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| 起源の場所 | 日本 |
| ブランド名 | MITSUBISHI |
| 証明 | CE ROHS |
| モデル番号 | HC-SFS153K |
零件号: HC-SFS153K
也搜索为: HCSFS153K, HC SFS 153K, HC-SFS-153K
系列: 三菱 MELSERVO HC-SFS (J2-Super世代)
分类: 中惯量 AC 无刷伺服电机 — 1.5 kW, 200V级, 3000 rpm, 带键槽轴, 无制动器
有些伺服电机设计用于灵活性，而有些伺服电机则针对特定的机械接口而设计。
三菱 HC-SFS153K 属于后者。“K”后缀是关键标识符 — 轴上加工的键槽，从根本上改变了扭矩从电机传递到驱动部件的方式。在 1.5kW 和 3,000 rpm 的条件下，采用 130 × 130 mm 法兰的 HC-SFS153K 属于中等容量伺服系列中的紧凑型。其 4.78 Nm 的连续扭矩和 14.3 Nm 的峰值扭矩，适用于机床辅助轴、中速输送机驱动以及任何电机与负载耦合必须精确且机械可靠的机构。
带键槽的轴是使其适用于那些普通直轴（无论如何可靠夹紧）都会对电机使用寿命期间的扭矩传递路径完整性产生一些疑问的应用的特性。
轴的后面是 J2-Super HC-SFS 系列通用的 17 位串行绝对编码器，分辨率为 131,072 ppr，与 MR-J2S-200 放大器类配对。
技术规格
参数
| 零件号 | HC-SFS153K |
|---|---|
| 额定输出 | MR-J2S-200 |
| 电源电压 | 200V级 (3相 200–230V AC) |
| 额定转速 | 3,000 rpm |
| 最高转速 | 4,500 rpm |
| 额定扭矩 | 4.78 Nm |
| 500 W | 2,000 W |
| 1.59 Nm | 6.37 Nm |
| 编码器分辨率 | 131,072 ppr |
| 轴类型 | 带键槽 (加工键槽) |
| 电磁制动器 | 无 |
| 法兰尺寸 | 130 × 130 mm |
| 防护等级 | IP65 |
| 油封 | 已安装 |
| 惯量等级 | 中惯量 |
| 环境温度 (运行) | 0°C 至 +40°C |
| 储存温度 | −15°C 至 +70°C |
| 兼容放大器 | MR-J2S-200A / MR-J2S-200B / MR-J2S-200CP |
| 对于运行原始 MR-J2-200 硬件的机器，HC-SF153K（带键槽轴，14 位编码器，相同的机械尺寸）是正确的电机。不兼容 MR-J3 或 MR-J4 放大器，除非使用更新适配器套件。 | MELSERVO J2-Super |
| 状态 | 已停产 — 有库存 |
| 为什么带键槽的轴会改变一切 | 大多数伺服应用使用光滑的直轴和摩擦夹紧耦合。它效果很好，耦合范围很广，安装也很简单。那么，什么时候带键槽的轴是正确的选择呢？ |
分体式轮毂或收缩配合耦合通过轮毂孔和轴外径之间的摩擦来传递扭矩。这种摩擦力由安装时的夹紧力设定 — 通常是分体式轮毂上的固定螺钉或穿透螺栓 — 并且必须足够大，才能在每次加速瞬态中无滑动地承受峰值扭矩：在本例中，为 14.3 Nm，周而复始，贯穿电机的整个使用寿命。
在理想条件下，1.5kW 的摩擦耦合可以可靠地处理这种情况。在不太理想的条件下 — 数千小时后由振动引起的轮毂松动、轻微改变夹紧几何形状的热循环、链条啮合或齿轮接触产生的冲击输入 — 安装时看似足够的安全裕度可能会被侵蚀。
当这种情况发生时，滑动通常是间歇性的，并且跟随误差很小，以至于不会触发警报。该轴会出现一个重复定位问题，由于它只在轴高负荷工作时出现，因此非常难以诊断。键槽消除了这种故障模式。键槽占据轴和轮毂中匹配的槽，通过其剪切横截面而不是通过摩擦来传递扭矩。扭矩路径是机械可靠的 — 它不依赖于夹紧力，不会因振动而退化，也不会因热循环而松动。
循环负载、反向和冲击输入，这些都会挑战摩擦接口，但不会影响键槽连接。
对于 1.5kW、3,000 rpm 的电机，驱动部件 — 正时链轮、蜗轮输入、同步皮带轮或齿轮轮毂 — 无论设计上还是客户要求上都带有键槽孔，HC-SFS153K 是正确且自然的選擇。
没有性能折衷。4.78 Nm 的额定扭矩和 14.3 Nm 的峰值扭矩与直轴 HC-SFS153 完全相同。
