三菱 HC-SFS352B (HCSFS352B) — 電磁ブレーキ付き 3.5kW ACサーボモーター、ストレート軸、2000 rpm、MELSERVO J2-Superシリーズ

製品概要

部品番号: HC-SFS352B

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シリーズ: 三菱 MELSERVO HC-SFS (J2-Super世代)

分類: 中慣性 ACブラシレスサーボモーター — 3.5 kW、200Vクラス、2000 rpm、ストレート軸、スプリング作動式電磁ブレーキ

このモーターを特徴づける2つの機能

HC-SFS 2000 rpmファミリーの各モーターは、同じ17ビットアブソリュートエンコーダ、同じIP65保護等級、同じ中慣性設計思想、そして同じJ2-Superアンププラットフォームを共有しています。同容量内のバリアント間で異なるのは、軸構成とブレーキの有無です。HC-SFS352Bでは、これらの両方の選択が特定の方向に決定されており、その決定理由を理解することで、このモーターがどのような用途に適しているかが明確になります。176 × 176 mm キー溝やフラットはありません。滑らかな円筒形の軸外径は、あらゆる標準タイプの精密サーボカップリング、ベローズカップリング、ディスクカップリング、および摩擦クランプハブに対応します。3.5kWサーボ用途の大部分（ボールねじカップリングされた送り軸、ベルト駆動ガントリーステージ、ダイレクトカップリング巻き取り駆動など）では、適切なサイズのカップリングを備えたストレート軸が、よりクリーンでシンプルなインターフェースとなります。

スプリング作動式電磁ブレーキ。 シャフトを自由に回転させるには、コイルに継続的に24V DCを供給する必要があります。何らかの理由でこの電圧が失われると（緊急停止、停電、計画的なサーボオフ、パネル故障など）、スプリングが直ちにブレーキディスクを摩擦面に押し付けます。軸は機械的に停止し、サーボエレクトロニクス、PLCロジック、またはアクティブシステムに依存することなく停止状態を維持します。3.5kWで16.7 Nmの連続トルクを持つこのモーターが通常駆動する負荷は大きいため、このフェイルセーフ特性は便利な機能ではなく、安全要件です。

技術仕様パラメータ

値

MR-J2S-350アンプが有効になり、サーボがアクティブな場合、17ビットエンコーダを介して位置ループが閉じられ、アンプは指令された位置を保持するために必要な電流を継続的に供給します。これは通常の動作条件下では確実に機能します。問題は、通常の動作条件が終了したときに何が起こるかです — 徐々にではなく、瞬時に。緊急停止はサーボイネーブル信号をドロップします。主電源の遮断はアンプの電源を切ります。パネルの故障はメインコンタクタをトリップさせます。これらのシナリオのいずれにおいても、サーボロックは直ちに終了し、軸負荷にかかる重力によって質量が下方へ加速し始めます。

3.5kWでは、このモーターが通常駆動する負荷（工作機械の重いZスライド、 substantialなガントリーサドル、負荷のかかったパレットリフト機構、水平から傾いた重い回転テーブルなど）は十分に大きいため、制約のない重力による移動は単なる位置決めエラーではありません。それは工具、治具、ワークピース、および機械構造を損傷する可能性のある機械的なイベントであり、作業員を負傷させる可能性もあります。

HC-SFS352Bのスプリング作動式ブレーキは、この問題に直接対処します。スプリングはデフォルトでブレーキディスクを摩擦面に押し付けます。シャフトを自由に回転させるには、コイルがスプリングに対抗して継続的に動作する必要があります。コイル電流が停止した瞬間 — いかなる理由であれ — スプリングがブレーキを閉じます。これを実現するためにソフトウェア、信号、リレータイミング、PLCシーケンスは必要ありません。ブレーキは受動的かつ即座に、毎回、電源喪失の原因に関わらず適用されます。

これが、部品番号の「-B」サフィックスが単なるオプションではない理由です。この電力レベルの垂直軸および重力負荷軸にとって、設置を安全にする仕様なのです。

16.7 Nm連続、50.1 Nmピーク: 数値の解釈

16.7ニュートンメートルは、130 × 130 mmのモーターにとってはかなりの持続トルクです...待ってください — HC-SFS352Bは、より大きなフレームである「176 × 176 mmフランジ」に搭載されています。3.5kWでは、HC-SFSシリーズが中型から大型フレームに移行する領域であり、トルク数値もそれを反映しています。

