三菱 HC-SFS202K (HCSFS202K) — 2kW AC サーボモーター、キー溝付き軸、ブレーキなし、MELSERVO-J2Sシリーズ

製品識別

部品番号: HC-SFS202K

検索用語: HCSFS202K, HC-SFS-202K

シリーズ: 三菱 MELSERVO HC-SFS (J2-スーパー世代)

モータータイプ: ACブラシレスサーボモーター — キー溝付き軸、ブレーキなし、2000 rpm、200V AC

プラットフォーム: MELSERVO J2S (J2-スーパー)

モーターとその目的

HC-SFS202バリアントマトリックスから2つの属性（軸タイプとブレーキの有無）を選択すると、特定のクラスのアプリケーション用に構成されたモーターが得られます。HC-SFS202Kは、キー溝付き軸、ブレーキなしで応答します。これは、機械加工されたキーウェイを介した正のトルク伝達と、スプリング式の機械装置ではなくアンプのサーボロックによる静止時の位置保持を意味します。

この組み合わせにより、このモーターは水平軸、ギアカップリングドライブ、タイミングベルト機構、およびキーとハブのトルクパスがエンジニアリング上の好ましい選択肢であり、負荷がサーボオフ時にフェイルセーフホールドを必要としないあらゆるアプリケーションの領域に squarely 位置付けられます。2kW、連続9.55 Nm、ピーク28.6 Nmで、HC-SFS202Kは中容量CNC軸およびオートメーションドライブ要件の主流をカバーします。十分なトルクで実際の生産負荷を処理でき、2kW軸が通常占める機械構造に収まるほどコンパクトです。

MELSERVO-J2Sプラットフォームの17ビットシリアルアブソリュートエンコーダー（1回転あたり131,072ポジション）は、MR-J2Sアンプが高帯域幅で速度ループと位置ループを実行するために必要なフィードバック品質を提供します。J2-Superアンプの改良されたプロセッサとペアになることで、このエンコーダー解像度は、精密機械加工と高サイクルオートメーションに必要なタイトな速度レギュレーションと迅速な外乱除去をサポートします。

技術仕様

キー溝付き軸：信頼性の高いトルクインターフェースのエンジニアリング

プレーンストレート軸では、ハブボアと軸外径間の摩擦によってトルクが伝達されます。クランプ力は、軸が遭遇する最悪の動作条件下でピークトルク（28.6 Nm）に耐えるのに十分な高さである必要があります。CNC工作機械サービスでは、最悪の条件は定常切削ではありません。それは、最大ラピッドトラバースからの突然の反転、最高速度からのアグレッシブな減速、または最大電流でのコマンドによる緊急停止です。これらのいずれかが、生産シフト全体で繰り返し発生すると、時間の経過とともにマイクロすべりを引き起こす可能性のある方法で摩擦インターフェースをテストします。マイクロすべりは陰湿です。個々のアラームしきい値を見逃すほど小さいですが、複数のサイクルにわたって次元誤差に蓄積するほど大きいです。

HC-SFS202Kのキーウェイはトルクパスを変更します。キーは、軸とハブの両方の対応するスロットに係合します。負荷がかかると、キーはせん断で支えられ、インターフェースが提供する摩擦に関係なく、機械的にトルクを伝達します。反転負荷、サイクル負荷、衝撃入力 — これらのいずれも、適切にフィットしたキー接続を、わずかな摩擦クランプを劣化させるのと同じように、徐々に劣化させることはありません。

キーウェイが自然な仕様となる場所:

タイミングベルトドライブプーリー。ベルトの張力とサイクリックな歯の係合力が、キーウェイがうまく処理するまさに反転負荷を生成します。減速比ドライブトレインのギアハブ。軸とギア間の角度位置合わせを、正しい歯のかみ合いのために維持する必要があります。パレット移送システムのスプロケット。チェーンの係合衝撃負荷が交互の方向に繰り返し発生します。ハブボアがトルク接続仕様の一部として内部キーウェイを組み込んでいる精密カップリング設計。

三菱サーボモーターマニュアルからの取り付けに関する注意:カップリングハブは、シャフトエンドのねじ穴とドローボルトを使用してシャフトに引き込みます — ハンマーで叩いたり、押し込んだりしないでください。176 × 176 mmのフレームサイズでは、ハブ取り付け中の衝撃力は、シャフトを介してモーター後部のエンコーダーディスクとベアリングアセンブリに直接伝達されます。その結果生じるエンコーダーの損傷は、必ずしも即座にアラームを引き起こすわけではありません。振動下での断続的な位置エラーを生成する傾向があり、これはハブ取り付けイベントにまでさかのぼるのが非常に困難です。ドローボルト方式は数秒長くかかりますが、これを完全に防ぎます。

