Mitsubishi HC-SFS153K (HCSFS153K) — 1.5kW AC 서보 모터, 키 홈 샤프트, 브레이크 없음, 3000 rpm, MELSERVO J2-Super 시리즈

제품 개요

부품 번호: HC-SFS153K

함께 검색된 항목: HCSFS153K, HC SFS 153K, HC-SFS-153K

시리즈: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (J2-Super 세대)

분류: 중간 관성 AC 브러시리스 서보 모터 — 1.5 kW, 200V 클래스, 3000 rpm, 키 홈 샤프트, 브레이크 없음

개요: 특정 목적을 위한 모터

유연성을 위해 설계된 서보 모터와 특정 기계적 인터페이스를 염두에 두고 설계된 서보 모터가 있습니다. Mitsubishi HC-SFS153K는 후자에 속합니다. "K" 접미사는 결정적인 설계자입니다. 즉, 샤프트에 가공된 키웨이는 모터에서 구동 부품으로 토크가 전달되는 방식을 근본적으로 변경합니다.

1.5kW 및 3,000 rpm, 130 x 130 mm 플랜지에서 HC-SFS153K는 중간 용량 서보 범위의 컴팩트한 끝에 속합니다. 4.78 Nm의 연속 토크와 14.3 Nm의 피크 토크는 공작 기계 보조 축, 중속 컨베이어 드라이브 및 모터-부하 커플링이 정밀하고 기계적으로 확실해야 하는 모든 메커니즘에 실용적인 대역에 속합니다. 키 홈 샤프트는 평평한 직선 샤프트가 아무리 안정적으로 고정되어 있어도 모터의 서비스 수명 동안 토크 경로 무결성에 대한 의문을 제기하는 응용 분야에 적합하게 만드는 기능입니다.

샤프트 뒤에는 J2-Super HC-SFS 제품군 전체에 걸쳐 실행되는 동일한 17비트 직렬 절대 엔코더(131,072 ppr)가 있으며, MR-J2S-200 증폭기 클래스와 쌍을 이룹니다.

기술 사양

키 홈 샤프트가 상황을 바꾸는 이유

대부분의 서보 응용 분야에서는 매끄러운 직선 샤프트와 마찰 클램프 커플링을 사용합니다. 잘 작동하고, 커플링 범위가 넓으며, 설치가 간단합니다. 그렇다면 키 홈 샤프트가 대신 올바른 답변이 되는 경우는 언제일까요?

답변은 마찰 클램프 인터페이스가 실제로 하는 일과 관련이 있습니다. 분할 허브 또는 수축 끼워맞춤 커플링은 허브 보어와 샤프트 외경 사이의 마찰을 통해 토크를 전달합니다. 이 마찰은 설치 시 클램핑력(일반적으로 분할 허브의 고정 나사 또는 관통 볼트)으로 설정되며, 슬립 없이 피크 토크를 견딜 만큼 충분히 커야 합니다. 이 경우 14.3 Nm의 피크 토크가 모든 가속 과도 상태에서 반복적으로, 모터의 전체 서비스 수명 동안 발생합니다.이상적인 조건에서는 1.5kW의 마찰 커플링이 이를 안정적으로 처리합니다. 덜 이상적인 조건에서는 수천 시간 동안 진동으로 인한 허브 느슨해짐, 클램핑 기하학적 구조를 약간 변경하는 열 주기, 체인 연결 또는 기어 이빨 접촉으로 인한 충격 입력 등 설치 시 충분해 보였던 안전 여유가 침식될 수 있습니다. 그렇게 되면 슬립은 보통 간헐적이며 다음 오류는 경보가 발생하지 않을 정도로 작습니다. 축은 작동할 때만 나타나기 때문에 진단하기가 매우 어려운 위치 반복성 문제를 개발합니다.키웨이는 이 고장 모드를 제거합니다. 키는 샤프트와 허브 모두의 일치하는 슬롯을 차지하며, 마찰이 아닌 전단 단면을 통해 토크를 전달합니다. 토크 경로는 기계적으로 확실합니다. 클램핑력에 의존하지 않고, 진동으로 저하되지 않으며, 열 주기로 느슨해지지 않습니다. 마찰 인터페이스에 어려움을 주는 주기적 부하, 역회전 및 충격 입력은 키 결합에 영향을 미치지 않습니다.

