三菱電機 HC-KFE73BK ACサーボモーター

750W | 定格トルク 2.4 Nm | 3000 RPM | 非励磁電磁ブレーキ | キー溝付き軸 | 80×80mmフランジ | MR-E-70A互換 | IP55ボディ | 生産終了

HC-KFEファミリー最大のモーター — 全ての安全機能を搭載

MELSERVO MR-Eエコシステム内で400Wクラスから750Wへステップアップすると、HC-KFE73BKにたどり着きます。これはHC-KFEシリーズの最上位モデルで、MR-Eアンププラットフォームがサポートする最高の出力電力を、電源OFF時の位置保持のための内蔵電磁ブレーキと確実なトルク伝達のためのキー溝付き軸を組み合わせて実現しています。このモデルは、ブレーキ、キー溝、そして最大定格電力を1つのモーターアセンブリに統合した、同クラスのフルオプションバリアントです。

HC-KFE73BKは、特定の明確なアプリケーションニッチを占めています。それは、MR-Eアンプという経済的なパルスコマンドベースのドライブシステムを維持しながら、400Wクラスでは供給できないより大きな連続トルクと機械的出力を要求する汎用サーボ軸です。24VDCスプリング作動式ブレーキは、サーボが非励磁状態になったときに軸をしっかりと保持することを保証します。これは、標準のブレーキなしHC-KFE73では満たせない要件です。

技術仕様

3つの特徴 — BKが実際に提供するもの

HC-KFE73BKの部品番号には、それぞれアプリケーションに直接的な工学的影響を与える3つの意味のある決定がエンコードされています。

73 — MR-Eの上限である750W出力。HC-KFEファミリーは、100W (HC-KFE13) から200W、400W、そして最大750Wまであります。73という指定子は、このモーターをMR-Eアンプが駆動できる上限に位置づけます。MR-E-70Aと組み合わせると、システムは連続2.4 Nmを供給します — これは400WのHC-KFE43Bで利用可能な1.3 Nmのほぼ2倍です。通常の動作で400Wモーターが定格電流に近い状態で稼働していた軸、または負荷トルク分析で十分なマージンがないと判断された場合、アンププラットフォームアーキテクチャを変更せずに750Wクラスに進むのが自然なステップです。

B — 非励磁電磁ブレーキ。モーターハウジングの後部にスプリング作動式ブレーキが内蔵されています。24VDCが除去されると — 制御されたシャットダウン、非常停止、または電源断のいずれであっても — スプリングが直ちにブレーキを作動させ、コントローラーからの信号を必要とせずに軸をロックします。このフェールセーフの原則は、HC-KFE73BKを標準のHC-KFE73Kと区別する決定的な特徴です。ブレーキを作動させるために、電源、コントローラー信号、外部リレーアクションは必要ありません。

K — キー溝付き軸。750Wでは、ほとんどのアプリケーションで確実なカップリングはオプションではありません。キー溝は、軸と駆動されるコンポーネント — カップリングハブ、プーリー、またはギアのいずれか — の間に機械的なインターロックを提供し、温度サイクルや経年変化で嵌合が維持されるかどうかにかかわらず、両者間の相対回転を防ぎます。モーターにはキーが付属しています。キー溝の寸法は、750W軸サイズに適したJIS規格に準拠しています。

80×80mmフランジ: 400Wクラスからのステップアップ

HC-KFE73BKは、400WのHC-KFE43BKの60×60mmフランジよりも一回り大きい80×80mm角フランジに取り付けられます。このサイズアップは、設置のアップグレードに直接的な影響を与えます。より小さい60×60mmフランジクラスを中心に設計された機械は、モーター取り付けプレートの改造なしには80×80mmモーターを受け入れることができません。このサイズ境界でボルト穴パターンとフランジレジスタ径が変更されます。

ただし、80×80mmクラス内では、HC-KFE73BKはHC-KFS73BK (MR-J2S相当) および現在の世代の750WモーターであるHG-KR73BKとフランジフットプリントを共有しています。これは、80×80mm MELSERVO 750Wモーター用に設計された機械の取り付けプレートは、HC-KFE73BKと機械的に互換性があることを意味します。軸突出長とボディ軸方向寸法は、特にブレーキバリアントの場合、後部ハウジングが長くなるため、特定のアプリケーションに対して確認する必要がありますが、フランジ面は一貫した基準となります。

