Mitsubishi HC-SFS352 (HCSFS352) — 3.5kW AC 서보 모터, 직선 샤프트, 브레이크 없음, 2000 rpm, MELSERVO J2-Super 시리즈

제품 개요

부품 번호: HC-SFS352

또한 검색됨: HCSFS352, HC SFS 352, HC-SFS-352

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

분류: 중간 관성 AC 브러시리스 서보 모터 — 3.5 kW, 200V 클래스, 2000 rpm, 직선 샤프트, 브레이크 없음

해당 범위 내 모터

Mitsubishi HC-SFS352 는 J2-Super 서보 플랫폼에서 특정하고 명확하게 정의된 위치를 차지합니다. 일반 용도의 경량 축을 다루는 보급형 2kW 모터도 아니고, 가장 무거운 공작 기계 및 산업 기계 구동에 사용되는 상위 등급의 5kW 또는 7kW 유닛도 아닙니다. 3.5kW 중간 단계로, 2kW를 넘어섰지만 5kW는 애플리케이션 요구 사항보다 많은 축을 처리하는 모터입니다.

실질적으로: 2,000 rpm에서 16.7 Nm의 연속 토크. 가속 시 요청 시 51 뉴턴미터 사용 가능. 다른 모든 대형 HC-SFS 변형과 볼트 서클을 공유하는 176 x 176 mm 플랜지. 정밀 서보 커플링 장치에 깔끔하게 연결하기 위한 직선 샤프트. 브레이크 없음 — 서보 잠금 장치가 축을 정지 상태로 유지하며, 전자 브레이크가 요구하는 배선 복잡성, 릴레이 유지 보수 및 추가 패널 리소스가 없습니다.

이 모든 것 뒤에는 J2-Super 플랫폼의 17비트 직렬 절대 엔코더가 있습니다: 회전당 131,072개의 위치, MR-J2S-350 증폭기의 배터리로 전원 차단 시에도 다회전 절대값 유지, 모든 재시동 시 즉각적인 절대 위치 보고. 엔코더는 HC-SFS352를 1세대 HC-SF352보다 기계적 및 작동적으로 향상시키는 요소입니다 — 더 높은 해상도, 호밍 없이 절대 위치, 더 미세한 피드백 세분화로 인한 더 나은 저속 속도 부드러움.

기술 사양

16.7 Nm 연속: 해당 토크의 실제 용도

토크는 서보 축의 통화이며, 16.7 Nm 연속은 추상적인 사양 번호가 아닌 구체적인 기계적 용어로 이해해야 합니다.

피치 10mm, 효율 90%의 볼 스크류 축에서 16.7 Nm의 지속적인 모터 토크는 약 9.4 kN의 축 방향 공급력으로 변환됩니다. 이는 중간에서 중량급 머시닝 센터 테이블 축을 열 한계에 도달하지 않고 전체 생산 공급 속도로 구동하기에 충분합니다. 16mm 피치 스크류 — 더 큰 기계에서 빠른 이송 속도가 중요한 경우 — 16.7 Nm은 약 5.9 kN의 지속적인 축 방향 힘을 생성합니다. 두 시나리오 모두 모터를 과부하하지 않고 실제 생산 절단 부하의 상당한 범위를 다룹니다.

토크 제어 모드로 작동하는 권선 및 장력 드라이브의 경우, 2,000 rpm에서 16.7 Nm은 롤 직경에 걸쳐 사용 가능한 작동 토크 범위를 설정합니다. 롤 직경이 커지고 라인 속도를 유지하기 위한 모터 속도가 떨어지면, 사용 가능한 토크는 16.7 Nm으로 유지됩니다 — 또는 정격 속도 미만으로 작동하는 경우, 열 한계를 초과하지 않고 토크-속도 특성에서 더 많은 토크를 사용할 수 있습니다. 이것이 3.5kW 중간 프레임 서보 모터가 중형 권선 스테이션에 많이 사용되는 이유입니다.