ブレーキなし：サーボロックが適切なアーキテクチャである場合

サーボロック — アンプの連続クローズドループ位置保持（モーター電流アクティブ） — は、明確に定義されたクラスの軸に対して効果的かつ正確です。これらは水平ドライブ、対称的に負荷がかかる機構、およびサーボが位置を保持しているときに負荷が軸回転方向に正味の力を及ぼさないあらゆるアプリケーションです。それらのすべてにおいて、ブレーキはハードウェア、配線、リレーシーケンス、パネル負荷、およびメンテナンス間隔を追加しますが、機能的なリターンはありません。

HC-SFS202Kはそれらの軸の仕様です。ブレーキを取り外すことは、アプリケーションが実際に使用するものを何も取り除くのではなく、適用される機械の各軸の電気システムを簡素化します。

状況が変わる場所 — 垂直スライド、重力負荷のアーム、傾斜したフィード軸、サーボ電流が低下したときに負荷が移動する可能性のあるあらゆるドライブ — その軸はHC-SFS202BK（キー溝付き軸、スプリング式ブレーキ付き）に属します。これはコスト最適化ではなく、エンジニアリング上の決定です。複数の2kW軸を持つ機械では、どの軸にブレーキが必要で、どの軸に不要かを正しく分類することで、パネル設計が大幅に簡素化されます。

17ビットエンコーダー：解像度が実際に提供するもの

J2-Superプラットフォームのエンコーダーは、以前のHC-SFシリーズの14ビットデバイスから17ビットにアップグレードされ、解像度が8倍（16,384から131,072ポジション/回転）になりました。2kWおよび2,000 rpmでは、これはいくつかの点で実質的に現れます。

速度ループの速度推定は、連続するエンコーダーサンプルがより細かい角度増分を表すため改善されます。速度ループはノイズの少ない速度信号を受け取るため、不安定性なしに高い比例ゲインが可能になります。ゲインが高いほど、アンプは速度外乱をより速く修正します — 切削力の変化、慣性の変動、伝達コンプライアンス効果などが、コマンドされた速度プロファイルから軸を押し出すのをより速く、より少ない残差誤差で拒否します。

低速フィードおよび位置ターゲットへの減速中、より細かいエンコーダー増分は、位置ループがより小さなエラーを検出および修正できることを意味します。軸はコマンドされた位置に繰り返し安定し、低速での速度波形にはリップルが少なくなります — これは、輪郭加工操作での表面仕上げや、位置決めアプリケーションでの部品間の寸法の一貫性に影響します。

アブソリュート機能は、あらゆる電源イベントを通じて位置ストレージをバックアップします。MR-J2SアンプのA6BATリチウム電池は、電源オフ期間中にマルチターンカウンターを維持します。すべての再起動（計画的か否か）で、軸は最後に知られた正確な位置で起動します。Eストップ、アラームリセット、シフト終了シャットダウンを日常的に繰り返す生産機械では、必須のホーミングサイクルを排除することで、1年間の運用で測定可能な時間の節約が得られます。

互換性のあるアンプ

HC-SFS202Kは、MR-J2S-200クラスのアンプ、つまり2kWのJ2-Superプラットフォームによって駆動されます。3つのインターフェースタイプが異なるシステムアーキテクチャに適しています:

MR-J2S-200A — アナログおよびパルストレインコマンドインターフェース。CNCシステムおよびPLCからのステップ/方向パルストレインと±10Vアナログコマンドを受け入れます。位置、速度、トルク制御モードすべて利用可能です。MR Configuratorを介したRS-232Cによるセットアップ。

MR-J2S-200B — SSCNET光ファイバーシリアルバス。三菱AシリーズまたはQシリーズモーションコントローラーに接続して、協調マルチ軸システムを構築します。位置コマンドはモーションコントローラーからネットワーク経由で到着し、エンコーダーデータは同じファイバーリンクを介して返されます。

MR-J2S-200CP — 内蔵ポジショニング。最大31のターゲット位置をアンプに保存し、I/O信号またはCC-Linkコマンドでアクティブ化します。専用モーションコントローラーなしの単純なスタンドアロンインデックスポジショニングに適しています。

HC-SFS202Kは、オリジナルのMR-J2-200アンプとは互換性がありません（第一世代、J2S以前）で、17ビットエンコーダープロトコルを読み取ることができません。第一世代MR-J2ハードウェアを実行している機械の場合、HC-SF202K（J2世代、14ビットエンコーダー、同じ機械仕様）が正しい調達対象です。

202KがHC-SFS 2000 rpmファミリーのどこに位置するか

202の容量は、130 × 130 mmフランジグループから176 × 176 mmフランジへのステップアップを示しています — このファミリーの3.5kW、5kW、および7kWモーターと共有される取り付けフットプリントです。176 × 176 mmフランジを中心に設計された機械は、取り付けプレートを変更せずに2kW以上の任意のモーターを受け入れることができるため、将来の容量アップグレードのための設計ヘッドルームが得られます。

