신형 미쓰비시 서보 모터 HF-KE43W1-S100 HFKE43W1S100 HF-KE43W1-S1OO

미쓰비시 HF-KE43W1-S100 | 저관성 AC 서보 모터 — 400W, 1.3Nm, 정격 3000RPM / 최대 4500RPM, 직선형 샤프트, 브레이크 없음, 131072 ppr, MR-E 시리즈

부품 번호: HF-KE43W1-S100

시리즈: MELSERVO HF-KE — 저관성, 소용량 AC 서보 모터

정격 출력: 400 W (0.4 kW)

전원 설비 용량: 0.9 kVA

정격 토크: 1.3 Nm (184 oz·in)

최대 토크: 3.8 Nm (538 oz·in)

정격 속도: 3,000 RPM

최대 속도: 4,500 RPM

샤프트 유형: 표준 직선형 (평면, 키 홈 없음)

전자 브레이크: 없음

엔코더: 증분형, 131,072 ppr (17비트)

공급 전압: 200 VAC 클래스 (3상)

호환 앰프: MR-E 시리즈 (Super MR-E / S100)

상태: 신품

개요

이 미쓰비시 HF-KE43W1-S100은 400W 저관성 AC 서보 모터로 HF-KE 시리즈에 속하며, 표준 직선형 평면 샤프트, 전자 브레이크 없음, Super MR-E 앰프 플랫폼용 131,072 ppr 증분형 엔코더로 구성됩니다.

이 장치의 작동 범위와 설치 특성을 정의하는 세 가지 사양이 있습니다. 포지셔닝 동적 특성을 위한 1.3Nm의 정격 토크와 3.8Nm의 최대 토크, 3,000RPM의 정격 속도와 4,500RPM의 최대 속도, 그리고 커플링 인터페이스에서의 마찰 클램핑을 통해 토크를 완전히 전달하는 평면 직선형 샤프트입니다.

W1-S100의 4,500RPM 최대 속도는 명시적으로 주목할 만합니다. 이는 다른 HF-KE43 변형에서 볼 수 있는 6,000RPM의 최대 속도보다 낮습니다.

실제로는 대부분의 경하중 포지셔닝 애플리케이션이 급속 이송 중에 3,000~4,000RPM 범위 내에서 잘 작동하며, W1-S100의 속도 범위는 이를 충분히 커버합니다.

속도 요구 사항이 4,500RPM에 근접하거나 초과하는 경우, 더 높은 최대 속도 등급을 가진 다른 변형을 선택해야 합니다.

그러나 정격 범위 내에서 HF-KE43W1-S100은 가속 단계 전반에 걸쳐 3.8Nm의 최대 토크를 사용할 수 있으며, 연속 속도 범위에 걸쳐 전체 1.3Nm의 정격 토크를 제공합니다.

0.9 kVA의 전원 설비 용량으로, 이 모터가 MR-E-40A 앰프를 통해 설비에 가하는 전기 공급 수요는 적습니다.

이 수치는 앰프 손실을 포함하여 정격 작동 중 주 전원에서 끌어오는 총 입력 전력을 반영하며, 드라이브 캐비닛의 회로 차단기 및 공급 배선 크기를 결정합니다.

주요 사양

직선형 평면 샤프트 — 클램핑 전용 토크 전달

W1 구성은 키 홈이 없는 표준 직선형 샤프트를 사용합니다. 1.3Nm의 정격 토크 및 가속 중 3.8Nm의 최대 토크에서 커플링은 샤프트 표면과 타이밍 풀리, 커플링 허브, 피니언 또는 칼라와 같이 장착되는 부품의 보어 사이의 마찰을 통해 모든 토크를 전달해야 합니다. 이를 돕는 기계적 인터록은 없습니다.

커플링이 올바르게 지정되고 설치된 경우 이는 완전히 적절합니다.

허브 보어는 샤프트 직경에 대한 올바른 끼워맞춤 공차로 가공되어야 하며, 허브는 보정된 도구를 사용하여 커플링 제조업체의 지정된 클램핑 토크로 조여야 하며, 조립 전에 샤프트와 보어 표면은 깨끗하고 손상되지 않아야 합니다.

