新しい三?? サーボモーター HC-SFS353 HCSFS353

三菱 HC-SFS353 | MELSERVO J2S HC-SFシリーズ ACサーボモーター — 3.5kW、11.1Nm、3000RPM、176×176mmフランジ、17ビットアブソリュート、IP65

部品番号: HC-SFS353

シリーズ: MELSERVO J2S — HC-SFシリーズ、中慣性、中容量

設計: ストレート軸、オイルシール、内蔵17ビットアブソリュートエンコーダ

定格出力: 3.5 kW

定格トルク: 11.1 Nm

ピークトルク: 33.4 Nm

定格速度: 3,000 RPM

最高速度: 3,000 RPM

定格電流: 16.4 A

供給電圧: 200 VAC クラス

慣性モーメント: 0.00820 kg・m² (82 kg・cm²)

エンコーダ: 17ビットアブソリュート、131,072 ppr

フランジサイズ: 176 × 176 mm

保護等級: IP65

対応アンプ: MR-J2Sシリーズ

状態: 新品 / 整備済み / 余剰品

概要

三菱 HC-SFS353 は、MELSERVO J2S HC-SFシリーズの3.5kW中慣性ACサーボモーターで、176×176mmの取り付けフランジに11.1Nmの定格トルクと33.4Nmのピークトルクを発揮します。定格値を超える速度余裕がない3,000RPMにおいて、HC-SFS353は定格点で連続運転できるように設計されており、33.4Nmのピークトルクは加速や負荷変動に対応します。3.5kWという出力では、機械的なスケールが大きくなります。176×176mmのフランジはHC-SFシリーズで最大の標準フランジサイズであり、0.00820 kg・m²のロータ慣性は、11.1Nmを連続的に発生させる必要があるモーターの物理的な質量を反映しています。これは、80×80mmや130×130mmクラスのモーターよりもかなり重いロータです。

この慣性レベルは、軸のサイジングに直接影響します。モーター軸に反映される負荷慣性は、0.00820 kg・m²のロータ慣性と比較評価する必要があり、その比率によってサーボシステムが安定した、チューニングの良い位置決め性能を維持できるか、またはゲインがアンプの安定性限界に近づくかが決まります。

軸端のオイルシールとIP65のボディ定格は、この出力レベルのヘビーデューティな工作機械や産業用オートメーションの設置に必要な環境保護を提供します。

131,072 pprの17ビットアブソリュートエンコーダは、起動時のリファレンス復帰を不要にします。電源投入時に位置が即座に把握できるため、ホームポジションに戻ることなくサイクル途中の割り込みから再開する必要がある場合に、運用上重要です。

主な仕様

パラメータ

値

HC-SFS353は異なります。定格速度と最高速度はどちらも3,000RPMです。定格動作点を超える速度余裕はありません。

これは制限ではなく、3,000RPM、大型フレーム、中慣性クラスの設計上の特徴です。

HC-SFS353は、3,000RPMまで定格トルクを連続して供給できるように作られています。

トルク-速度カーブは、ゼロ速度から3,000RPMまで11.1Nmでフラットです。最高速度に達する前にトルクが低下するフィールド減衰領域はありません。なぜなら、最高速度が定格速度だからです。

モーターは、ゼロから3,000RPMまでの任意の速度でコマンド可能であり、その範囲全体で定格トルク11.1Nmをすべて供給します。

機械のサイジングにとって、これはテーブルの最高速度が、ボールねじや伝達機構を介して直接作用する3,000RPMモーター定格によって設定されることを意味します。フィールド減衰領域で動作してトルクと速度を交換する能力はありません。

3,000RPMモーター速度で機械的伝達機構が生成する速度を超える速度を必要とするアプリケーションは、モーターを定格を超えて動作させるのではなく、伝達機構の設計（ギア比、ねじピッチ）でこれを解決する必要があります。

11.1 Nm および 33.4 Nm — 3:1 のピークを持つ高い連続トルク

定格11.1Nmで、HC-SFS353は通常、大型マシニングセンタの主送り軸に必要な範囲に位置します。重いテーブル、アグレッシブな切削、および軸モーターが加工サイクル全体で大きな力を維持する必要がある高速トラバース距離に対応します。

33.4Nmでの3:1のピーク対定格比は、これらの重い負荷を短く制御された加速フェーズで高速トラバース速度まで引き上げるための加速能力を提供します。

3.5kWおよび定格電流16.4Aで動作することの実際的な結果は、熱です。

モーターは定格負荷で実際の熱を発生させ、周囲のキャビネット、モーター取り付け構造、および機械フレームは、この熱を効果的に伝導および放散する必要があります。定格動作条件は、モーターボディでの十分な冷却を前提としています。モーターハウジングの自然対流特性、機械フランジによるヒートシンク、およびモーター設置エリアの周囲温度は、持続的な定格負荷下での実際の定常状態巻線温度にすべて寄与します。