1.5kW 모터, 3,000 rpm에서 구동 부품(타이밍 스프로킷, 웜 기어 입력, 동기 벨트 풀리 또는 기어 허브)이 설계상 또는 고객 요구 사항에 따라 키웨이 보어를 가지고 있는 경우 HC-SFS153K는 올바르고 자연스러운 선택입니다. 성능 저하는 없습니다. 4.78 Nm의 정격 토크와 14.3 Nm의 피크 토크는 직선 샤프트 HC-SFS153과 동일합니다.

1.5kW @ 3000 rpm: 작동 지점

3,000 rpm에서 4.78 뉴턴미터는 잘 정의된 축 유형 세트에 적합한 특정 조합입니다.

이는 1kW HC-SFS103(동일 속도에서 3.18 Nm)보다 더 많은 토크이며, 이는 축이 가속 과도 상태뿐만 아니라 전체 작동 범위에서 중간 부하를 지속할 때 관련이 됩니다. 축이 정기적으로 3.18 Nm에 가까운 연속 토크를 요구하는 1kW 모터는 여유 공간이 거의 없이 열 한계 근처에서 작동합니다. 4.78 Nm 연속 토크의 HC-SFS153K는 동일한 축에 약 50% 더 많은 지속 토크 용량을 제공합니다. 이는 낮은 작동 온도, 더 긴 권선 수명 및 까다로운 생산 주기에서 과부하 경보 빈도 감소로 나타납니다.

3,000 rpm의 정격 속도는 HC-SFS 3000 rpm 범위 전체에서와 동일한 목적을 수행합니다. 즉, 샤프트 토크보다는 샤프트 속도가 필요한 메커니즘에 직접 연결할 수 있습니다. 5mm 피치 볼 스크류를 3,000 rpm으로 구동하면 15 m/min의 선형 속도에 도달합니다. 이는 많은 CNC 보조 축에 대해 감소 단계 없이 충분히 빠릅니다. 2:1 비율의 타이밍 벨트 드라이브는 이를 구동 샤프트에서 1,500 rpm으로 변환하는 동시에 사용 가능한 토크를 두 배로 늘려 작동 지점을 많은 기어 커플링 또는 벨트 구동 메커니즘이 실제로 필요로 하는 지점에 더 가깝게 만듭니다.

최대 속도 4,500 rpm은 사용 가능한 토크가 비례적으로 감소하는 정격 지점 이상의 작동 범위를 확장합니다. 이 확장된 범위는 부하가 가볍고 트래버설 토크 요구량이 정격 수치보다 훨씬 낮은 위치 지정 축의 빠른 트래버설 단계에 유용합니다.

103과 203 사이

130 x 130 mm 플랜지의 HC-SFS 3000 rpm 범위는 500W(HC-SFS53)부터 2,000W(HC-SFS203)까지 네 단계로 구성됩니다. HC-SFS153K는 세 번째 단계에 속합니다. 즉, 1kW HC-SFS103보다 높고, 2kW HC-SFS203보다 낮으며, 둘 다 동일한 물리적 프레임과 장착 인터페이스를 공유합니다.

모델

출력

를 사용합니다. 플랜지는 동일하고, 기계적 장착은 동일하며, 증폭기 페어링도 동일합니다. 이는 HC-SFS153K를 위해 설계된 기계 프레임이 기계적 또는 전기 패널 변경 없이 HC-SFS203K를 수용할 수 있음을 의미합니다. 필요한 유일한 매개변수 조정은 증폭기가 새 모터를 인식하도록 설정하는 것입니다. 향후 용량 확장이 가능한 응용 분야의 경우 이는 유용한 설계 유연성입니다.브레이크 없음: 수평 키 홈 샤프트 축에 대한 올바른 기본값HC-SFS153K에는 전자 브레이크가 없습니다. 이는 키 홈 샤프트가 의미 있는 대부분의 수평 및 대칭 하중 축에 대한 올바른 구성입니다.