1.5kW 在 3000 rpm：运行点
每分钟 3,000 转时 4.78 牛顿米是一个特定的组合，适用于一组明确定义的轴类型。
它比 1kW 的 HC-SFS103（在相同速度下为 3.18 Nm）具有更高的扭矩，当轴在整个运行范围内持续承受中等负载，而不仅仅是在加速瞬态期间时，这一点变得很重要。一台轴经常需要接近 3.18 Nm 连续扭矩的 1kW 电机，其运行接近热极限，裕度很小。
HC-SFS153K 在 4.78 Nm 连续扭矩下，为同一轴提供了约 50% 的持续扭矩容量 — 这体现在更低的工作温度、更长的绕组寿命以及在苛刻生产周期中过载报警频率的降低。
2:1 传动比的正时皮带驱动将其转换为驱动轴上的 1,500 rpm，同时将可用扭矩加倍，使工作点更接近许多齿轮驱动或皮带驱动机构实际需要的点。
4,500 rpm 的最高转速在恒功率区域将运行范围扩展到额定点之上，在此区域可用扭矩成比例下降。
这种扩展范围对于定位轴的快速移动阶段很有用，此时负载较轻，移动扭矩需求远低于额定值。
介于 103 和 203 之间
130 × 130 mm 法兰上的 HC-SFS 3000 rpm 系列从 500W (HC-SFS53) 到 2,000W (HC-SFS203) 分四步。HC-SFS153K 位于第三步 — 高于 1kW 的 HC-SFS103，低于 2kW 的 HC-SFS203，并与两者共享相同的物理框架和安装接口。
型号
输出
峰值扭矩
| 放大器 | HC-SFS53K | 500 W | 1.59 Nm | 4.77 Nm |
|---|---|---|---|---|
| MR-J2S-60 | HC-SFS103K | 1,000 W | 3.18 Nm | 9.55 Nm |
| MR-J2S-100 | HC-SFS153K | 1,500 W | 4.78 Nm | 14.3 Nm |
| MR-J2S-200 | HC-SFS203K | 2,000 W | 6.37 Nm | 同步皮带和同步驱动主轴。 |
| MR-J2S-200 | 值得注意的一个细节是：HC-SFS153K 和 HC-SFS203K 都使用相同的 MR-J2S-200 放大器。法兰相同，机械安装相同，放大器配对相同。 | 这意味着为 HC-SFS153K 设计的机器框架可以在不进行任何机械或电气面板更改的情况下容纳 HC-SFS203K — 唯一需要的参数调整是设置放大器以识别新电机。对于未来容量扩展的可能性，这是一种有用的设计灵活性。 | 无制动器：水平带键槽轴的理想默认配置 | 同步皮带和同步驱动主轴。 |
带键槽轴的应用通常涉及机械耦合 — 链轮、齿轮轮毂、蜗轮输入轴、皮带轮 — 这些在水平机构中最为常见：输送机驱动、材料进给系统、水平平面上的旋转分度器、水平安装的机械组件上的辅助轴。在这些轴上，通过 MR-J2S-200 的闭环位置控制实现的伺服锁定足以在静止时保持位置。17 位编码器连续监测轴角度；放大器提供校正电流以保持零跟随误差。在水平、平衡的机构上，制动器没有任何作用。
无制动器配置在此电机尺寸下的实际优势是真实的。面板中没有 24V DC 制动器电路。没有继电器，没有浪涌抑制器。
带键槽轴且无制动器的 HC-SFS153K 描述了一种直接的机械接口：轮毂带键槽并锁定，电机连接到 MR-J2S-200，轴在没有额外固定硬件的情况下运行。
当轴确实是垂直或重力负载时，HC-SFS153BK（带键槽轴加弹簧施加制动器）是正确的规格。
在具有多个此容量轴的机器上，故意对每个轴进行垂直轴测试并相应地指定，可以产生比默认所有轴都带制动器更清晰的设计。
兼容放大器
HC-SFS153K 与 MR-J2S-200 放大器系列配对 — 2kW 容量的 J2-Super 平台。尽管电机为 1.5kW，但 3,000 rpm 下的电流需求需要 2kW 放大器类，而不是 1kW 的 MR-J2S-100。这在 HC-SFS 3000 rpm 系列中是一致的：HC-SFS153 和 HC-SFS203 都使用 MR-J2S-200。
MR-J2S-200A 处理来自 CNC 系统、PLC 和外部运动控制器的模拟和脉冲串命令。提供位置、速度和扭矩控制模式，以及开关模式组合 P/S、S/T 和 T/P。RS-232C 连接到 MR Configurator 设置软件。这是机床和通用自动化应用的標準选择。
MR-J2S-200B 通过 SSCNET 光纤串行总线连接到三菱 A 系列和 Q 系列运动控制器。
