三菱 HC-SFS702B (HCSFS702B) — 電磁ブレーキ付き 7kW AC サーボモーター、MELSERVO-J2S シリーズ

製品識別

部品番号: HC-SFS702B

検索名: HCSFS702B, HC-SFS-702B

シリーズ: 三菱 MELSERVO HC-SFS (J2-スーパー世代)

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

状態: 新品未開封 — 1年保証 — 在庫あり

概要

三菱 HC-SFS702B は、2,000 rpm の HC-SFS ファミリーの中で最大の標準モーターです。これは、MELSERVO-J2S (J2-スーパー) プラットフォームの 7kW 中慣性 AC ブラシレスサーボモーターで、スプリング作動式電磁ブレーキとストレートシャフトを備えています。定格連続トルク 33.4 Nm、ピークトルク 100 Nm で、軸に真にその能力が必要な場合に指定されるモーターです。例えば、重い Z 軸コラム、大型パレットシフター、高慣性回転テーブル、および中程度のサーボモーターではトルクマージンが不足する産業用ハンドリングシステムなどです。この特定のバリアントを定義する 2 つの機能があります。電磁ブレーキは、フェイルセーフ保持装置です。スプリング作動式で、24V DC で解除され、制御の上流で何が起こっても、電源オフの軸を静止状態に保ちます。ストレートシャフトは、平坦なシャフト外径が適切なインターフェースとなる摩擦クランプカップリング、スプリットクランプハブ、および精密ベローズカップリング設計に適しています。キー溝が必要なアプリケーションでは、HC-SFS702BK が対応するバリアントです。それ以外のすべての点は、2 つのモデル間で同一です。内部では、J2S 世代のエンコーダーにより、このモーターは同等の容量を持つ以前の HC-SF モーターとは一線を画しています。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）は、MR-J2S アンプが 550 Hz 以上の速度ループを実行するために使用するフィードバックストリームを提供します。その結果、切削負荷下でも位置をしっかりと保持し、大型の高慣性負荷を駆動している場合でも、軌道コマンドに迅速に応答する軸が得られます。

技術仕様パラメータ値部品番号HC-SFS702B

定格出力

7,000 W (7 kW)

ボールねじ駆動軸の場合、適切にサイズ設定されたスプリットクランプハブを備えたディスクカップリングまたはベローズカップリングが標準的なアプローチです。クランプ力は、最悪の条件（通常はアクティブな加工中の突然の反転、または最大ラピッドトラバースからの減速）下で、シャフトとハブの間に相対的な動きなしに、ピークトルク（100 Nm）を伝達するのに十分でなければなりません。カップリングメーカーは、製品の最大伝達トルク値を公開しています。このモーター用のカップリングを選択する際は、定格連続トルクだけでなく、必ずピークトルクを確認してください。

大型フレームサイズのストレートシャフトモーターに適用される 1 つの取り付け上の注意点：カップリングのミスアライメントによるラジアルシャフト負荷は、モーターサイズが大きくなるほど、ベアリングスパンがモーターサイズに比例してスケーリングしないため、小型モーターよりも比例して損傷が大きくなります。コミッショニング中の慎重なアライメント（角度および平行オフセットの両方）は、ベアリング寿命を大幅に延ばします。シャフト貫通部の IP65 オイルシールは二次保護です。適切なアライメントの代わりにはなりません。

電磁ブレーキ — このスケールでのエンジニアリングの根拠

スプリング作動式ブレーキのロジックは、モーターサイズが大きくなるにつれて重要性が増します。モーターが大きいほど、ブレーキがかかっていない軸がサーボ制御を失った場合の結果は大きくなります。7kW のサーボモーターが Z 軸コラムを駆動する場合、機械のスピンドルヘッドの全重量を支えます。大型 VMC では、そのアセンブリは、ワークピースと固定具の上にある数百キログラムの鋼鉄を表す可能性があります。アンプがトリップすると、サーボトルクはミリ秒単位でゼロになります。機械的な保持がないと、コラムは重力に従います。