一般的なアプリケーション

CNCマシニングセンター XおよびYテーブル送り軸。垂直および水平マシニングセンターの主要な水平テーブル軸は、ワークピースと固定具の負荷を、持続的な切削送り速度と高ラピッドトラバース速度で運びます。これらは水平軸（ブレーキ不要）であり、キー溝付き軸は高剛性ボールねじドライブに使用される精密カップリング設計に適しています。9.55 Nmの連続トルクは、熱的限界近くで動作することなく、持続的な重切削のためのトルク権威を提供します。

多軸機械のタイミングベルトドライブ機構。マルチスピンドルマシニングセンター、トランスファーマシン、および高速組立装置の二次軸は、サーボモーターと駆動機構の間に歯付きタイミングベルトを使用しており、キー溝付きモーター側プーリーが必要です。ベルトの繰り返し張力サイクルは、キーウェイが摩擦のみのクランプ設計よりも確実に処理できるまさに方向性負荷の反転を生成します。

サーボ駆動回転軸およびギアカップリングドライブ。サーボモーターとテーブル入力の間に平歯車またははすば歯車減速を使用する第4軸回転テーブルドライブは、正の噛み合い位置合わせのためにキー溝付きモーター側ギアハブが必要です。17ビットエンコーダーは、精密な多面加工インデックス作成に必要な角度分解能を提供し、28.6 Nmのピークトルクは、高速テーブルインデックス作成の慣性要求を処理します。

高速包装およびラベリング軸。包装ラインのタイミングベルト駆動インフィード、フィルムプル、およびレジストレーション補正軸は、キー溝付きドライブプーリーを備えたサーボモーターを使用し、J2-Superプラットフォームの高速応答と高帯域幅の恩恵を受けます。IP65定格は、食品および製薬包装環境で一般的な洗浄およびほこりの条件に対応します。

水平コンベアおよび移送サーボドライブ。サーボ制御移送コンベア、回転インデックスステーション、および部品蓄積システムは、水平軸で中容量サーボドライブを使用しており、サーボロックは十分な静止位置保持を提供し、キー溝付き軸はスプロケットまたはカップリングドライブインターフェースに適しています。

よくある質問

Q1：HC-SFS202Kと互換性のあるアンプは何ですか？

HC-SFS202Kには、MELSERVO-J2S（J2-Super）プラットフォームのMR-J2S-200クラスアンプが必要です。3つの標準バリアントは、MR-J2S-200A（アナログ/パルスコマンド）、MR-J2S-200B（モーションコントローラー用のSSCNET光ファイバーバス）、およびMR-J2S-200CP（内蔵ポジショニング）です。すべて17ビットシリアルエンコーダーとモーターの11A定格電流をサポートします。このモーターは、第一世代のMR-J2-200アンプまたはMR-J3 / MR-J4アンプとは互換性がありません。

Q2：HC-SFS202KとHC-SFS202BKの違いは何ですか？

電気的および機械的な仕様はすべて同一です — 同じ2kW、9.55 Nm、ピーク28.6 Nm、17ビットエンコーダー、キー溝付き軸、176 × 176 mmフランジ、同じアンプクラスです。 HC-SFS202BKはスプリング式電磁ブレーキを追加していますが、HC-SFS202Kは追加していません。サーボロックがすべての停止条件で十分な保持を提供する水平軸には、ブレーキなしのバリアントを選択してください。負荷がサーボ電源が除去されたときに機械的に保持される必要がある垂直軸またはあらゆるアプリケーションには、BKバリアントを選択してください。

Q3：HC-SFS202KとHC-SFS202（ストレート軸）の違いは何ですか？

機械的および電気的に同一です — 同じ2kW出力、同じトルク値、同じエンコーダー、同じフランジ、同じアンプ要件。唯一の違いは軸です：HC-SFS202はプレーンストレート軸を備えており摩擦クランプカップリング用です。 HC-SFS202Kはキー溝付きを備えており、キーとハブの正のトルク伝達用です。駆動機構のカップリング設計のみに基づいて選択してください。

Q4：MR-J2-200アンプを備えた機械で、HC-SFS202Kは第一世代のHC-SF202Kを置き換えることができますか？

直接ではありません。HC-SFS202Kは、MR-J2-200アンプが読み取れない17ビットJ2Sエンコーダーを使用しています — このモーターを第一世代のMR-J2アンプに接続すると、エンコーダーエラーが発生します。オリジナルのMR-J2-200アンプを実行している機械の場合、HC-SF202K（J2世代、14ビットエンコーダー）を同様の交換品として調達してください。アンプがMR-J2S-200の場合は、HC-SF202KとHC-SFS202Kの両方が互換性があります — HC-SFS202Kはより高いエンコーダー解像度を提供します。

Q5：HC-SFS202Kにはキーが付属していますか？

三菱のキー溝付き軸HC-SFSモーターの標準的な慣習は、モーターパッケージにキーを含めずに、軸にキーウェイを機械加工して供給することです。キーを注文する前に、HC-SFS202シリーズのサーボモーター取扱説明書からキーウェイの寸法を確認し、ハブボアの設計とアプリケーションのトルクおよび衝撃荷重条件の正しい幅、高さ、長さ、および公差を持つキーを選択してください。