可以在断电后从精确已知的位置恢复。
应在定期维护间隔检查电池状况。J2S 放大器会在完全耗尽前显示电池警告报警;该警告是提示在下次计划关机前更换电池,而不是之后。
VMC Z 轴和主轴。 立式加工中心的大容量 Z 轴需要持续的扭矩来进行重型面铣削,需要制动器以安全地关闭伺服,并且需要绝对编码器在任何断电后都能恢复,而不会干扰工件设置。
HMC W 轴和托盘驱动。 卧式加工中心使用 W 轴进行面铣头深度定位,并使用托盘交换装置进行工件转移。两者都需要高扭矩、制动器保持以及在换班期间可靠的绝对位置。
数控车床刀塔换刀。 大型车削中心配备伺服驱动的刀塔,受益于 5kW 的输出以实现快速换刀循环,并且制动器在每个换刀位置牢固地保持刀塔,同时夹紧机构啮合。
传输和托盘更换系统。 多工位传输线移动重型夹具使用此容量范围的伺服驱动器,以实现速度和负载能力的结合。在工位之间,制动器在夹具或加工过程中保持托盘换刀位置。
大型处理和龙门系统。 具有显著 Z 轴高度和重型末端执行器的龙门式装载系统在垂直轴上使用带制动器的电机,原因与机床 Z 轴相同,即故障安全保持。
| 型号 | 额定输出 | 额定扭矩 | 最大扭矩 | 制动器型号 |
|---|---|---|---|---|
| HC-SFS52 | 500 W | 2.39 Nm | 7.16 Nm | HC-SFS52B |
| HC-SFS102 | 1,000 W | 4.77 Nm | 14.3 Nm | HC-SFS102B |
| HC-SFS152 | 1,500 W | 7.16 Nm | 21.5 Nm | HC-SFS152B |
| HC-SFS202 | 2,000 W | 9.55 Nm | 28.6 Nm | HC-SFS202B |
| HC-SFS352 | 3,500 W | 16.7 Nm | 50.1 Nm | HC-SFS352B |
| HC-SFS502 | 5,000 W | 23.9 Nm | 71.6 Nm | HC-SFS502B |
此表中的所有型号均共享 200V AC 级别输入、2,000 rpm 额定转速、17 位串行绝对编码器(131,072 ppr)、IP65 防护等级、油封轴和直轴配置。352 和 502 型号使用较大的 176 × 176 mm 法兰框架。
工厂密封的三菱伺服电机从未接线、安装或通电。它装在原厂三菱包装中——内部泡沫衬垫、纸箱、保护轴和连接器盖完好无损。上面列出的所有规格都与出厂时完全一致。没有累积运行时间,没有热历史,也没有对任何轴承、联轴器接口或连接器造成安装应力。
对于制造新设备组件的机器制造商,或建立战略备件库存的维护部门来说,全新盒装是唯一一种在没有未知因素的情况下,能够真正实现与工厂电机一对一替换的状况。翻新或维修过的电机可能更换了轴承、重新灌封了编码器组件或重新绕制了定子——这些都需要拆卸才能看到。全新盒装则没有这些变量。
存放:存放在阴凉、干燥、无振动的条件下,电机可在多年内保持完整规格。如果储存超过五年,建议在安装前定期缓慢转动轴以重新分布轴承润滑脂。
Q1:哪些伺服放大器与 HC-SFS502B 兼容?
HC-SFS502B 需要 MR-J2S-500 级别放大器。兼容型号包括 MR-J2S-500A(通用脉冲/模拟接口)、MR-J2S-500B(SSCNET 总线接口)、MR-J2S-500CP(内置定位功能)和 MR-J2S-500CL(CC-Link 接口)。它不兼容 MR-J2(第一代)放大器,后者使用不同的编码器协议,也不兼容 MR-J3 或 MR-J4 系列放大器(除非使用转换套件)。
Q2:HC-SFS502B 和 HC-SF502B 的主要区别是什么?
两款电机在安装法兰和轴上是机械互换的。关键区别在于编码器:HC-SFS502B 使用 17 位绝对编码器(131,072 ppr),而老款 HC-SF502B 使用 14 位编码器(16,384 ppr)。更高的分辨率使得 MR-J2S 放大器能够实现更快的速度环,并提高低速平稳性和定位精度。HC-SFS502B 还需要 J2S 系列放大器;HC-SF502B 可与 J2 或 J2S 放大器配套使用。
Q3:机器电路中应如何控制电磁制动器?
使用伺服放大器的 MBR(制动器联锁)输出信号 来控制制动器继电器——这确保了制动器仅在电机减速停止后才夹紧,防止制动盘受到冲击载荷。制动器线圈工作在 24V DC;在制动器线圈端子两端安装浪涌抑制器,以抑制感应电压尖峰。切勿在没有 MBR 联锁信号路径的情况下,直接从急停触点接线。
Q4:17 位编码器是否需要电池,使用的是哪种电池?
是的。串行绝对编码器需要电池备份,以在断电期间保留位置数据。标准电池是 三菱 A6BAT 锂电池,安装在 MR-J2S 伺服放大器中(不在电机本体内)。在正常使用情况下,电池寿命通常为数年;放大器会在完全耗尽前显示低电量警告报警。当出现警告时,请在计划的维护窗口期间更换电池——不要等到报警导致意外停机。
Q5:HC-SFS502B 能否在现有机器中直接替换 HC-SF502B 而无需其他更改?
安装尺寸兼容,但编码器接口不同。HC-SFS502B 不能直接替换 运行原装 MR-J2 放大器的机器上的 HC-SF502B——J2 放大器无法读取 J2S 电机的 17 位串行编码器。替换时需要同时将放大器更换为 MR-J2S-500 系列。如果机器已运行 MR-J2S 放大器,则更换很简单;在将轴投入生产前,通过 MR Configurator 确认参数设置。