키 홈 샤프트 응용 분야는 일반적으로 기계적 커플링(스프로킷, 기어 허브, 웜 입력 샤프트, 벨트 풀리)을 포함하며, 이는 수평 메커니즘(컨베이어 드라이브, 재료 공급 시스템, 수평 평면의 회전 인덱서, 수평 장착 기계 어셈블리의 보조 축)에서 가장 일반적입니다. 이러한 축에서는 MR-J2S-200의 폐쇄 위치 루프를 통한 서보 잠금이 정지 시 위치를 유지하는 데 완전히 적합합니다. 17비트 엔코더는 샤프트 각도를 지속적으로 모니터링합니다. 증폭기는 0의 다음 오류를 유지하기 위해 보정 전류를 공급합니다. 수평, 균형 잡힌 메커니즘에서는 브레이크가 추가할 것이 없습니다.

브레이크 없음 구성의 실질적인 이점은 이 모터 크기에서 실제로 존재합니다. 패널에 24V DC 브레이크 회로가 없습니다. 릴레이, 서지 억제기가 없습니다. PLC에 MBR 인터록이 없습니다. 유지 보수 일정에 주기적인 브레이크 마모 검사가 없습니다. 모터는 브레이크가 있는 해당 모델보다 가볍고 짧으며, 이는 모터 질량이 이동 구조물의 관성에 기여하는 축에서 중요합니다.

키 홈 샤프트와 브레이크가 없는 HC-SFS153K는 간단한 기계적 인터페이스를 설명합니다. 허브는 키 홈이 있고 잠겨 있으며, 모터는 MR-J2S-200에 연결되고, 축은 추가 고정 하드웨어 없이 깨끗하게 작동합니다. 축이 실제로 수직이거나 중력 하중을 받는 경우,

HC-SFS153BK

(키 홈 샤프트 + 스프링 적용 브레이크)가 올바른 사양입니다. 이 용량의 여러 축이 있는 기계에서 각 축에 대해 의도적으로 수직 축 테스트를 적용하고 그에 따라 사양을 지정하면 모든 곳에 브레이크를 기본값으로 설정하는 것보다 더 깔끔한 설계를 얻을 수 있습니다.호환 증폭기HC-SFS153K는

MR-J2S-200

증폭기 제품군과 쌍을 이룹니다. 즉, 2kW 용량의 J2-Super 플랫폼입니다. 모터가 1.5kW임에도 불구하고 3,000 rpm에서의 전류 요구량은 1kW MR-J2S-100보다 높은 2kW 증폭기 클래스를 필요로 합니다. 이는 HC-SFS 3000 rpm 범위 전체에서 일관됩니다. HC-SFS153과 HC-SFS203 모두 MR-J2S-200을 사용합니다.MR-J2S-200A는 CNC 시스템, PLC 및 외부 모션 컨트롤러의 아날로그 및 펄스 열 명령을 처리합니다. 위치, 속도 및 토크 제어 모드를 모두 사용할 수 있으며, 스위치 모드 조합 P/S, S/T 및 T/P도 사용할 수 있습니다. RS-232C는 MR Configurator 설정 소프트웨어에 연결됩니다. 이는 공작 기계 및 일반 자동화 응용 분야의 표준 선택입니다.

MR-J2S-200B는 SSCNET 광섬유 직렬 버스를 통해 Mitsubishi A 시리즈 및 Q 시리즈 모션 컨트롤러에 연결됩니다. 모든 축 명령 및 엔코더 피드백은 광섬유 네트워크를 통해 전송됩니다. 전자 기어링, 컨투어링, 동기화 피드 등과 같은 협조 축 모션이 Mitsubishi 모션 컨트롤러에 의해 관리되는 다축 기계에 필요합니다.