MR-J2Sアンプの電子熱保護機能は、RMS電流を継続的に監視し、モーターの熱状態をモデル化します。

33.4Nmのピーク電流での短時間の動作は許可されます。ピークトルク付近での持続的な動作は、モーター巻線が損傷温度に達する前に熱過負荷保護をトリップさせます。RMSトルクを定格値11.1Nm内に維持するようにモーションプロファイルを正しくサイジングすることが、信頼性の高い中断のない動作を保証するエンジニアリングステップです。

176×176mmフランジ — スケールと機械的統合

176×176mmフランジは、HC-SFS353を大型フレームサーボモーターとして位置づけています。

このフランジサイズは、HC-SFシリーズおよびその後継機の最高容量モーターの標準機械インターフェースです。HC-SFS502およびHC-SFS702がより高い出力レベルで使用するのと同じボルトサークルとレジスタ直径であり、機械設計で構造的な変更なしにさまざまなモーター容量に対応できます。

レトロフィットおよび交換の場合、176mmフランジは重要な互換性寸法です。

HC-SFS353は、同じ176mmフランジ上の任意のHC-SFシリーズモーターを、シャフトカップリングインターフェースも互換性がある限り、構造的な変更なしに交換できます。

同じフランジクラス内のモーターバリアント間では、物理的な深さ、軸径、およびエンコーダコネクタの位置が異なります。これらは、注文前に機械の図面と個別に確認する必要があります。

この物理的なスケールでのフランジ取り付けは、実用的な設置要件も課します。

176mmクラスの3.5kWサーボモーターは重いコンポーネントです。取り扱い、位置合わせ、および取り付けボルトのトルク締めには、2人での設置作業と、指定されたボルトトルクに校正されたトルクレンチが必要です。モーターレジスタと機械ハウジングの穴との間の位置ずれは、モーターのフロントベアリングにラジアル荷重をかけ、ベアリングの寿命を大幅に短縮する可能性があります。

17ビットアブソリュートエンコーダ — 131,072 ppr、ホミング不要

HC-SFS353の17ビットアブソリュートエンコーダは、MELSERVO J2-Super世代の位置フィードバックシステムであり、1回転あたり131,072パルスの絶対位置データを提供します。MR-J2Sアンプにバッテリーが取り付けられている場合、エンコーダは電源中断時でもモーターの絶対軸位置を保持します。

起動時に、アンプは真の軸位置を直接読み取ります。リファレンス復帰トラバースは不要で、軸は電源投入シーケンスが完了するとすぐにコマンド操作の準備ができます。

大型マシニングセンタや産業機械の3.5kW軸にとって、これは重いテーブルを低速でリファレンススイッチまで移動させる起動オーバーヘッドを排除し、ホミング中の電源障害によって軸位置が不確定になるリスクを排除します。

電源が失われた場所から正確に再起動する必要がある機械（溶接途中、旋削途中、穴あけ途中）では、絶対位置の連続性は利便性ではなく、安全性と品質の要件です。

モーターでの131,072 pprの分解能は、機械的伝達機構を介して、機械の作業面での位置分解能に変換されます。

ボールねじピッチ10mm、カップリング比1:1の場合、各エンコーダカウントは約0.076μmのテーブル移動量に相当します。これは、HC-SFS353が駆動する現実的な機械システムよりも数桁細かい分解能です。

エンコーダは、HC-SFS353が駆動する現実的な機械システムの位置決め精度における制限要因ではありません。

オイルシールとIP65 — ヘビーデューティ使用のための環境仕様

IP65ボディ保護と軸オイルシールの組み合わせにより、HC-SFS353は3.5kWサーボ軸が動作する環境に適しています。大型マシニングセンタの切削ゾーン、クーラント流量の多い旋盤の機械ベース、および定期的な洗浄メンテナンスサイクルを持つ産業用オートメーションなどです。

IP65はモーターボディ全体をカバーします。あらゆる方向からの防塵と噴流水に対する耐性があります。

軸端のオイルシールは、IP65構造定格が回転軸インターフェースで提供できないシーリング層を追加します。クーラントミスト、ボールねじやギアボックスからの潤滑剤フォグ、および重切削で発生する微細な金属粒子は、オイルシールがモーターの寿命全体にわたって軽減する、軸ギャップでの汚染リスクを表します。

オイルシールリップは、モーターアセンブリで最も交換間隔が短いメンテナンス部品です。シールの状態の定期的な点検（リップの硬化、ひび割れ、またはシールを通過する目に見える漏れのチェック）は、高クーラント暴露環境でのHC-SFS353モーターの主要なメンテナンスアクションです。

損傷したシールは、計画的なメンテナンス部品として交換するのは安価です。検出されなかった劣化したシールからベアリングキャビティやエンコーダに到達した汚染は、はるかに重大な修理となります。