50.1 Nm 피크 — 연속 토크의 정확히 3배 — 는 모터 과대 설계를 하지 않고도 빠른 위치 지정이 가능하게 합니다. 빠른 점대점 이동을 하는 3.5kW 축은 가속 램프 동안 피크 토크에서 각 사이클의 작은 부분을 소비하고, 정속도 동작 동안에는 연속 토크 이하에서 사이클의 대부분을 소비하며, 감속 시에는 또 다른 짧은 부분을 소비합니다. MR-J2S-350의 전자 열 모델은 이 듀티 사이클을 지속적으로 추적하여 열 부하를 시간에 따라 통합하고 권선 온도가 손상 수준에 도달하기 전에 경고합니다. 실제로는 적절하게 설계된 축이 일반적인 위치 지정 듀티 사이클을 실행하면 정상적인 생산 조건에서는 해당 경고가 절대 트리거되지 않습니다.

HC-SFS352 대 HC-SF352: 엔코더 세대 구분

HC-SFS352와 HC-SF352는 기계적으로 동일합니다. 동일한 176 x 176 mm 플랜지. 동일한 샤프트 직경. 동일한 IP65 등급. 동일한 커플링 인터페이스. 모든 물리적 측면에서 치수적으로 상호 교환 가능하며, 하나를 위해 설계된 기계 장착은 다른 하나를 수정 없이 수용합니다.

차이점은 전적으로 엔코더와 이를 통해 생성되는 증폭기 호환성에 있습니다.

HC-SF352는 14비트 엔코더를 탑재합니다 — 회전당 16,384개의 위치. 이는 1세대 MR-J2-350 증폭기와 J2-Super MR-J2S-350 증폭기 모두와 호환되는 J2 세대 모터입니다.

HC-SFS352는 17비트 엔코더를 탑재합니다 — 회전당 131,072개의 위치, 8배의 해상도. 이는 J2-Super 세대 모터이며 MR-J2S-350 증폭기 제품군과만 호환됩니다. 1세대 MR-J2-350 증폭기는 17비트 직렬 프로토콜을 읽을 수 없으며 시작 시 즉시 오류가 발생합니다.

해상도 차이는 실질적인 결과를 가져옵니다. 회전당 8배의 엔코더 카운트는 주어진 샤프트 속도에서 8배 더 미세한 속도 피드백을 의미합니다. 이는 저속 피드율에서 더 부드러운 모터 동작 — 속도 리플 감소, 더 나은 추종 오차 성능, 느린 정속도 작동 중 더 안정적인 토크 출력으로 나타납니다. 저속 부드러움이 중요한 애플리케이션 — 표면 연삭 휠 헤드 공급, 저속 권선 드라이브, 정밀 가공 작업의 미세 마무리 패스 — 의 경우 HC-SFS352의 17비트 엔코더는 HC-SF352의 14비트 이전 모델보다 눈에 띄게 더 나은 성능을 제공합니다.

절대 위치 기능은 두 세대 모두에서 구조적으로 동일하지만, 17비트 장치의 해상도 이점은 속도 루프뿐만 아니라 절대 위치 레지스터에도 적용됩니다.

3.5kW에서의 직선 샤프트: 커플링 선택 및 설치

3.5kW 및 50.1 Nm의 최대 토크에서 HC-SFS352를 구동 메커니즘에 연결하는 커플링은 실제 작업을 수행하며, 선택 시 16.7 Nm의 정격 값뿐만 아니라 전체 토크 범위를 고려해야 합니다.

최대 토크가 커플링 선택을 결정합니다. 16.7 Nm 정격의 유연한 커플링은 정격 조건을 처리하지만 50.1 Nm에서의 모든 가속 과도 상태 동안에는 한계적입니다. 표준 접근 방식은 적절한 서비스 계수를 사용하여 최대 토크 값에서 커플링을 선택하는 것입니다 — 관성 부하에 대해 부드러운 사이클링의 경우 1.5배, 기계적 충격이 있는 애플리케이션의 경우 더 높습니다. 1.5배 서비스 계수를 사용한 50.1 Nm 최대 토크의 경우, 커플링 설계 목표는 75 Nm 이상입니다. 이는 176 x 176 mm 모터 프레임 크기에서 표준 산업용 서보 커플링 범위 내에 있으며, 샤프트 직경이 상당한 보어 용량을 지지하기에 충분히 큽니다.