이러한 조건이 충족되면 400W 모터의 평면 샤프트 커플링은 기계의 정상적인 서비스 수명 동안 문제 없이 토크 부하를 견딜 수 있습니다.

키 홈 구성에 비해 평면 직선형 샤프트의 실질적인 장점은 조립 유연성입니다.

샤프트와 허브 사이에 각도 정렬 제약이 없습니다. 허브는 클램핑 전에 어떤 회전 위치에도 배치될 수 있으며, 이는 벨트 경로가 이상적인 허브 방향을 결정하는 타이밍 풀리 및 유사 부품의 조립을 단순화합니다.

또한 허브 제거도 간단합니다. 클램핑 나사 또는 너트를 풀면 키를 먼저 제거할 필요 없이 허브가 미끄러져 나옵니다.

잠재적인 위험은 마찰 클램핑 토크를 초과하는 조건에서의 커플링 미끄러짐입니다. 지속적인 진동, 교대 방향 반전 또는 최대 토크 요구량이 커플링의 미끄러짐 임계값에 근접하는 모든 상황입니다.

정의된 부하 특성과 올바르게 지정된 커플링을 갖춘 400W 서보 축에서는 이 위험이 설계 단계에서의 적절한 엔지니어링을 통해 관리됩니다.

애플리케이션에 고주파 방향 반전과 상당한 관성이 포함되거나, 커플링에서의 최대 토크가 클램핑 한계에 정기적으로 근접하는 경우, 키 홈 샤프트 변형(HF-KE43KW1-S100)은 이 위험을 완전히 제거하는 양의 회전 인터록을 제공합니다.

4,500 RPM 최대 속도 — 범위 내 작동

HF-KE43W1-S100의 4,500 RPM 최대 속도는 연속 작동에 대한 상위 기계적 및 전기적 한계를 정의합니다. 이 속도를 초과하면 모터 베어링 과부하, 엔코더의 최대 출력 주파수 초과로 인한 엔코더 펄스 카운팅 오류, MR-E 앰프에서의 전기적 과속 경보의 위험이 있습니다.

정격 속도인 3,000 RPM은 모터가 1.3Nm의 전체 정격 토크를 제공하는 지점입니다. 3,000 RPM에서 4,500 RPM 사이에서는 모터가 필드 약화 영역에서 작동하며, 속도가 증가함에 따라 사용 가능한 토크가 감소합니다.

대부분의 경하중 포지셔닝 애플리케이션의 작동 프로파일은 4,500 RPM 한계 내에서 잘 유지됩니다. 400W 저관성 모터는 일반적으로 사이클 시간의 대부분을 중간 속도에서의 포지셔닝 이동에 소비하는 축에 적용됩니다. 일반적으로 볼 스크류 피치, 전달 비율 및 필요한 테이블 속도에 따라 500~3,000 RPM입니다. 급속 이송 이동은 잠시 동안 더 높은 속도 끝으로 밀릴 수 있지만, 표준 포지셔닝 작업에서 4,500 RPM 근처에서의 지속적인 작동은 드뭅니다.

4,500 RPM 최대 속도는 최대 테이블 속도를 계산할 때 중요합니다.

3,000 RPM 모터 속도, 1:1 전달 비율 및 10mm 볼 스크류 피치에서 테이블은 500 mm/min로 이동합니다. 이는 일반적인 CNC 급속 이송 범위 내에 있습니다. 애플리케이션에서 훨씬 더 높은 이송 속도가 필요한 경우, 이 변형을 지정하기 전에 전달 비율과 스크류 피치를 4,500 RPM 한계에 대해 확인해야 합니다.

131,072 ppr 증분형 엔코더 및 MR-E 자동 튜닝

17비트 증분형 엔코더는 131,072 펄스/회전을 MR-E 앰프의 위치 제어 루프에 반환합니다. 이 해상도는 앰프에 정밀한 속도 및 위치 피드백을 제공하며, 이는 두 가지 방식으로 사용됩니다.

첫째, 이는 엄격한 위치 루프 폐쇄를 가능하게 합니다. 모터가 목표 위치로 감속하는 순간, 앰프는 매우 작은 추종 오차를 감지하고 오차가 포지셔닝 부정확성으로 나타나기 전에 보정 토크 명령을 생성할 수 있습니다.