MR-J2S-200CP는 디지털 I/O 또는 CC-Link 네트워크 신호로 활성화되는 최대 31개의 포인트 테이블 위치를 갖춘 내장형 단일 축 위치 지정을 통합합니다. 다른 축과의 조정이 필요하지 않은 독립형 인덱싱 위치 지정 축의 경우 CP는 전용 모션 컨트롤러 비용을 절감합니다.

호환성 참고 사항. HC-SFS153K는 MR-J2S-200 증폭기가 필요합니다.

1세대 MR-J2-200과 호환되지 않습니다. 17비트 J2-Super 엔코더 프로토콜을 디코딩할 수 없습니다. 원래 MR-J2-200 하드웨어를 실행하는 기계의 경우, HC-SF153K(키 홈 샤프트, 14비트 엔코더, 동일한 기계적 치수)가 올바른 모터입니다. 갱신 어댑터 키트 없이는 MR-J3 또는 MR-J4 증폭기와 호환되지 않습니다.Q4: 절대 엔코더 백업 배터리는 어디에 있습니까?타이밍 벨트 및 동기 드라이브 주 축.

모터가 타이밍 벨트 감속기를 구동하는 기계 축(3,000 rpm 서보 모터에서 매우 일반적인 구성)은 표준 설계 관행으로 키 홈 풀리를 사용합니다. 벨트 장력은 풀리 허브를 방사형으로 사전 장착하고, 키는 벨트 드라이브의 방사형 및 접선 하중의 조합 하에서 풀리가 샤프트에서 회전하는 것을 방지합니다. HC-SFS153K의 키 홈 샤프트는 이러한 드라이브에 정확히 필요한 것입니다.

웜 기어 입력 드라이브. 회전 인덱싱 테이블, 서보 구동 터렛 및 웜 기어 감속기를 사용하는 각도 위치 지정 메커니즘은 키 홈 커플링 허브를 통해 모터를 웜 샤프트에 연결합니다. 웜 드라이브의 역구동 저항은 모터가 서보 잠금보다는 기어 감속을 통해 위치를 유지하는 경우가 많으며, 키 결합은 위치 지정 주기 및 유지 단계 전체에서 모터-웜 커플링이 기계적으로 확실하도록 보장합니다.

컨베이어 및 이송 시스템의 체인 스프로킷 드라이브. 체인 드라이브를 사용하는 서보 구동 컨베이어 섹션 및 이송 메커니즘은 키 홈 보어를 사용하여 모터 샤프트에 스프로킷을 장착합니다. 체인 드라이브는 간헐적인 충격 하중을 가합니다(각 체인 링크 결합은 짧은 토크 스파이크를 생성함). 키 결합은 마찰 클램핑이 점진적으로 어려워지는 곳에서 이러한 주기적 충격 입력을 견고하게 처리합니다.

CNC 공작 기계 보조 축 드라이브. 팔레트 체인저 회전 축, 회전 공구 매거진 드라이브 및 CNC 머시닝 센터의 칩 컨베이어 드라이브는 종종 모터-메커니즘 인터페이스에서 키 홈 커플링을 사용합니다. 특히 축이 키 홈 샤프트 입력을 중심으로 설계된 기존 기어 메커니즘에 연결되는 경우에 그렇습니다.

섬유 및 컨버팅 기계 구동 롤. 슬리팅 기계, 라미네이팅 라인 및 섬유 가공 장비의 공급 롤 및 장력 롤 드라이브는 롤 허브가 제품 범위 전체에서 구동 샤프트에 키 홈으로 연결됩니다. 이러한 기계에서 모터를 교체할 때 롤 허브를 변경하지 않고 모터가 동일한 키웨이 사양을 가지고 있으면 간단합니다.

자주 묻는 질문Q1: HC-SFS153K가 1.5kW임에도 불구하고 MR-J2S-100 대신 MR-J2S-200 증폭기를 사용하는 이유는 무엇입니까?