이 토크 범위의 벨로우즈 커플링 및 디스크 커플링은 서보 위치 지정 축에 필요한 높은 비틀림 강성과 각도/평행 오차 수용 능력을 결합합니다. 높은 비틀림 강성은 모터와 위치 피드백 사이의 유연한 커플링이 엔코더가 측정하는 것과 부하가 실제로 수행하는 것 사이에 지연을 도입하기 때문에 중요합니다 — 이는 고이득 위치 루프에서 진동을 유발할 수 있는 유연성입니다. 3.5kW에서 적절하게 설계된 위치 지정 축의 경우, 이는 이론적인 것이 아니라 실제 설계 고려 사항입니다.

이 프레임 크기에서의 드로볼트 규칙. 176 x 176 mm 모터는 샤프트 끝에 정확히 이 목적을 위한 M12 나사 구멍이 있습니다: 설치 시 항상 드로볼트를 사용하여 커플링 허브를 샤프트에 축 방향으로 당기십시오. 대안 — 허브를 누르거나 두드리는 것 — 은 샤프트를 통해 엔코더 디스크와 후면 베어링으로 축 방향 충격을 전달합니다. 이 프레임 크기에서는 샤프트가 길어서 엔코더 끝에 도달하는 충격 에너지가 상당합니다. 손상은 즉각적인 오류를 발생시키지 않습니다. 이는 몇 주 후에 진동 하에서 간헐적인 엔코더 오류로 나타나며, 설치 이벤트로 추적하는 데 시간과 노력이 걸리는 증상입니다. 드로볼트 방식은 이를 완전히 방지하고 설치 시간을 30초 단축합니다.

키가 있는 커플링 인터페이스가 필요한 애플리케이션 — 기어 허브, 스프로킷, 웜 기어 입력, 키웨이 보어가 있는 맞춤형 풀리 — 의 경우, HC-SFS352K (키 샤프트, 브레이크 없음)은 샤프트 키웨이를 제외한 모든 면에서 HC-SFS352와 기계적 및 전기적으로 동일합니다. 두 모터 모두 동일한 MR-J2S-350 증폭기를 사용하고, 동일한 토크 사양을 가지며, 동일한 엔코더를 사용합니다.

브레이크 없음: 이 구성의 적합성

전자 브레이크가 없는 HC-SFS352는 서보 전류가 없을 때 샤프트 회전 방향으로 중력 또는 지속적인 부하 힘이 작용하지 않는 모든 3.5kW 축에 적합한 모터입니다.

이는 처음 생각하는 것보다 더 많은 경우를 포함합니다. 수평 머시닝 센터 테이블 축, 테이블 무게가 움직임 방향에 수직으로 작용하고 서보 잠금 장치가 정지 시 위치를 편안하게 유지하는 경우. 수평 컨베이어 드라이브 및 대칭 부하가 있는 이송 셔틀. 수평 평면에 장착된 회전 인덱싱 테이블은 균형 잡힌 인덱싱 메커니즘 설계로 인해 모든 스테이션 각도에서 순 중력 토크가 없는 경우. 수평 아버 축을 사용하는 권선 드라이브는 아버 베어링이 롤 무게를 지지하며 서보 축이 아닌 경우.

이 모든 것에서 MR-J2S-350의 폐쇄 루프 위치 제어를 통한 서보 잠금 장치는 안정적이고 정확하게 위치를 유지합니다. 17비트 엔코더는 샤프트 각도를 지속적으로 모니터링합니다. 증폭기는 편차가 발생하면 보정 전류로 응답합니다. 잘 조정된 축의 경우, 샤프트는 정지 시 눈에 띄게 움직이지 않습니다.

수평 축에서 브레이크를 생략하는 것의 이점은 여러 서보 축이 있는 기계에서 실질적이고 누적됩니다. 설계 및 배선할 24V DC 브레이크 회로가 없습니다. 각 축에 브레이크 릴레이 및 서지 억제기가 없습니다. PLC 프로그램에 MBR 인터록 시퀀스가 없습니다. 유지 보수 일정에서 브레이크 디스크 마모 측정이 없습니다. 움직이는 구조물의 일부인 각 축에서 더 가벼운 모터. 설정할 매개변수가 적어 시운전이 더 간단합니다.