131,072 ppr에서 1:1 커플링을 갖춘 10mm 피치 볼 스크류에서의 펄스당 위치 증분은 약 0.076 μm입니다. 이는 실제 공작 기계의 기계적 정확도보다 훨씬 미세하므로, 엔코더는 실제 설치에서 달성 가능한 포지셔닝 해상도를 제한하지 않습니다.

둘째, 높은 펄스 수는 MR-E의 실시간 자동 튜닝을 지원합니다.

자동 튜닝은 정상 작동 중 속도 추종 오차를 관찰하고 서보 이득(위치 루프 이득, 속도 루프 이득, 적분 이득)을 점진적으로 조정하여 진동을 유발하지 않고 오차를 최소화합니다.

이 프로세스는 서보가 활성화될 때 자동으로 시작되며 기계가 작동하는 동안 백그라운드에서 계속됩니다. 경하중 포지셔닝 축의 400W 모터의 경우, 자동 튜닝은 일반적으로 몇 번의 기계 사이클 내에서 안정적이고 잘 일치하는 설정으로 수렴되어, 시운전 시 수동 이득 최적화의 필요성을 제거합니다.

엔코더가 절대형이 아닌 증분형이므로, 각 전원 사이클마다 축 위치 기준을 설정하기 위해 기준 복귀(호밍) 사이클이 필요합니다.

축은 감속으로 기준 스위치 또는 기계적 정지 지점으로 이동하고, 앰프는 기준 위치에서의 엔코더 카운트를 등록하며, 좌표계는 해당 지점부터 설정됩니다.

이는 대부분의 미쓰비시 제어 시스템에서 자동 기계 시작 시퀀스이며, 축 스트로크 및 호밍 속도 설정에 따라 일반적으로 시작 시간에 5~30초가 추가됩니다.

S100 커넥터 및 MR-E 앰프 — 시스템 배선 실용성

S100 지정은 모터 커넥터 구성을 Super MR-E 인터페이스로 식별합니다. MR-E 앰프에서는 전원 및 엔코더 커넥터가 장치 전면에서 나옵니다. 이는 앰프가 측면 및 상단 여유 공간이 제한된 패널에 장착될 때 케이블 라우팅을 단순화하는 설계입니다.

앰프 전면에서 모터 전원 및 엔코더 커넥터까지의 케이블 경로는 앰프 본체 주위를 라우팅하지 않고 직접 경로를 따를 수 있습니다.

MR-E-40A 서보 앰프는 단일 장치에서 두 가지 제어 인터페이스를 제공합니다. CNC 또는 PLC 펄스 출력으로부터의 위치 및 속도 제어를 위한 펄스 열 입력, 그리고 속도 및 토크 제어를 위한 아날로그 입력(±10V)입니다.

두 가지 모두 하드웨어 변경 없이 사용할 수 있으므로, HF-KE43W1-S100 / MR-E-40A 조합은 펄스 명령 또는 아날로그 명령 기계 아키텍처 모두에서 사용할 수 있습니다. 제어 모드는 매개변수 및 배선 구성을 통해 선택됩니다.

MR-E-40A의 내장 보호 기능은 과전류 차단, 회생 과전압 차단, 전자 열 계전기를 통한 과부하 보호, 엔코더 오류 보호, 4,500 RPM에서의 과속 보호, 과도한 위치 오류 보호를 포함합니다.

과속 보호는 특히 앰프 레벨에서 W1-S100의 4,500 RPM 기계적 한계를 강제하여, 명령 소스에 관계없이 정격 최대 속도 이상으로의 우발적인 작동을 방지합니다.

FAQ

Q1: HF-KE43W1-S100과 HF-KE43KW1-S100의 차이점은 무엇입니까?

둘 다 Super MR-E 앰프용 400W HF-KE 시리즈 모터이며, 동일한 정격 토크, 속도, 엔코더 및 전력 등급을 갖습니다. 차이점은 샤프트입니다. HF-KE43W1-S100은 키 홈이 없는 표준 직선형 평면 샤프트를 가지며, 마찰 클램핑을 통해서만 토크를 전달합니다.