16.7 Nmを実用的な文脈で示すと、90%の効率を持つ10mmピッチのボールねじでは、16.7 Nmの連続モータートルクは約9.4 kNの軸方向切削または送り力を支えます。これは、モーターを熱的限界に近づけることなく、中〜重切削盤テーブル軸および大型移送機送り機構を連続生産送り速度でカバーします。張力制御モードでの巻き取り駆動では、2000 rpmで維持される16.7 Nmは、中型巻き取りステーションでのロール径の変動にわたって有用な動作範囲を提供します。

50.1 Nmのピーク — 連続値のちょうど3倍 — は、加速および減速の過渡現象を処理します。3.5kWの軸が高速位置決め移動を行う場合、各トラバースの開始時と終了時に短いピークトルクフェーズを経由し、定速動作中のサイクルの大部分は連続トルク以下で過ごします。J2-Superアンプの電子熱モデルは、このデューティサイクルの累積加熱効果を追跡し、巻線温度が損傷点に達するずっと前にアラームを発します。垂直軸設計において、三菱のドキュメントには一貫した推奨事項があります：持続的な重力トルク成分 — モーターが動作中に重力に抗して負荷を支えるために継続的に供給する必要があるトルク — を「定格連続トルクの70%以下」に保つこと。定格16.7 Nmの場合、その上限は約11.7 Nmの持続的な重力負荷となります。その値に近づく軸は、動作中のモーターへの連続トルク要求を減らすために機械的なカウンターバランスを組み込むべきです。スプリング作動式ブレーキは、静止時にはすべてのトルク要求を完全に除去しますが、軸が移動するフェーズ中、重力負荷成分はモーターによって負担され、この70%ガイドラインが安全な動作境界を規定します。ブレーキの取り付け: シーケンスと配線

HC-SFS352Bのスプリング作動式ブレーキには、機械パネル内に「専用の24V DC回路」が必要です — MR-J2S-350アンプのサーボ出力から電源供給されるわけではありません。パネル設計には、ブレーキコイル用の適切な定格の24V DC電源、適切な定格の接点を持つブレーキリレー、コイル端子間のサージ抑制、およびアンプのサーボイネーブルシーケンスと連動するブレーキリリースおよびエンゲージメントを調整するインターロックロジックを含める必要があります。

リリースシーケンス — ブレーキ解放:

ブレーキコイルに電源が供給され、ブレーキが解放される前に、サーボがイネーブル状態およびサーボロック状態に達する必要があります。サーボロックが確立される前にブレーキを解放すると、アンプが応答する前に重力負荷によって軸が加速する可能性があります。3.5kWの垂直軸で重い負荷がかかっている場合、このスリップはフォローエラーアラームを引き起こしたり、機械的な衝突を引き起こしたり、生産サイクルを妨げる位置エラーを発生させたりするのに十分な大きさになる可能性があります。MR-J2S-350のMBR（マグネットブレーキリリース）出力信号は、ブレーキリレーのシーケンス専用の、アンプ管理された接点を提供します — アンプはサーボロックが確立され、ブレーキが安全に解放できるときに信号を送ります。エンゲージメントシーケンス — ブレーキ締め付け: 正しい手順は、まずサーボ制御下で軸を静止まで減速させ、次にブレーキをエンゲージして停止位置を保持し、その後サーボイネーブルを解除することです。移動中の軸にブレーキをかける — 低速であっても — は、摩擦ディスクに熱を発生させ、摩耗を引き起こします。頻繁にサーボオフサイクルが発生する軸では、ブレーキをかけ、サーボを同時に解除するのではなく、この3段階のシーケンスに従うことで、ブレーキの寿命を測定可能に延ばすことができます。

サージ抑制:

ブレーキコイルの電源がオフになると、磁場の崩壊によって誘導電圧スパイクが発生し、リレー接点を損傷したり、隣接する電子機器に影響を与えたりする可能性があります。DCブレーキコイルのフライバックダイオード — またはAC用のバリスタ/RCネットワーク — は必須です。これは誘導負荷に対する標準的な産業用パネルの実践であり、ブレーキコイルも例外ではありません。サプライヤーをコイルのインダクタンスとリレー接点の定格に合わせてサイズ設定してください。三菱サーボモーターの取扱説明書とリレーメーカーのアプリケーションデータが参照値を提供します。ブレーキ付き垂直軸におけるアブソリュートエンコーダHC-SFS352Bの131,072 pprの17ビットシリアルアブソリュートエンコーダは、標準的なJ2-Super機器ですが、ブレーキ付き垂直軸におけるその価値は、分解能の数値を超えています。

