三菱 HC-SFS301B (HCSFS301B) — 3kW AC サーボモーター、ストレートシャフト + ブレーキ、1000 rpm、MELSERVO-J2S シリーズ

製品識別

部品番号: HC-SFS301B

検索名: HCSFS301B, HC-SFS-301B

シリーズ: 三菱 MELSERVO HC-SFS (J2-Super Generation)

モータータイプ: AC ブラシレスサーボモーター — ストレートシャフト、電磁ブレーキ付き、1000 rpm

状態: 新品、工場出荷時未開封

トルクの物語: 1000 rpm で 3kW

ほとんどのサーボモーターは速度を最適化します。HC-SFS301B は異なる優先順位に基づいて構築されています。低速回転時の持続的なトルクです。1,000 rpm の巻線を通して 3kW の出力が供給されると、28.6 Nm の連続定格トルクが得られます。これは、2,000 rpm 定格の 3kW モーターがその軸で発生させるトルクの 2 倍です。この数値を達成するためにギアボックスは不要です。バックラッシュ、メンテナンス間隔、または駆動系への機械的複雑さを追加する中間減速段も不要です。

これが、エンジニアがこのモーターを指定する主な理由です。アプリケーションで低速回転時に大きなトルクを継続的に必要とする場合 — 直接カップリングされたターンテーブルドライブ、低速パレット移送機構、一定の張力負荷下で動作する巻取り軸 — 1,000 rpm の高トルクプロファイルは、モーターと負荷の間に追加の動力伝達ハードウェアなしで問題を解決します。

この85.9 Nm のピークトルクは、加速のヘッドルームを提供します。高慣性負荷を静止状態から定格速度まで動かし、きれいに停止させるには、定常速度を維持するよりも大幅に大きなトルクが必要です。この 3 対 1 のピーク対定格比により、HC-SFS301B は重い負荷を急激な始動・停止サイクルで駆動しながら、各サイクルの動作部分で連続熱定格内に留まることができます。

この「B」は電磁ブレーキバリアントを示します。モーターにはスプリング作動式ブレーキが取り付けられており、ストレートシャフトが付属しており、摩擦クランプカップリングインターフェイスに使用できます。これは、フェイルセーフ機械的保持とプレーンシャフトカップリング設計の必要性を組み合わせたアプリケーション向けの構成です。

技術仕様

J2-Super プラットフォーム: 17ビットエンコーダーがもたらす変化

HC-SFS ファミリーは、オリジナルの HC-SF シリーズの後継である J2-Super です。物理的な寸法は同じですが、エンコーダーは異なります。HC-SFS301B は、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 ステップを搭載しています。これは、HC-SF301B の 14ビットデバイス (16,384 ppr) と比較すると、8倍の分解能向上です。

1,000 rpm で、高エンコーダー分解能はその価値を特定の形で発揮します。低速サーボ軸は、速度制御の観点から最もスムーズに動作させるのが難しいです。アンプは、固定されたサンプリング間隔で取得された連続エンコーダー位置サンプルから速度を計算します。1回転あたり 16,384 ステップの場合、各サンプルは低速で比較的粗い角度ステップをカバーし、速度推定にはより多くの粒度ノイズが含まれます。131,072 ステップが利用可能な場合、同じ計算によりはるかに細かい角度インクリメントが解決され、速度ループはよりクリーンな速度信号で動作できます。これにより、低速フィードレートでの回転が著しくスムーズになり、速度波形のリップルが減少し、軸でのトルク均一性が向上し、研削や低速輪郭加工などのアプリケーションでの表面仕上げが改善されます。

アブソリュート機能は、マルチターン位置をエンコーダーに格納し、電源喪失時でも保持します。これは、MR-J2S アンプ内部に搭載されたA6BAT リチウム電池によってバックアップされます。機械の観点からは、電源中断は位置システムには影響しません。計画的なシャットダウン、非常停止からの復旧、アラームリセットなど、あらゆる電源イベント後の再起動は、リファレンス復帰サイクルなしで進行します。軸は、最後に知られた絶対位置でそのまま起動します。