HC-SFS702B のブレーキはこの方程式を変えます。24V DC が除去されると、スプリングが作動します。これは、通常のシャットダウンシーケンス中の設計上の理由、または緊急停止、アラームトリップ、または電源喪失時の必要性によるものです。コラムは保持されます。ワークピースは保護されます。機械は、緊急対応ではなく、制御された条件下で回復できます。

このモーターを中心に構築する機械設計者およびインテグレーターには、3 つの点が適用されます。

第一に、ブレーキの定格静止保持トルクはモーターの容量に一致していますが、それは停止した負荷を保持するように設計されており、移動中の負荷を停止するためではありません。アンプの減速ルーチンは、ブレーキを作動させる前に軸を停止させる必要があります。MR-J2S アンプの MBR 信号（電磁ブレーキインターロック出力）を使用してブレーキリレーをタイミング制御することで、これを正しく実現します。MBR インターロックなしでブレーキを非常停止接点に直接配線すると、7kW の移動負荷に対してブレーキを作動させるリスクがあり、ブレーキの摩耗が劇的に加速します。

第二に、定格電流 35A および容量 7kW では、モーター電源ケーブルはかなりの電流を流します。ブレーキコイル配線は、可能な限り電源導体から分離して配線し、ブレーキコイル端子間のサージ吸収器は、この電力レベルでは必須です。

第三に、大きな不均衡負荷を持つ垂直軸の場合、三菱のガイダンスでは、推奨される静止不均衡トルクをモーターの定格トルクの 70% 以下（このモデルではモーターシャフトで約 23 Nm）としています。このしきい値を超えると、空気圧または油圧シリンダーによるカウンターバランスが、モータートルクとブレーキ保持だけに依存するのではなく、サーボおよびブレーキシステムを補完する必要があります。

17 ビットエンコーダー — 7kW システムで提供されるもの

J2-スーパー世代のエンコーダーは 17 ビットで動作します。モーター 1 回転あたり 131,072 の異なる位置です。古い HC-SF702B の 14 ビット（16,384 ppr）エンコーダーと比較すると、解像度は 8 倍になります。

7kW では、実際的な利点は 2 つの領域に現れます。速度推定精度が 1 つ目です。アンプは、連続するエンコーダー位置サンプルから速度を計算します。1 回転あたりの位置が多いほど、サンプル間隔あたりの速度測定が細かくなり、速度ループにクリーンな信号が提供され、不安定性なしに高い帯域幅で動作できるようになります。2 つ目の利点は、低速トルクの滑らかさです。非常に低い送り速度（低速コンタリング移動、旋盤でのねじ切り、歯車機械でのホブ追従）では、エンコーダーの解像度がアンプが速度をどれだけ細かく制御できるかを決定します。粗いエンコーダーデータは速度リップルにつながり、表面仕上げのばらつきとして現れます。17 ビットエンコーダーは、古いエンコーダー世代と比較して、このリップルを大幅に低減します。

アブソリュート機能は、MR-J2S アンプの A6BAT バッテリーによって維持され、電源中断時でも機能し続けます。バッテリーが健全である限り、計画的なメンテナンスシャットダウン、緊急停止からの復旧、アラームリセットなど、あらゆる電源イベント後の機械の再起動は、ホーミングサイクルを必要としません。主な用途大型フォーマットマシニングセンタの VMC Z 軸。

フルサイズのスピンドルヘッドを搭載した Z 軸コラムは、ブレーキ付き 7kW サーボの最も一般的な用途です。ラピッドトラバース加速と持続的なミーリングトルクの容量、安全な静止位置のためのブレーキ、およびあらゆる電源イベント後のクリーンな再起動のためのアブソリュートエンコーダーが必要です。

HMC W 軸およびパレット駆動システム。

フェイスヘッド用の水平マシニングセンタ W 軸ポジショニングと大型固定具移送用のパレットシフター駆動は、どちらも高容量サーボドライブを使用します。パレットシフターは、生産サイクルレートで重い負荷を繰り返し開始および停止する必要があります。100 Nm のピークが加速トルクを処理し、ブレーキが各ステーションでパレット位置を保持します。