マルチターンアブソリュートカウンタは、MR-J2S-350アンプのA6BATバッテリーによって、電源オフ期間中も維持されます。スプリング作動式ブレーキと組み合わせることで、特定の運用上の利点が得られます。機械がシャットダウンするとき（シフト終了時、緊急停止時、または予期せぬ停電時）、ブレーキは軸が停止した位置を機械的に保持し、エンコーダは停電期間中、正確な軸角度をメモリに保持します。再起動時に、コントローラはシャフトの移動なしにアブソリュート位置を即座に読み取ります。生産機械上の重い垂直軸の場合、これは次のことを意味します。軸は安全に駐車され、ブレーキがそこにとどまり、電源が復旧すると、機械は軸の正確な位置を把握し、直接生産を再開できます。ホームポジションへの移動、参照検索シーケンス、参照マーカーを見つけるための起動モーション中の治具やワークピースとの意図しない接触のリスクはありません。アブソリュートエンコーダとフェイルセーフブレーキの組み合わせが、大容量垂直サーボ軸を静止時に安全にし、再起動時に運用効率を高めます。

バッテリーメンテナンス: MR-J2S-350がバッテリー低下アラームを表示したら、A6BATを交換してください。特にブレーキ付き垂直軸では、バッテリー枯渇によるカウンタリセットは参照復帰サイクルを必要とします — これは、生産を再開する前にホームポジションを見つけるために定義された条件下で軸を移動させることを意味します。その移動がリスクを伴う、または作業エリアのクリアランスを手動で行う必要がある機械では、バッテリー低下アラームを遅延させるのではなく、直ちにメンテナンス項目として扱うことは、単純なリスク管理です。

互換性のあるアンプHC-SFS352Bは、3.5kW容量のJ2-Superプラットフォームである「MR-J2S-350」アンプファミリーとペアになります。3つのインターフェースバリアントがあります。

MR-J2S-350A

は、外部CNCコントローラおよびPLCからのパルストレイン位置コマンドとアナログ速度またはトルク参照を受け入れます。すべての制御モード（位置、速度、トルク、および切り替え可能な組み合わせP/S、S/T、T/P）が利用可能です。RS-232Cは、コミッショニング、パラメータ設定、および障害診断のためにMR Configuratorに接続します。これは、軸コマンドソースが外部コントローラである工作機械送り軸および一般的な産業用位置決めアプリケーションの標準的な選択肢です。

MR-J2S-350B

は、SSCNET光ファイバーシリアルバスを介して三菱AシリーズおよびQシリーズモーションコントローラに接続します。すべての軸コマンド、エンコーダフィードバック、アラームデータ、および監視信号は光ファイバーネットワークを介して伝送されます。垂直軸が水平軸と同期して移動する必要がある、リンクされたZ軸とX軸フィードを持つポータルシステム、多軸移送機など、協調多軸機械の場合 — SSCNETバスは、パルスおよびアナログインターフェースでは達成できないリアルタイム軸カップリングを提供します。

MR-J2S-350CPは、デジタルI/OまたはCC-Linkネットワークコマンドによってアクティブ化される、最大31個の格納済みポイントテーブル位置を備えた内蔵単軸位置決め機能を備えています。他の軸とのリアルタイム協調を必要としないスタンドアロン垂直リフト、インデックスプレス送り、またはパレットエレベーター軸の場合、CPは専用モーションコントローラのコストと複雑さを排除します。

すべてのアンプは、ブレーキリレーシーケンス用のMBR（マグネットブレーキリリース）出力を提供し、J2-Super保護機能スイート全体をサポートし、リアルタイム自動チューニングと適応振動抑制を含みます。

互換性に関する注意: HC-SFS352BにはMR-J2S-350アンプが必要です。これは「初代MR-J2-350」アンプとは互換性がありません。初代MR-J2-350アンプは17ビットJ2-Superエンコーダを読み取ることができません。オリジナルのMR-J2-350ハードウェアを実行している機械の場合、「HC-SF352B」（同じ機械仕様、14ビットエンコーダ、スプリング作動式ブレーキ）が正しいモーターです。更新アダプターキットなしではMR-J3またはMR-J4アンプとは互換性がありません。HC-SFS 2000 rpm ブレーキ付きファミリー: 352Bの位置づけ