MR-J2S-350A/Bアンプ — システム構成

3.5kW、定格電流16.4AのHC-SFS353は、MR-J2S-350A（アナログ/パルス列コマンドインターフェース）またはMR-J2S-350B（SSCNETシリアルネットワークインターフェース）と組み合わされます。この出力レベルでは、MR-J2S-350は substantial なアンプであり、冷却ファンを備え、3.5kWモーターを駆動する重負荷を減速する際に返されるエネルギーを処理するための回生ブレーキ機能を備えています。

この出力レベルのHC-SFシリーズは、モーター電源およびエンコーダケーブルにキャノンタイプ（MSタイプ）の丸型コネクタを使用します。

定格16.4Aでは、動作前に電源コネクタを完全に差し込み、ロックリングを所定の位置に固定する必要があります。この電流レベルでの部分的に差し込まれたキャノンコネクタは、高抵抗接合部となり、急速に加熱し、電流下でアークが発生する可能性があります。MR-J2Sから新しいアンプ世代に移行する顧客のために、三菱の更新ツールは、既存のMR-J2S-Bモーションコントローラを保持しながらMR-J4-Bアンプへの移行をサポートし、コントローラハードウェアを交換せずにドライブエレクトロニクスを近代化できます。Q1: なぜ最高速度が3,000RPMの定格速度と同じなのですか？

ほとんどのサーボモーターとは異なり、定格速度を超える速度余裕がありますが、HC-SFS353は3,000RPMまで定格トルクで動作するように定格されています。最高速度と定格速度は一致します。

これは、モーターがフィールド減衰領域でトルクを低下させることなく、ゼロから3,000RPMまでの任意の速度で11.1Nmを供給することを意味します。

より高いテーブル速度を必要とするアプリケーションは、モーターを定格速度を超えて動作させるのではなく、機械的伝達機構（ねじピッチ、ギア比）を通じて達成する必要があります。

Q2: ロータ慣性が0.00820 kg・m²ですが、軸のサイジングにどのように影響しますか？

0.00820 kg・m²のロータ慣性は、負荷マッチングの基準となります。HC-SF中慣性シリーズに関する三菱の一般的なガイダンスでは、モーター軸での反射負荷慣性をロータ慣性の約15倍以内に保つことを推奨しています。この場合、反射負荷慣性は約0.123 kg・m²までです。

この比率を超えると、サーボゲイン設定がより保守的になり、達成可能な位置決め帯域幅が低下する可能性があります。HC-SFS353の、より小型のモーターと比較して大きなロータ慣性は、慣性不一致が問題になる前に、より重い機械的負荷を本質的に許容できることを意味します。

Q3: HC-SFS353は起動時にリファレンス復帰が必要ですか？

いいえ。17ビットアブソリュートエンコーダは、MR-J2Sアンプにバックアップバッテリーが取り付けられている場合、電源喪失時でも軸位置を保持します。

電源投入時に、アンプはエンコーダから絶対位置を直接読み取ります。軸は、ホミングトラバースなしで正しい位置データを持ちます。

バッテリーの状態は、定期的なメンテナンス間隔で確認する必要があります。バッテリーが放電している場合、次の電源中断時に絶対位置データが失われ、バッテリーが交換されるまでホミングが必要になります。

Q4: HC-SFS353に対応するMR-J2Sアンプは何ですか？

3.5kWのHC-SFS353には、MR-J2S-350A（アナログ/パルス列インターフェース）またはMR-J2S-350B（SSCNETインターフェース）が必要です。これは、MELSERVO J2-Superシリーズの3.5kWクラスアンプで、冷却ファンと回生ブレーキ容量を備えています。

アンプの「350」という指定は、ワット数ではなく、容量クラスを指します。MR-J2S製品ファミリー内の3.5kWモーターアプリケーションをカバーします。注文前に、機械が個別の軸パルス/アナログコマンド（Aタイプ）を使用しているか、SSCNETモーションコントローラネットワーク（Bタイプ）を使用しているかを確認してください。

Q5: 3.5kWのHC-SFS353の主な設置チェック項目は何ですか？

取り付けボルトのトルク締め前に、取り付けフランジレジスタと穴の位置合わせを確認してください。この重いモーターの176mmフランジの位置ずれは、フロントベアリングにラジアル荷重をかけ、摩耗を早めます。

電源ケーブルとエンコーダケーブルの両方で、キャノンコネクタの嵌合が完了し、ロックリングが完全に所定の位置にあることを確認してください。定格電流16.4Aでは、モーター電源ケーブルの断面積とコネクタ接点が、接合部での過度の発熱なしにこの電流に対応できる定格であることを確認してください。

初期設置後、低速および低負荷で軸を動作させ、MR-J2Sアンプの追従誤差表示を監視してください。速度とともに増加する追従誤差は、生産運転前に解決すべき機械的またはエンコーダ接続の問題を示しています。