HC-SF301B との重要な違いの 1 つ:HC-SFS301B の 17ビットエンコーダーは、MR-J2S アンププラットフォームを必要とします。これは、第一世代の MR-J2 アンプとの下位互換性はありません。機械が現在 MR-J2 (S サフィックスなし) ハードウェアで動作している場合、HC-SF301B が適切なモーターです。アンプが MR-J2S の場合、HC-SFS301B が正確な一致であり、より高性能です。

この容量での電磁ブレーキ

連続トルクが増加するにつれて、スプリング作動式ブレーキはより重要になります。定格 28.6 Nm の場合、高トルク負荷 (負荷のかかったロータリーテーブル、Z 軸に吊り下げられた重い部品) を持つ軸は、サーボ電流がゼロになった瞬間に重力または負荷の不均衡によって指示される方向にそのトルクを印加します。ブレーキインターロックのない機械では、アンプのダイナミックブレーキが軸を停止させる前に、最初の非常停止または電源イベントでかなりの制御不能な動きが発生する可能性があります。

HC-SFS301B のスプリング作動式ブレーキは、その不確実性を排除します。24V DC が印加されている場合、コイルはブレーキディスクをクリアに保持し、シャフトは自由に回転します。24V を除去すると — 通常のシャットダウンシーケンス中のソフトウェアコマンド、非常停止時のリレー出力、または制御電源の喪失によって — スプリングは即座にディスクを係合します。シャフトは、アンプの状態に関係なく機械的に保持されます。

設置時に注意すべき 3 つのこと:

ブレーキは軸が停止した後にのみ係合する必要があります。MR-J2S アンプは、この目的のために特別にMBR 信号を提供します — これは、モーターがしきい値速度を下回るまで減速するまでブレーキの係合を遅延させます。ブレーキコイルを非常停止接点に直接配線し、MBR インターロックなしで配線すると、回転するシャフトに対してスプリングが係合するリスクがあります。ピークモータートルク 85.9 Nm では、スプリングクランプディスクと回転ローターの衝突は急激であり、ブレーキの寿命を大幅に短縮します。

サージ抑制は必須です。ブレーキコイルは誘導性負荷です。保護されていないコイルに 24V DC を印加すると、オフ時に大きな誘導電圧スパイクが発生します。サージアブソーバー — スナバーまたはフリーホイールダイオード — は、コイルの端子間、コイルのできるだけ近くに直接取り付ける必要があります。これを省略すると、リレーまたはブレーキ回路を駆動するアンプのデジタル出力が損傷するリスクがあります。

垂直軸の場合、三菱の公開ガイダンスでは、推奨される最大静的不平衡トルクをモーター定格トルクの 70% 以下に設定しています — HC-SFS301B の場合、軸で約 20 Nm です。より高い不平衡トルクを発生させる負荷は、サーボシステムとブレーキだけに頼るのではなく、機械的なカウンターバランスで補う必要があります。ストレートシャフト: カップリング設計と設置

HC-SFS301B のストレートシャフトは、摩擦クランプまたはスプリットクランプカップリングハブを必要とします。カップリングは、ピークトルク値 — 85.9 Nm — に合わせて選択および取り付けられなければなりません。単なる 28.6 Nm の連続定格ではありません。連続トルク定格だがピークトルクに対して限界的なハブは、最終的にマイクロすべりを発生させ、機械サイクルを複数回繰り返すうちに位置誤差が生じ、寸法シフトとして現れる前に微妙に蓄積します。

ストレートシャフトへの正しいハブ設置は、三菱サーボモーターマニュアルの特定のプロセスに従います。シャフト端のスレッド穴を使用して、ハブを軸方向に引き込みます — ドローボルト、ワッシャー、およびハブ面に当接するナットを使用します — ハブを直接押し込んだりハンマーで叩いたりするのではなく。ハンマーによるシャフトへの衝撃荷重は、モーターを介してエンコーダーディスクに直接伝達されます。すぐに故障が発生しなくても、エンコーダー機構への衝撃損傷は、機械が生産に入ってしばらく経ってからしか現れないフィードバックエラーや早期のエンコーダー故障の原因となる可能性があります。