トルクヘッドルーム: 7.2 Nmのピークが意味すること

HC-KFE73BKの定格トルク2.4 Nmは、連続負荷サイジングが行われる数値です。定格の3倍である7.2 Nmのピークは、加速フェーズの一時的な要求や、切削またはクランプ操作中の短時間の過負荷条件に対応できます。

定格とピークの間の4.8 Nmの差は、軸の加速リザーブです。一般的な負荷慣性比を持つ水平ボールねじ軸では、7.2 Nmのピークトルク全体が、定格トルクのみで動作する場合と比較して、点対点移動時間を大幅に短縮する加速率につながります。アンプの電子電流制限が、加速フェーズ全体で7.2 Nmを連続的に生成するために必要なピーク電流を維持できるかどうかは、負荷対モーターの慣性比とデューティサイクルに依存します — MR-E-70Aの内蔵電子熱保護機能は、累積加熱を監視し、それに応じて保護制限を強制します。

負荷トルクが常に存在する垂直軸の場合、定格2.4 Nmは重力成分をカバーし、残りのマージンはダイナミクスに費やされます。不均衡トルクアプリケーションの定格トルクの70%ルール — 三菱のMR-Eドキュメントに記載 — は、適切にサイジングされた垂直軸設計では、軸にかかる重力負荷が1.68 Nmを超えないことを意味します。

機械設計におけるブレーキの統合

ブレーキモーターを機械設計に追加することは、モーターバリアントを交換する以上のことを意味します。HC-KFE73BKは、標準のHC-KFE73Kには適用されない2つの特定の設計上の考慮事項を必要とします。

第一に、24VDCブレーキ電源回路です。三菱のMR-Eマニュアルによると、ブレーキの24VDC電源は専用回路である必要があります — アンプのデジタルI/O信号に使用される24VDCと共有してはいけません。HC-KFE73BKの6ピンモーター電源コネクタ (標準バリアントの4ピンコネクタと比較) は、3相モーター電源リードと2つのブレーキ電源ワイヤの両方を伝送します。MR-EアンプのMBR (電磁ブレーキインターロック) 出力信号によって駆動される別個のコンタクタまたはリレー回路が、ブレーキコイルへの24VDCを制御します。

第二に、MBR信号とパラメータNo. 1です。MR-Eアンプの電磁ブレーキインターロック出力は、パラメータ設定を介して有効にする必要があります。この出力は、サーボON/OFF遷移とブレーキ作動のタイミングを調整し、回転中の軸にブレーキが急に作動するのを防ぎ、ブレーキライニングの寿命と機械的駆動部品の両方を保護します。特に垂直軸の場合、三菱のドキュメントではMBR信号を必須の設定要素として挙げています — 制御されたブレーキタイミングにより、軸停止シーケンス中の負荷落下を防ぎます。

HC-KFE73BKをその世代内で位置づける

HC-KFEシリーズとMR-Eアンプは、絶対エンコーダシステムとデジタルバスインターフェースが主流機能ではなくプレミアムオプションであった期間に、高性能でコスト効率の高い汎用サーボ制御を提供した製品世代を表します。HC-KFE73BKは、750W出力とブレーキ機能が必要でありながら、HC-KFS/MR-J2Sティアの絶対エンコーダと高価なアンプを正当化できなかったアプリケーションにとって適切な選択でした。

モーターとMR-Eアンプはどちらも生産終了しています。入手可能な供給は、アフターマーケット在庫、余剰在庫、およびサービスから取り外されたユニットから来ています。新しい機械設計の場合、三菱の文書化された移行パスは、MR-JEまたはMR-J4シリーズアンプと現行世代のHGシリーズモーター — HG-KR73BKは750Wブレーキ+キー溝クラスの近似的な機能的後継機であり、同じ80×80mmフランジフットプリントですが、22ビット絶対エンコーダと現在のMELSERVO J4インターフェースを備えています。