경계는 간단합니다: 서보 전류 손실로 인해 중력 또는 기타 지속적인 힘으로 인해 부하가 움직이는 모든 축에는 브레이크가 필요합니다. 이러한 애플리케이션 — 수직 Z축, 경사 공급, 중력 하중 메커니즘 — 의 경우, HC-SFS352B (직선 샤프트, 스프링 적용 브레이크)가 올바른 사양입니다. 이 용량의 수평 및 수직 축이 혼합된 기계에서 수평 축에는 HC-SFS352를, 수직 축에는 HC-SFS352B를 지정하는 것이 최적의 설계 결과입니다.

호환 증폭기

HC-SFS352는 MR-J2S-350 증폭기 제품군 — 3.5kW 용량 J2-Super 플랫폼 — 용으로 설계되었습니다. 세 가지 인터페이스 변형:

MR-J2S-350A 는 범용 아날로그 및 펄스 열 인터페이스 증폭기입니다. CNC 컨트롤러 및 PLC에서 펄스 열 위치 명령을 수신하며, 아날로그 속도 및 토크 참조도 수신합니다. 모든 제어 모드 — 위치, 속도, 토크 및 전환 조합 P/S, S/T, T/P — 를 사용할 수 있습니다. RS-232C 포트는 매개변수 구성, 자동 튜닝 및 진단 모니터링을 위해 MR Configurator를 지원합니다. 외부 CNC 시스템 또는 PLC에서 축 명령을 받는 공작 기계 공급 축 및 일반 산업 위치 지정의 경우, 이것이 표준 선택입니다.

MR-J2S-350B 는 SSCNET 광섬유 직렬 버스를 통해 Mitsubishi A 시리즈 및 Q 시리즈 모션 컨트롤러에 연결됩니다. 모든 축 명령, 엔코더 피드백, 경보 상태 및 모니터링 데이터는 광 링크를 통해 전송됩니다 — 컨트롤러에서 축까지 별도의 펄스 또는 아날로그 배선이 없습니다. 동기화된 모션이 필요한 다축 기계 — 동시 컨투어링, 전자 기어링, 동기화 공급 축 — 의 경우, SSCNET 버스는 아날로그 및 펄스 인터페이스가 제공할 수 없는 긴밀한 실시간 축 결합을 제공합니다.

MR-J2S-350CP 는 디지털 I/O 또는 CC-Link 네트워크 명령으로 활성화되는 최대 31개의 저장된 포인트 테이블 위치를 갖춘 내장형 단일 축 위치 지정을 제공합니다. 위치 지정 로직이 대상 위치, 속도 및 가속 시간 세트로 표현될 만큼 간단한 축의 경우 별도의 모션 컨트롤러가 필요하지 않습니다. 인덱싱 회전 테이블, 셔틀 축 및 독립형 이송 메커니즘에 적합합니다.

호환성 참고 사항. HC-SFS352는 MR-J2S-350 증폭기가 필요합니다. 17비트 J2-Super 엔코더 직렬 프로토콜을 디코딩할 수 없는 1세대 MR-J2-350과 호환되지 않습니다. MR-J2-350 하드웨어를 실행하는 기계의 경우, HC-SF352 (동일한 기계 사양, 14비트 엔코더)가 올바른 모터입니다. 갱신 어댑터 키트 없이는 MR-J3 또는 MR-J4 증폭기와 호환되지 않습니다.

HC-SFS 2000 rpm 제품군 — 352의 관점

HC-SFS352는 2kW 및 5kW 용량 지점 사이에 위치하며, 모두 동일한 176 x 176 mm 장착 플랜지를 공유합니다. 이 모터 중 하나에 대해 설계된 기계 프레임은 기계적 수정 없이 네 가지 모두를 수용합니다 — 증폭기와 모터만 변경됩니다. 2~7kW 용량 범위 전체에 걸친 이러한 기계적 일관성은 상당한 설계 이점입니다: 다른 축 토크 요구 사항을 가진 기계 변형은 공통 구조 설계를 공유할 수 있습니다.