증폭기 클래스는 모터의 전력 등급뿐만 아니라 전류 요구량에 의해 결정됩니다. 3,000 rpm 및 1.5kW에서 HC-SFS153K는 MR-J2S-100의 정격 출력보다 높은 전류를 소비합니다. Mitsubishi의 모터-증폭기 호환성 표는 3,000 rpm에서 HC-SFS153 및 HC-SFS203에 대해 MR-J2S-200을 확인합니다. 이는 HC-SFS152(2,000 rpm에서 1.5kW)도 MR-J2S-200을 사용하는 것과 일치합니다. 이 전력 및 속도 조합에서의 전류 범위는 모터의 명판 와트수와 관계없이 더 큰 증폭기를 필요로 합니다.

Q2: HC-SFS153K(키 홈)와 HC-SFS153(직선 샤프트)의 실질적인 차이점은 무엇입니까?

성능 사양은 동일합니다. 즉, 4.78 Nm 정격 토크, 14.3 Nm 피크, 동일한 엔코더, 동일한 증폭기입니다. 차이점은 순전히 샤프트-허브 토크 경로입니다. HC-SFS153K의 가공된 키웨이는 키의 전단 단면을 통해 기계적으로 토크를 전달합니다. HC-SFS153의 직선 샤프트는 커플링 허브의 마찰 클램핑에 의존합니다. 키 홈 변형은 구동 부품에 키 홈 보어가 있거나, 메커니즘에 주기적 역회전 또는 충격 하중이 포함되거나, 진동 하에서 장기적인 토크 경로 무결성이 설계 우선 순위인 경우에 적합합니다. 깨끗한 수평 축의 매끄러운 보어 정밀 커플링의 경우 직선 샤프트 HC-SFS153이 더 간단하고 동등하게 안정적입니다.

Q3: MR-J2-200 1세대 증폭기를 실행하는 기계에서 HC-SFS153K가 HC-SF153K를 대체할 수 있습니까?

아니요. HC-SFS153K의 17비트 엔코더는 1세대 MR-J2-200 증폭기와 호환되지 않습니다. 원래 MR-J2-200 하드웨어와 호환되는 것은

HC-SF153K

(키 홈 샤프트, 14비트 엔코더)뿐입니다. 기계가 이미 MR-J2S-200 증폭기로 업그레이드된 경우, HC-SFS153K는 기계적으로 직접 교체할 수 있으며, 더 높은 엔코더 해상도는 자동적인 이점입니다.Q4: 절대 엔코더 백업 배터리는 어디에 있습니까?배터리 —

Mitsubishi A6BAT 리튬 셀

— 는 MR-J2S-200 서보 증폭기 내부에 있으며 모터에는 없습니다. 전원이 꺼진 기간 동안 다회전 절대 카운터를 유지합니다. 증폭기에서 첫 번째 배터리 부족 경보가 발생하면 교체하십시오. 지연하지 마십시오. 배터리가 완전히 방전되면 다회전 카운터가 재설정되어 다음 시작 시 축이 생산으로 복귀하기 전에 참조 복귀 사이클이 필요합니다. 고가용성 기계에서는 배터리 부족 경보를 즉각적인 유지 보수 작업으로 처리해야 합니다.Q5: HC-SFS153K는 단종되었습니다. 소싱 및 업그레이드 옵션은 무엇입니까?HC-SFS153K는 Mitsubishi 서보 부품 전문 업체를 통해 잉여 재고 및 테스트된 리퍼비시 제품으로 계속 사용할 수 있으므로 기존 J2-Super 플랫폼 기계를 유지 관리하는 데 실용적인 옵션입니다. 새로운 기계 설계 또는 전체 플랫폼 업그레이드의 경우, 현재 세대 해당 제품은

HG-KR 또는 HF-KP 시리즈와 MR-J4 또는 MR-JE 증폭기

에서 가져옵니다. 그러나 엔코더 프로토콜이 호환되지 않으므로 모터와 증폭기를 함께 교체해야 합니다. 증폭기가 여전히 작동 중인 HC-SFS153K 장치가 많은 기계의 경우, 잉여 모터 소싱을 통해 기존 J2-Super 플랫폼을 유지하는 것이 전체 드라이브 시스템 업그레이드보다 비용 효율적인 경우가 많습니다.