モデル出力

定格トルクピークトルク

フランジHC-SFS202B

2,000 W

9.55 Nm28.6 Nm176 × 176 mmHC-SFS352B3,500 W16.7 Nm

50.1 Nm

Q1: HC-SFS352BとHC-SFS352の違いは何ですか？

どちらも3.5kW、2000 rpm、J2-Superモーターで、ストレート軸、17ビットエンコーダ、176 × 176 mmフランジ上の電気仕様は同一です。唯一の違いはブレーキです。「HC-SFS352にはブレーキがありません」 — 静止時の位置はアンプのサーボロックによって維持されます。「HC-SFS352Bにはスプリング作動式電磁ブレーキがあります」 — ブレーキコイルへの24Vの供給がなくなると機械的に作動します。重力負荷のない水平軸の場合、ブレーキなしのHC-SFS352の方がシンプルで軽量です。垂直軸、傾斜送り、および重力負荷がかかる機構の場合は、HC-SFS352Bのフェイルセーフブレーキが必要な仕様です。

Q2: MR-J2-350アンプを実行している機械のHC-SF352Bの直接交換としてHC-SFS352Bを取り付けることはできますか？

機械的には可能です — 両方のモーターは同じ176 × 176 mmフランジ、軸径、ブレーキコネクタ配置を共有しています。しかし、アンプの互換性が決定的な要因となります。「HC-SF352Bには14ビットエンコーダがあり」MR-J2-350およびMR-J2S-350アンプの両方と互換性があります。「HC-SFS352Bには17ビットエンコーダがあり」MR-J2S-350アンプのみが必要です。初代MR-J2-350アンプを実行している機械にHC-SFS352Bを取り付けると、エンコーダ通信エラーが発生します。モーター世代をアンプ世代に合わせてください。Q3: ブレーキはサイクルの終わりにサーボが無効になったときに作動しますか、それとも停電時のみですか？

ブレーキは「24Vブレーキコイル電源が供給されなくなったときに」作動します。理由を問わず — サイクルの終わりに計画されたサーボオフ、緊急停止、電源中断、またはリレーの電源オフなどです。計画されたサーボオフの場合、推奨されるシーケンスは次のとおりです。サーボ制御下で軸を静止まで減速させ、ブレーキコイルに電源を供給して停止位置を機械的に保持し、その後サーボイネーブルを解除します。このシーケンスは、移動中の軸へのブレーキ作動を防ぎます。これは熱と摩耗を発生させます。多くの機械設計では、MR-J2S-350のMBR出力信号を使用して、アンプの内部タイミングを通じてこのシーケンスを自動的に管理します。Q4: アブソリュートエンコーダのバッテリーはどこにあり、速やかに交換しないとどうなりますか？

「三菱A6BATリチウムセル」は「MR-J2S-350アンプ」に搭載されており、モーター内ではありません。これは、すべての電源オフ期間中にマルチターンアブソリュートカウンタを維持します。アンプからの最初のバッテリー低下アラームで交換してください。完全に枯渇したバッテリーはマルチターンカウンタをリセットします — アブソリュート位置データが失われます。次回の起動時に、コントローラは軸の位置を知らず、生産を再開する前に参照復帰サイクルが必要になります。ホームポジション出しの移動に慎重な軸クリアランス準備が必要なブレーキ付き垂直軸では、これは生産の中断につながるため、タイムリーなバッテリー交換で完全に回避できます。Q5: ブレーキコイル配線に必要なサージ抑制は何ですか、そしてなぜですか？

ブレーキコイルは誘導負荷です。リレーが電源オフになりコイルへの電流を遮断すると、磁場の崩壊によって誘導電圧スパイクが発生し、リレー接点でアークが発生したり、隣接する制御電子機器にノイズが結合したりする可能性があります。コイル端子間の「フライバックダイオード」（DCブレーキ回路の場合）または「バリスタまたはRCスナバー」（AC回路の場合）は、このスパイクを吸収し、リレー接子を保護します。これは、産業用パネルの誘導コイルに対する標準的な要件であり、三菱ブレーキに固有のものではありません。これを省略すると、リレー接子の寿命が短くなり、EMCリスクが生じます。サプライヤーをコイルのインダクタンスと定格電圧に合わせてサイズ設定してください。モーター取扱説明書とリレーメーカーのデータが参照パラメータを提供します。