HC-SFS202 (9.55 Nm)에서 HC-SFS352 (16.7 Nm)로의 토크 단계는 약 75%입니다. 축이 HC-SFS202의 연속 토크 상한선 근처에서 정기적으로 작동하고 생산에서 간헐적인 과부하 경고가 발생하는 경우 이 간격은 의미가 있습니다. HC-SFS352로 이동하면 모터 마운트 자체를 넘어서는 기계적 설계 변경 없이 상당한 여유 공간을 제공합니다 — 동일한 플랜지, 다른 증폭기 클래스.

HC-SFS 2000 rpm 범위의 모든 모델은 네 가지 샤프트 및 브레이크 구성으로 제공됩니다: 직선 샤프트 (HC-SFS352), 브레이크가 있는 직선 샤프트 (HC-SFS352B), 키 샤프트 (HC-SFS352K), 브레이크가 있는 키 샤프트 (HC-SFS352BK). 증폭기 페어링은 네 가지 변형 모두에 대해 MR-J2S-350입니다.

일반적인 응용 분야

수평 머시닝 센터 공급 축. 수직 머시닝 센터, 수평 머시닝 센터 및 브릿지 밀의 X 및 Y 테이블 축으로 중간에서 중량급 테이블 및 작업물 질량을 처리합니다. 16.7 Nm의 연속 토크는 과부하 없이 생산 공급 속도를 유지합니다. 50.1 Nm의 최대 토크는 빠른 이송 중에 테이블 질량을 효율적으로 가속합니다. 17비트 엔코더는 완성된 작업물의 치수 정확도에 필요한 해상도로 위치 루프를 닫습니다.

대형 플라즈마 및 워터젯 절단기 갠트리 축. 브릿지 또는 캐리지 질량과 필요한 이송 속도가 함께 3.5kW를 요구하는 대형 절단 테이블의 서보 구동 갠트리 브릿지 및 캐리지 축. 직선 샤프트는 랙 앤 피니언 또는 타이밍 벨트 갠트리 드라이브에 연결됩니다. 절대 엔코더는 시작 시 호밍을 제거하며, 이는 갠트리가 수 미터 이동 범위의 어느 위치에서든 멈출 수 있는 대형 절단 테이블에서 중요합니다.

중형 권선 및 언와인딩 장력 드라이브. 롤 직경이 변함에 따라 일정한 웹 장력을 유지하기 위해 토크 제어 모드로 작동하는 종이, 필름 및 컨버팅 라인의 권선 스테이션 드라이브. 16.7 Nm의 지속적인 토크 용량은 중급 권선 스테이션의 장력 및 속도 작업 범위를 다룹니다. J2-Super 증폭기의 실시간 자동 튜닝은 롤 직경이 커짐에 따라 변하는 관성을 관리합니다.

이송 기계 및 셔틀 축. 머시닝 셀 및 조립 이송 라인의 서보 구동 이송 셔틀 드라이브, 팔레트 이송 축 및 부품 취급 메커니즘. 이 토크 요구 사항을 가진 수평 이송 메커니즘은 브레이크 없는 HC-SFS352에서 깨끗하게 작동합니다. 절대 엔코더는 각 셀 시작 시 호밍을 제거하며, 176 x 176 mm 프레임은 이송 기계 구조 설계의 장착 요구 사항을 처리합니다.

CNC 연삭기 공급 및 드레싱 축. 원통형, 표면 및 프로파일 연삭기의 연삭 휠 헤드 공급 축, 테이블 구동 축 및 휠 드레싱 메커니즘 드라이브. 17비트 엔코더 해상도는 연삭 사이클 및 스파크 아웃 작업에 사용되는 미세 위치 증분을 지원합니다. 직선 샤프트는 기계의 정확도 요구 사항에 적합한 강성 벨로우즈 또는 디스크 커플링을 통해 정밀 볼 스크류 어셈블리에 연결됩니다.

자주 묻는 질문

Q1: HC-SFS352와 HC-SF352의 실제 차이점은 무엇입니까?