よくある質問

Q1: HC-KFE73BKに対応するMR-Eアンプのモデルは何ですか、またどのような制御モードをサポートしていますか？

HC-KFE73BKは、MR-E-70A (パルストレイン入力、位置制御モード) またはMR-E-70AG (アナログ速度コマンド入力、速度制御モード) とペアになります。アンプの指定にある「70」は、750Wモータークラスに対応します。MR-E-70Aは、外部位置決めコントローラー、MELSEC PLC位置決めモジュール、またはCNC出力からのパルス+方向またはквадратурныйパルストレインコマンドを受け入れます。MR-E-70AGは、上位コントローラーが速度参照用に±10Vのアナログ信号を出力するアプリケーション向けに、アナログ速度コマンド統合を可能にします。どちらのアンプバリアントも、MBRインターロック出力経由でHC-KFE73BKの電磁ブレーキをサポートしています。

Q2: なぜ80×80mmのHC-KFE73BKは、60×60mmのHC-KFE43BKよりも大きなフランジを使用しているのですか、また同じ機械取り付けプレートで両方を受け入れることができますか？

フランジサイズは、より高いトルク出力を収容するために必要なより大きなステータ、巻線、およびロータアセンブリに対応するためにモーターフレーム径が大きくなるため、750Wクラスで増加します。400Wクラスの60×60mmフランジと750Wクラスの80×80mmフランジは、ボルト穴パターンとフランジレジスタ径が異なります — これらは互換性がありません。400WのHC-KFE43BK用に設計された機械取り付けプレートは、機械加工またはプレートの交換なしにHC-KFE73BKを直接受け入れることはできません。元の400Wモーターを中心に設計された機械を750Wにアップグレードする場合、モーターマウントでの機械的改造は作業範囲の一部となります。

Q3: 製品リストでは、軸貫通部がIP55ではないと記載されています。これは機械の設置にどのような影響がありますか？

HC-KFEシリーズモーターはモーターハウジング表面をカバーするIP55ボディ定格を持っていますが、三菱のドキュメントでは、軸貫通部 — 軸がフロントベアリングハウジングから出る部分 — および電気コネクタはIP55に保護されていないと明記されています。クーラントミスト、洗浄水、または空気中の流体汚染がある環境では、これらの保護されていない点がモーターの脆弱性となります。実用的な緩和策としては、機械エンクロージャー内の保護された場所にモーターを配置する、機械設計が許せば軸シールカバーを取り付ける、または湿潤環境用にオイルシール付きモーターを指定する (他のHCシリーズバリアントで利用可能) ことが挙げられます。コネクタ端も保護が必要であり、特にエンコーダコネクタは、エンコーダ信号ピンの汚染が位置フィードバックエラーの一般的な原因であるためです。

Q4: HC-KFE73BKの電磁ブレーキは、定格モータートルクである2.4 Nmを保持しますか？

HC-KFEブレーキバリアントの三菱の設計アプローチは、ブレーキの静摩擦トルクをモーターの定格出力トルクに一致させています。750Wクラスの場合、ブレーキはモーターの定格2.4 Nmに対応するトルク負荷に対して軸を保持するように定格されています。これは、ブレーキが通常の動作トルク内で静止負荷を滑らずに保持できることを意味し、これが意図された使用ケースです。ブレーキは、定格速度で回転する軸を動的に停止するように設計されていません — そのような停止はブレーキの摩耗寿命を急速に消耗させ、ドライブトレインに機械的衝撃を与える可能性があります。正しい手順は、ブレーキが停止位置を保持する前に、サーボアンプを介してモーターを制御停止させることです。

Q5: HC-KFE73BKは、システム統合の観点からHC-KFS73BKと互換性がありますか？

両モーターは80×80mmのフランジ取り付けフットプリントを共有しており、機械的な交換は容易です。しかし、サーボアンプを変更せずにシステム互換性はありません。HC-KFE73BKはインクリメンタル10,000 pprエンコーダを使用し、MR-E-70Aとペアになりますが、HC-KFS73BKは17ビット絶対エンコーダ (131,072 ppr) を搭載し、MR-J2S-70A/B/CP/CLアンプとペアになります。エンコーダコネクタ、信号プロトコル、およびアンプインターフェースは完全に異なります。一方を他方と交換するには、対応するアンプの変更とドライブ軸の再構成が必要です。HC-KFE73BK → HC-KFS73BKの方向はアップグレード (より高いエンコーダ分解能、絶対位置保持、ホームポジション設定不要) であり、逆は通常意図的に指定されないダウングレードです。