미쓰비시 HC-SFS502BK (HCSFS502BK) — 5kW AC 서보 모터, 키드 샤프트 + 브레이크, MELSERVO-J2S 시리즈

제품 식별

부품 번호: HC-SFS502BK

검색어도 사용됨: HCSFS502BK, HC-SFS-502BK

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

모터 유형: AC 브러시리스 서보 모터 — 전자 브레이크가 있는 키드 샤프트, 2000 rpm

상태: 새 제품, 공장 밀봉

미끄러지거나 드리프트할 수 없는 축을 위해 제작됨

HC-SFS502BK를 정확하게 정의하는 두 가지 요구 사항이 있습니다. 하나는 구동 메커니즘이 양의 키-허브 토크 연결을 필요로 하고, 다른 하나는 서보 전원이 제거될 때 안전한 기계적 고정을 요구하는 축 설계입니다. 5kW, 연속 23.9Nm, 피크 71.6Nm의 이 모터는 두 요구 사항 모두 실제 엔지니어링 무게를 가지는 용량 수준에 있습니다. 여기서 미끄러지는 커플링은 복구 가능한 성가심이 아니라 생산 중단 오류이며, 부하 상태에서 서보 제어를 잃은 브레이크 없는 축은 진정한 안전 문제입니다.

키드 샤프트와 스프링 작동식 전자 브레이크는 독립적인 문제에 대한 독립적인 솔루션입니다. 키웨이는 토크 전달 인터페이스를 처리합니다. 모터 샤프트와 구동 부품 사이에 직접적이고 마찰에 독립적인 기계적 연결을 제공하며, 생산 서보 축 작동의 주기적이고 역방향 부하 하에서 마찰만으로 작동하는 클램프 인터페이스에서 발생할 수 있는 미세 미끄러짐에 면역입니다. 브레이크는 서보가 의도적으로 또는 예기치 않게 전원이 차단되었을 때 발생하는 상황을 처리합니다. 스프링이 즉시 작동하고 샤프트가 기계적으로 고정되며 제어 시스템에서 무슨 일이 일어나든 축이 움직이지 않습니다.

MELSERVO-J2S 플랫폼에서 HC-SFS502BK는 해당 기계 사양에 J2-Super 기능을 모두 추가합니다. 즉, 17비트 직렬 절대 엔코더(회전당 131,072 위치), MR-J2S-500 증폭기와 호환되며, J2-Super 세대의 향상된 프로세서 아키텍처로 가능한 고대역폭 폐쇄 루프 성능을 제공합니다. 새 제품, 공장 밀봉, 재고 있음.

기술 사양

키드 샤프트: 5kW에서 양의 토크 전달

연속 23.9Nm 및 피크 71.6Nm에서 샤프트-허브 인터페이스에 대한 기계적 요구 사항은 사소하지 않습니다. 피크 수치는 설계 부하입니다. 71.6Nm은 축이 직면하는 최악의 작동 조건에서 샤프트와 허브 사이에 상대적인 움직임 없이 커플링이 전달해야 하는 값입니다. 서보 축에서 해당 조건은 일반적으로 최대 속도 가속 직후의 급격한 역회전 또는 최대 급속 이동 속도에서 갑작스러운 정지로의 급격한 감속입니다. 이 둘 중 어느 것도 CNC 공작 기계 작동에서 드물지 않습니다. 생산 교대 근무 전반에 걸쳐 반복적으로 발생합니다.

일반 직선 샤프트에서 허브는 마찰을 통해 토크를 전달합니다. 허브 보어와 샤프트 외경 사이의 클램프 힘은 71.6Nm에서 미끄러짐을 방지하기에 충분해야 하며, 이 힘은 허브 보어 공차, 샤프트 표면 마감, 고정 나사 토크 및 인터페이스의 오염 부재에 따라 달라집니다. 이러한 각 요인은 생산 환경에서 시간이 지남에 따라 저하될 수 있습니다. 첫 해에는 문제가 없었던 미미한 클램프가 두 번째 해에는 진동 마모로 인해 샤프트 표면이 약간 변경되거나 고정 나사 예압이 완화된 후 미세 미끄러짐이 발생할 수 있습니다.