두 모터 모두 3.5kW, 2000 rpm, 176 x 176 mm 플랜지의 직선 샤프트 장치이며 기계적 치수 및 IP65 보호 기능이 동일합니다. 차이점은 엔코더 세대입니다. HC-SF352는 14비트 엔코더를 사용합니다 (16,384 ppr) 및 1세대 MR-J2-350 및 J2-Super MR-J2S-350 증폭기 모두와 호환됩니다. HC-SFS352는 17비트 엔코더를 사용합니다 (131,072 ppr) 및 MR-J2S-350 증폭기만 필요합니다. 이미 MR-J2S-350 증폭기를 실행 중인 기계의 경우, HC-SFS352는 더 높은 해상도와 더 나은 저속 성능을 위해 선호되는 선택입니다. 여전히 원래 MR-J2-350 하드웨어를 사용하는 기계의 경우, HC-SF352가 호환되는 모터입니다.

Q2: HC-SFS352가 MR-J2S-200이 아닌 MR-J2S-350 증폭기를 특정하게 필요로 하는 이유는 무엇입니까?

증폭기 클래스는 모터의 정격 출력 및 전류 요구 사항에 맞춰집니다. 3.5kW에서 HC-SFS352는 MR-J2S-200이 공급하도록 정격된 것보다 더 많은 전류를 소비합니다. Mitsubishi의 호환성 표는 명시적입니다: MR-J2S-200은 최대 2kW 모터 (및 1.5kW 및 2kW 3000 rpm 변형)와 페어링되는 반면 MR-J2S-350은 3.5kW 용량 그룹에 대한 올바른 증폭기입니다. 과소 평가된 증폭기를 사용하면 정상적인 생산 작업 중에 과부하 오류가 발생합니다.

Q3: HC-SFS352를 브레이크 없이 수직 축에 사용할 수 있습니까?

축이 기계적 고정 없이 안전하다는 것을 신중하게 확인한 후에만 가능합니다. 서보 잠금 장치는 정상 작동 조건에서 증폭기가 활성화될 때 위치를 안정적으로 유지하지만, 서보 전류가 예기치 않게 0으로 떨어지면 아무런 제약도 제공하지 않습니다. 서보 오프 시 부하가 중력에 의해 떨어지거나 움직이는 수직 축의 경우, HC-SFS352B (스프링 적용 브레이크가 있는 직선 샤프트)가 올바른 사양입니다. 확인된 수평 또는 대칭적으로 균형 잡힌 축 — 서보가 비활성일 때 샤프트 회전 방향으로 순 힘이 작용하지 않는 경우 — 에는 브레이크가 없는 HC-SFS352가 더 깔끔하고 올바른 사양입니다.

Q4: 절대 엔코더 백업 배터리는 어디에 있으며 언제 교체해야 합니까?

백업 배터리 — Mitsubishi A6BAT 리튬 셀 — 는 모터가 아닌 MR-J2S-350 서보 증폭기 내부에 있습니다. 모든 전원 차단 기간 동안 다회전 절대 카운터를 유지합니다. 배터리 교체는 모터 또는 커플링을 만질 필요가 없는 패널 수준의 작업입니다. 첫 번째 저전력 배터리 경고가 증폭기에서 발생하면 A6BAT를 교체하십시오. 완전히 방전된 배터리는 다회전 카운터를 재설정하고 축이 생산을 재개하기 전에 참조 복귀 사이클이 필요합니다. 호밍 이동에 준비가 필요하거나 위험이 따르는 모든 기계에서 저전력 배터리 경고는 즉각적인 유지 보수 항목으로 처리해야 합니다.

Q5: HC-SFS352는 아직 사용 가능하며 장기적인 대체 경로는 무엇입니까?

HC-SFS352는 Mitsubishi에서 단종되었지만, 산업 자동화 잉여 부품 판매점 및 Mitsubishi 서보 전문 공급업체를 통해 새 재고 및 테스트된 리퍼비시 제품으로 계속 사용할 수 있습니다. J2-Super 하드웨어에 전념하는 기계의 경우, 이 소싱 경로는 잘 확립되어 있습니다. 새로운 기계 설계 또는 전체 플랫폼 업그레이드의 경우, 현재 세대의 기계적 등가물은 HG-SR352 (MR-J4 시리즈, 3.5kW, 2000 rpm, 22비트 엔코더, 176 x 176 mm 플랜지, IP67)이며 MR-J4-350 증폭기와 페어링됩니다. HC-SFS352에서 HG-SR352로 업그레이드하려면 모터와 증폭기를 모두 일치하는 쌍으로 교체해야 합니다.