大型 CNC 旋盤タレットおよびサブスピンドル送り軸。

マルチポジションサーボタレットを備えた高容量ターニングセンタは、複数の工具の重量下で、決定的で高速なインデックス操作を必要とします。7kW の容量は、ミッドレンジモーターでは苦労する大型タレットを処理します。

産業用ガントリーローダーおよびオーバーヘッドハンドリングシステム。

かなりの垂直移動と重いエンドエフェクターを備えたガントリースタイルの部品移送システムは、工作機械の Z 軸コラムと同様のフェイルセーフ理由で、Z 軸にブレーキ付きサーボドライブを使用します。ストレートシャフトは、ガントリー駆動システムで一般的なカップリング設計に適しています。

回転テーブルおよび第 4 軸駆動。コンタリング中の持続トルクを必要とするワークピースを備えた大型フォーマット回転テーブル（インペラ加工、航空宇宙構造部品など）は、直接エンコーダーフィードバックを備えた高容量サーボドライブを使用します。

HC-SFS シリーズ — 2000 rpm レンジ概要モデル

出力定格トルク

ピークトルクフランジ

HC-SFS52 シリーズ500 W

2.39 Nm

2 つのモデルは、シャフトを除いて、機械的および電気的にすべての点で同一です。HC-SFS702B は、摩擦クランプスタイルのカップリングで使用するためのプレーンなストレートシャフトを備えています。HC-SFS702BK は、機械加工されたキー溝を備えており、駆動コンポーネントへのキーとキー溝による確実なトルク接続を提供します。どちらも同じ 7kW 出力、33.4 Nm 定格トルク、100 Nm ピーク、17 ビットエンコーダー、ブレーキ、IP65 定格、および MR-J2S-700 アンプ互換性を共有しています。カップリング設計のみに基づいて選択してください。

Q3: 電磁ブレーキはどのように機能し、正しい配線方法は？

ブレーキはスプリング作動式でフェイルセーフです。24V DC がコイルに給電され、ブレーキディスクをクリアに保持し、シャフトの自由な回転を可能にします。24V を除去すると（設計上、障害、または電源喪失時）、スプリングが即座にシャフトをクランプします。これは停止ブレーキではなく、保持装置です。常に MR-J2S アンプの MBR（ブレーキインターロック）出力をブレーキリレーの制御に使用し、モーターが停止まで減速した後にのみブレーキが作動するようにしてください。スイッチオフ時の誘導電圧スパイクを抑制するために、ブレーキコイル端子間にサージ吸収器を直接取り付けてください。

Q4: 17 ビットエンコーダーはバッテリーを必要としますか？また、どのバッテリーを使用しますか？

はい。17 ビットシリアルアブソリュートエンコーダーは、バッテリーバックアップにより、電源オフ時でも位置データを保持します。バッテリーは三菱 A6BAT リチウムセルで、MR-J2S サーボアンプの内部に取り付けられています（モーターまたはエンコーダー本体ではありません）。A6BAT が健全な場合、アンプはあらゆる電源中断時でも正確なアブソリュート位置を保持し、ホーミングサイクルなしで再起動します。アンプが低バッテリー警告アラームを表示したら、次の計画メンテナンスウィンドウ中に A6BAT を交換してください。バッテリーを完全に使い切ると、アブソリュート位置が失われ、機械が生産を再開する前にリファレンスリターンサイクルが必要になります。

Q5: HC-SFS702B は、同じ 7kW 容量の古い HC-SF702B とどのように比較されますか？

どちらも 7kW、2,000 rpm、33.4 Nm のモーターで、ストレートシャフトと電磁ブレーキを備え、同じ 176 × 176 mm のフランジを共有しています。これは、取り付けポイントで機械的に互換性があることを意味します。重要な違いはエンコーダー世代です。HC-SF702B（J2 世代）は 14 ビットエンコーダー（16,384 ppr）を使用し、MR-J2 または MR-J2S アンプとペアになります。HC-SFS702B（J2S 世代）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。お使いの機械が既に MR-J2S アンプで動作している場合、HC-SFS702B が正しい高性能な選択肢です。オリジナルの MR-J2 アンプで動作している場合は、アンプも同時にアップグレードする必要があります。そうでない場合は、HC-SF702B が適切なモーターです。