키웨이는 기본 메커니즘을 변경합니다. 토크는 키의 전단 단면적을 통해 흐릅니다. 이는 표면 조건 변경으로 저하되지 않고, 진동으로 완화되지 않으며, 마찰 인터페이스 품질에 의존하지 않는 직접적인 기계적 경로입니다. 서보 축 작동의 역방향 및 충격 부하 하에서 적절하게 장착된 키 연결은 동일한 용량 수준의 마찰 클램프 인터페이스보다 긴 서비스 수명 동안 본질적으로 더 안정적입니다.

키웨이가 5kW에서 본질적으로 필수적인 경우:

모터 측 기어 허브가 키드 보어이고 모터 샤프트가 일치해야 하는 웜 기어 회전 테이블 입력. 대형 볼스크류 축의 타이밍 벨트 드라이브 풀리. 마찰로 클램프된 풀리 허브를 결국 회전시키는 반복적인 벨트 장력 역전. 체인 스프로킷 드라이브. 체인 결합 충격 하중이 주기적이고 방향 비대칭적인 팔레트 이송 시스템. 샤프트와 구동 부품 간의 양의 각도 등록이 메커니즘의 작동 원리의 일부인 기계적 클러치 드라이브 인터페이스.

설치:샤프트 끝 나사 구멍과 드로볼트를 사용하여 커플링 허브를 장착합니다. 절대로 충격으로 장착하지 마십시오. 이 모터의 질량과 샤프트 단면적에서 허브 설치 중 발생하는 모든 축 방향 충격은 모터 후면의 엔코더 디스크로 직접 전달됩니다. 결과적인 손상은 즉각적인 오류를 거의 유발하지 않습니다. 서비스 몇 달 후 진동 하에서 간헐적인 엔코더 경보를 발생시키는 경향이 있으며, 원래 설치 이벤트와 명확한 관련이 없습니다.

전자 브레이크: 이 규모에서의 안전한 고정

모터 용량이 증가함에 따라 스프링 작동식 브레이크의 중요성이 커집니다. 왜냐하면 부하 용량이 비례적으로 증가하기 때문입니다. 대형 VMC Z-컬럼, 로드된 팔레트 셔틀 또는 무거운 회전 테이블 메커니즘을 구동하는 5kW에서, 서보 전류가 0으로 떨어질 때 축이 예기치 않게 움직이면 축이 정지 상태에 저장된 에너지(중력 잠재력 또는 기계적 예압)는 실제 위험을 나타냅니다.

HC-SFS502BK의 브레이크는 기계적으로 간단합니다. 24V DC가 없을 때 스프링이 마찰 디스크를 브레이크 플레이트에 고정하고, 24V가 있을 때 코일이 이를 분리합니다. 스프링은 전원 제거 시 계획적, 비계획적, 점진적 또는 순간적인 제거 여부에 관계없이 작동합니다. 브레이크 메커니즘 자체에는 제어 로직이 없습니다. 활성화하기 위해 소프트웨어 명령이 필요하지 않습니다. 컨트롤러와 브레이크 사이의 신호 경로는 참여를 방지하는 방식으로 실패할 수 없습니다. 전원이 없을 때 브레이크의 기본 상태는 항상 잠겨 있습니다.

5kW 및 해당 용량의 축에 맞는 부하 질량에서 해당 기본 잠금 특성은 상당히 중요합니다. 브레이크가 없는 5kW Z-컬럼 드라이브가 서보 제어를 잃으면 마찰이 멈출 때까지 중력을 따릅니다. 멈추기 전에 이동하는 거리는 무시할 수 없으며, 컬럼 아래의 공작물, 공구 및 고정 장치가 해당 경로에 있습니다. HC-SFS502BK가 장착된 동일한 컬럼은 24V DC가 제거되는 즉시 제자리에 고정됩니다. 종료 시퀀스 중 설계에 따라, 릴레이 드롭아웃 시 비상 정지 시, 또는 전원 손실 시 자동으로 작동합니다.