HF-KE43KW1-S100은 키 홈이 있는 샤프트를 가지며, 샤프트와 커플링 허브 사이에 양의 회전 인터록을 추가합니다.

키 홈 변형은 빈번한 고주파 방향 반전이 있는 축이나 지속적인 최대 토크 부하가 평면 샤프트의 마찰 클램핑을 극복할 수 있는 경우에 선호됩니다. 올바르게 지정된 커플링을 갖춘 깨끗하고 중간 정도의 포지셔닝 축의 경우, 평면 샤프트 W1 변형은 완전히 적절합니다.

Q2: 최대 속도가 4,500 RPM으로 표시되어 있습니다. 이것이 급속 이송 속도를 제한합니까?

예, 기계적 전달 비율에 비례합니다. 4,500 RPM 모터 속도와 10mm 피치 볼 스크류에 1:1 커플링 시 최대 테이블 속도는 45 m/min입니다. 대부분의 400W 축 애플리케이션(경하중 포지셔닝, 소형 컨베이어 드라이브, 전자 조립)의 경우 이는 필요한 급속 이송 속도보다 훨씬 높습니다.

애플리케이션에서 더 높은 이송 속도가 필요한 경우, 전달 비율, 스크류 피치 및 필요한 모터 RPM을 계산하여 정상 작동 시 4,500 RPM 한계를 초과하지 않는지 확인해야 합니다.

Q3: HF-KE43W1-S100은 각 전원 사이클마다 기준 복귀(호밍)가 필요합니까?

예. 증분형 엔코더는 저장된 위치 메모리가 없습니다. 위치는 시작 시 호밍 사이클에 의해 설정된 기준점과 관련해서만 알려집니다.

MR-E 앰프는 대부분의 기계 구성에서 시작 시 이를 자동으로 수행합니다. 축은 감속으로 기준 스위치로 이동하고, 해당 위치에서의 엔코더 카운트가 등록되며, 좌표계가 설정됩니다. 

사이클 중간에 전원이 차단되면, 전원이 복구될 때 호밍 사이클이 처음부터 다시 시작되어야 합니다. 빈번한 전원 차단으로 인해 이 작업이 불편한 기계는 절대형 엔코더 변형을 고려해야 합니다.

Q4: 0.9 kVA 전원 설비 용량 수치는 무엇에 사용됩니까?

전원 설비 용량은 모터와 앰프가 정격 출력으로 작동할 때(앰프 손실 포함) 설비 전원에서 끌어오는 총 AC 입력 수요입니다. 여러 드라이브가 공통 전원을 공유할 때 회로 차단기, 접촉기, 공급 배선 및 패널의 총 전력 예산을 결정하는 데 사용됩니다.

0.9 kVA에서 HF-KE43W1-S100 / MR-E-40A 조합은 정격 부하에서 200 VAC 공급에서 약 0.9 kVA를 끌어옵니다. 실제 수요는 부분 부하 작동 중에는 더 낮으며, 이는 정격 토크를 가속 및 감속 단계에서만 실행하는 포지셔닝 축의 경우 일반적입니다.

Q5: 평면 직선형 샤프트에 커플링은 어떻게 설치해야 합니까?

샤프트 표면과 허브 보어를 모두 철저히 청소하십시오. 오염은 유효 마찰 계수를 감소시키므로 클램핑 토크 용량을 감소시킵니다. 허브 보어 직경이 샤프트 직경과 올바른 끼워맞춤 사양(일반적으로 서보 모터 커플링의 경우 약간의 간섭 또는 닫힌 간격 끼워맞춤)에 맞는지 확인하십시오.

샤프트에 허브를 적용하고, 올바른 축 위치에 배치하고, 보정된 토크 렌치를 사용하여 커플링 제조업체에서 지정한 토크로 클램핑 나사 또는 너트를 조이십시오(느낌으로 조이지 마십시오). 초기 설치 및 짧은 작동 사이클 후, 인터페이스에서의 약간의 정착은 정상적이므로 클램핑 토크를 다시 확인하십시오. 재조립 시 시각적으로 회전 슬립을 감지할 수 있도록 각 유지보수 액세스 전에 샤프트와 허브의 상대 위치를 표시하십시오.