より確実なシャフトとハブの接続が必要なアプリケーションでは、

HC-SFS301BKが同じモーターのキー溝付きシャフトバージョンです — すべての仕様で同一で、キー溝が追加されています。どちらのバリアントも同じ 176 × 176 mm フランジに取り付けられ、同じ MR-J2S-350 アンプとペアになります。互換性のあるアンプ — MR-J2S-350 クラス

HC-SFS301B には

MR-J2S-350クラスアンプが必要です。3 つの標準バリアントは、MR-J2S-350A

• (汎用アナログ/パルスコマンド)、MR-J2S-350B
• (モーションコントローラー用 SSCNET 光ファイバーバス)、およびMR-J2S-350CP
• (CC-Link インターフェイスを備えた内蔵位置決め) です。すべてモーターの 17ビットシリアルエンコーダーをサポートしています。HC-SFS301B は、オリジナルの MR-J2-350 アンプや MR-J3 / MR-J4 アンプとは互換性がありません。すべての 3 つのバリアントは、17ビットエンコーダープロトコルをサポートし、3kW でのモーターの連続電流要求に対応しています。HC-SFS301B は、

第一世代の MR-J2-350 アンプとの互換性はありません。これは J2S 17ビットエンコーダーフォーマットを読み取ることができず、MR-J3 または MR-J4 アンプとも互換性がありません。これらは物理的およびプロトコルインターフェイスが完全に異なります。アプリケーションコンテキスト

低速ロータリーテーブルおよび第 4 軸ドライブ。

マシニングセンターの大型パレット式ロータリーテーブルは、かなりのワークピースと治具の質量を扱います。連続 28.6 Nm で、HC-SFS301B は直接カップリングされたロータリーテーブルを、熱限界に近づくことなく、持続的な輪郭加工や急激なインデックスサイクルで駆動します。アブソリュートエンコーダーは、多面加工での角度位置決めで要求される高い位置精度を処理し、ブレーキはクランプおよびアンクランプシーケンス中にテーブルを保持します。HMC パレットシャトルおよび移送ドライブ。

横型マシニングセンターのパレット移送システムは、重負荷下で繰り返しサイクルします。各ステーションでの停止・保持要件 — 多くの場合、クランプおよびアンクランプ中に発生します — は、フェイルセーフブレーキがその価値を発揮する場所です。高連続トルクと機械的保持の組み合わせにより、HC-SFS301B はこのアプリケーションカテゴリのドライブに自然に適合します。張力制御巻取り軸。

トルク制御モードで動作する材料ワインダーおよびアンワインダーは、広いロール径範囲で低速および可変速で必要なトルクを維持できるモーターを必要とします。トルク制御下の巻取り軸で 1,000 rpm モーターを使用すると、異常な電子ギア比設定を必要とせずに合理的な速度範囲内に留まり、17ビットエンコーダーは動作ウィンドウ内の任意の速度で精密なトルク制御フィードバックを提供します。低速コンベアおよび移送インデックス。

低速で負荷がかかった状態で動作するチェーンコンベアおよびベルト移送システムの駆動軸は、HC-SFS301B のトルク密度から恩恵を受けます。ギアモーターが指定される代わりに、十分な連続トルクを持つ 1,000 rpm のダイレクトドライブサーボは、駆動系を簡素化し、サーボシステムが提供するプログラム可能な速度、トルク、および位置制御機能を追加します。重機 Z 軸重力負荷ドライブ。

大型機械の重いスピンドルアセンブリを搭載する垂直軸は、十分なトルクと信頼性の高い機械的保持の組み合わせを必要とします。HC-SFS301B の連続 28.6 Nm トルク — 減速ギアなしで 1,000 rpm で — は、ボールねじ入力軸で同等のトルクを達成するために、より高速のモーターに大幅なギア減速が必要となる一部の垂直軸構成にダイレクトドライブオプションを提供します。HC-SFS 1000 rpm レンジ — 容量参照