所有轴命令和编码器反馈都通过光纤网络传输。适用于由三菱运动控制器管理协调轴运动（电子齿轮、轮廓加工、同步进给）的多轴机器。MR-J2S-200CP 集成了内置的单轴定位功能，最多可达 31 个点表位置，通过数字 I/O 或 CC-Link 网络信号激活。对于不需要与其他轴协调的独立定位轴，CP 消除了专用运动控制器的成本。
兼容性说明。HC-SFS153K 需要 MR-J2S-200 放大器。它与第一代 MR-J2-200 不兼容，后者无法解码 17 位 J2-Super 编码器协议。
典型应用同步皮带和同步驱动主轴。 机器轴，其中电机驱动同步皮带减速 — 这是 3,000 rpm 伺服电机上非常常见的配置 — 作为标准设计实践，使用带键槽的皮带轮。
皮带张力对皮带轮轮毂进行径向预加载，并且键槽可防止皮带轮在皮带驱动的径向和切向联合载荷下在轴上旋转。HC-SFS153K 的带键槽轴正是这些驱动器所需要的。蜗轮输入驱动。
旋转分度台、伺服驱动的转塔和使用蜗轮减速器的角度定位机构通过带键槽的耦合轮毂将电机连接到蜗杆轴。蜗轮驱动的抗反向驱动能力意味着电机通常通过齿轮减速而不是伺服锁定来保持位置，并且键槽接口确保电机到蜗轮的耦合在整个定位周期和保持阶段都是机械可靠的。
输送机和传输系统上的链轮驱动。
使用链条驱动的伺服驱动输送机段和传输机构使用带键槽孔的链轮安装在电机轴上。链条驱动会产生间歇性冲击载荷 — 每个链节的啮合都会产生短暂的扭矩尖峰 — 并且键槽接口能够稳健地处理这些循环冲击输入，而摩擦夹紧会逐渐受到挑战。
CNC 机床辅助轴驱动。
自动换刀架旋转轴、旋转刀库驱动器和 CNC 加工中心上的排屑输送机驱动器通常在电机与机构接口处使用带键槽的耦合，特别是在轴连接到围绕带键槽轴输入设计的现有齿轮机构时。纺织和加工机械驱动辊。 切割机、层压线和纺织加工设备上的进给辊和张力辊驱动器，其中辊轮毂在整个产品范围内都与驱动轴键合。在这些机器上更换电机而不更换辊轮毂，当电机具有相同的键槽规格时，操作非常简单。常见问题解答
Q1：为什么 HC-SFS153K 使用 MR-J2S-200 放大器而不是 MR-J2S-100，尽管它只有 1.5kW？这与 HC-SFS152（1.5kW 在 2,000 rpm）也使用 MR-J2S-200 一致 — 在此功率和速度组合下的电流包络需要更大的放大器，而与电机的铭牌功率无关。
性能规格相同 — 相同的 4.78 Nm 额定扭矩，相同的 14.3 Nm 峰值，相同的编码器，相同的放大器。区别仅在于轴到轮毂的扭矩传递路径。HC-SFS153K 的加工键槽通过键槽的剪切横截面机械地传递扭矩；HC-SFS153 的直轴依赖于耦合轮毂的摩擦夹紧。当驱动部件带有键槽孔时，当机构涉及循环反向或冲击载荷时，或者当振动下的长期扭矩路径完整性是设计优先事项时，带键槽的型号是合适的。对于清洁的水平轴上的光滑孔精密耦合，直轴 HC-SFS153 更简单且同样可靠。
Q3：HC-SFS153K 能否替代运行 MR-J2-200 第一代放大器的机器上的 HC-SF153K？
不能。HC-SFS153K 的 17 位编码器与第一代 MR-J2-200 放大器不兼容。只有 HC-SF153K（带键槽轴，14 位编码器）与原始 MR-J2-200 硬件兼容。
如果机器已升级到 MR-J2S-200 放大器，HC-SFS153K 是直接的机械替换件，更高的编码器分辨率是自动的优势。
Q4：绝对编码器备用电池在哪里？电池 — 三菱 A6BAT 锂电池 — 位于 MR-J2S-200 伺服放大器内部，而不是电机内部。它在断电期间维持多圈绝对计数器。在放大器发出第一个低电量报警时更换它。
不要推迟：完全耗尽的电池会重置多圈计数器，需要在下次启动时进行参考回零循环，然后轴才能恢复生产。对于高可用性机器，低电量报警应视为紧急维护任务。
Q5：HC-SFS153K 已停产。采购和升级选项是什么？HC-SFS153K 仍可通过三菱伺服组件专家作为剩余库存和经过测试的翻新单元提供，这使其成为维护现有 J2-Super 平台机器的实用选择。
对于新机器设计或完整的平台升级，当前一代的等效产品来自 HG-KR 或 HF-KP 系列，搭配 MR-J4 或 MR-JE 放大器 — 但电机和放大器必须一起更换，因为编码器协议不兼容。对于拥有许多 HC-SFS153K 单元且放大器仍可正常工作的机器，通过采购剩余电机来维护现有的 J2-Super 平台通常比进行完整的驱动系统升级更具成本效益。