モデル

新品、工場出荷時未開封

工場出荷時未開封とは、オリジナルの三菱梱包、シャフト端保護キャップ、すべてのコネクタポートのカバー、内部フォームパッキングの未開封、および以前の熱的または機械的履歴がないことを意味します。この部品を待って生産を再開する機械にとって、在庫のある新品未開封は、運用に戻るための最も信頼性の高い方法です — 既知の状態、1年間の保証、以前の設置または修理からの変数はありません。

このモーターフレームサイズとブレーキアセンブリの重量に見合った HC-SFS301B は、輸送用に安全に梱包されて出荷されます。適切な条件下 — 涼しく、乾燥した、振動のない場所 — で保管された工場出荷時未開封の在庫は、数年間完全な仕様を維持します。5 年以上の保管期間を経た場合、コミッショニング前にシャフトを短時間低速で回転させると、ベアリンググリースが再分配されます。

よくある質問

Q1: HC-SFS301B と互換性のあるアンプは何ですか？

HC-SFS301B には、MELSERVO-J2S (J2-Super) プラットフォームの

MR-J2S-350クラスアンプが必要です。3 つの標準バリアントは、MR-J2S-350A(汎用アナログ/パルスコマンド)、MR-J2S-350B(モーションコントローラー用 SSCNET 光ファイバーバス)、およびMR-J2S-350CP(CC-Link インターフェイスを備えた内蔵位置決め) です。すべてモーターの 17ビットシリアルエンコーダーをサポートしています。HC-SFS301B は、オリジナルの MR-J2-350 アンプや MR-J3 / MR-J4 アンプとは互換性がありません。Q2: HC-SFS301B と HC-SF301B の違いは何ですか？

機械的には互換性があります — フランジ、トルク出力、シャフトタイプ、ブレーキ構成、定格速度は同じです。違いはエンコーダーとアンプの世代です。この

HC-SF301B (J2 シリーズ) は 14ビットエンコーダー (16,384 ppr) を使用し、MR-J2 および MR-J2S アンプの両方で動作します。このHC-SFS301B (J2S シリーズ) は 17ビットエンコーダー (131,072 ppr) を使用し、MR-J2S アンプが必要です。機械が MR-J2 (第一世代) アンプで動作している場合、HC-SF301B が適切なモーターです。Q3: HC-SFS301B は 3kW ですが、定格トルクは 28.6 Nm です。これはどういうことですか？

同じ電力レベルでは、トルクと速度は反比例します。3kW の出力で 1,000 rpm の場合、連続定格トルクは約 28.6 Nm です。同じ 3kW を 2,000 rpm モーターで駆動すると、連続トルクは約 14.3 Nm に低下します。HC-SFS301B は、低速・高トルクアプリケーション向けに特別に設計されており、軸負荷は減速ギアなしで持続的なトルクを必要とします。

Q4: 17ビットエンコーダーはバッテリーが必要ですか？バッテリーはどこにありますか？

はい。17ビットエンコーダーのアブソリュート機能は、電源オフ期間中のマルチターン位置データを保持するためにバッテリーバックアップに依存しています。バッテリー —

三菱 A6BAT リチウムセル — は、モーター本体ではなく MR-J2S サーボアンプに搭載されています。正常な場合、アブソリュート位置はあらゆる電源中断時でも保持され、軸は再起動時にホーミングサイクルを必要としません。アンプがバッテリー低下警告アラームを表示したら、完全放電によるアブソリュート位置の喪失を防ぐために、速やかに A6BAT を交換してください。Q5: HC-SFS301B は、追加のカウンターバランスなしで垂直重力負荷軸に適していますか？

それは可能です — ただし、モーター軸での静的不平衡トルクが定格トルクの約 70% を超えない場合です。このモーターの場合、約 20 Nm です。この数値は、三菱のサーボモーター垂直軸アプリケーションに関する公開ガイダンスから来ています。そのしきい値を超える不平衡トルクを発生させる負荷は、サーボトルクとブレーキだけに頼るのではなく、機械的なカウンターバランス (空気圧シリンダー、カウンターウェイト) で補う必要があります。20 Nm の制限内の負荷の場合、スプリング作動式ブレーキを備えた HC-SFS301B は、サーボオフ時に信頼性の高い保持を提供します。