이 용량 수준에서 세 가지 설치 요구 사항:

항상 MR-J2S 증폭기의 MBR(전자 브레이크 인터록) 출력을 사용하여 브레이크 릴레이를 제어하십시오. MBR 신호는 증폭기가 모터가 정지 상태로 감속되었음을 확인한 후 브레이크가 작동하도록 타이밍을 맞춥니다. 회전하는 5kW 모터 샤프트에 스프링을 작동시키면 상당한 기계적 충격이 발생하여 브레이크 마찰 표면이 손상되고 최악의 경우 브레이크 수명이 몇 년에서 몇 분의 1로 단축됩니다.

브레이크 코일 단자 양단에 서지 흡수기를 장착하십시오. 릴레이나 케이블 중간이 아닌 코일에 직접 장착해야 합니다. 이 전력 수준에서 24V DC가 억제되지 않은 코일을 차단할 때 발생하는 유도 스파이크는 릴레이 접점과 디지털 출력 회로를 손상시키기에 충분합니다. 효과적이려면 흡수기를 코일 가까이에 배치해야 합니다.

수직 및 중력 하중 축의 경우, 미쓰비시의 문서화된 지침은 권장 최대 정적 불균형 토크를 모터의 연속 정격 토크의 70% 이하(이 모터의 경우 약 16.7Nm)로 설정합니다. 모터 샤프트에서 더 높은 불균형 중력 토크를 갖는 축 설계는 서보 및 브레이크 시스템에만 의존하는 대신 기계적 균형추를 통합해야 합니다.

17비트 엔코더: 5kW 패키지의 J2-Super 해상도

HC-SF502BK(J2 세대, 14비트, 16,384 ppr)에서 HC-SFS502BK(J2S 세대, 17비트, 131,072 ppr)로의 전환은 동일한 하드웨어에서 8배의 엔코더 해상도 증가입니다. 5kW 및 2,000rpm에서 그 효과는 이론적이라기보다는 실용적입니다.

속도 추정 정확도는 해상도에 비례하여 향상됩니다. MR-J2S 증폭기는 고정된 샘플 간격으로 연속적인 엔코더 위치 샘플에서 속도를 파생합니다. 회전당 131,072개의 위치를 사용할 수 있으므로, 각 샘플 간 증가는 16,384 ppr보다 8배 더 미세하며, 속도 루프가 받는 속도 추정치는 그에 따라 더 깨끗합니다. 더 깨끗한 속도 신호는 불안정성 없이 속도 루프에서 더 높은 비례 이득을 지원하며, 더 높은 이득은 방해 요소(절삭력, 부하 변경, 전송 컴플라이언스 효과)를 더 빠르게 거부하여 축 속도를 명령 프로파일에서 벗어나게 합니다.

저속 성능도 향상됩니다. 느린 이송 속도로 작동하는 축(컨투어링 작업, 정밀 보링, 나사 절삭)에서 엔코더의 해상도는 속도 루프가 속도를 얼마나 부드럽게 조절할 수 있는지에 직접적인 영향을 미칩니다. 저속에서 더 거친 위치 증가는 가공 표면에 주기적인 패턴으로 나타나는 속도 리플을 생성합니다. 17비트 엔코더는 해당 리플을 상당히 줄여주며, 이 효과는 이 용량 수준의 정밀 저속 작업에서 표면 마감에 명확하게 나타납니다.

절대 기능은 엔코더 해상도에 관계없이 해당 값을 유지합니다. MR-J2S 증폭기의 A6BAT 리튬 배터리는 모든 전원 차단 시에도 다회전 절대 위치 카운터를 영구적으로 유지합니다. 계획된 종료, 비상 정지 복구 또는 경보 재설정 후 모든 재시작 시 축은 정확한 절대 위치로 올라옵니다. 참조 복귀가 필요 없으며, 의무적인 호밍 사이클로 인한 생산 시간 손실이 없습니다.

호환 증폭기

HC-SFS502BK는 MR-J2S-500 클래스 증폭기를 필요로 합니다. 세 가지 변형은 주요 시스템 아키텍처를 다룹니다:

MR-J2S-500A — 범용 인터페이스로, CNC 시스템 및 PLC에서 아날로그 속도 명령과 펄스 열 위치 명령을 수락합니다. 위치, 속도 및 토크 제어 모드를 지원합니다. RS-232C를 통한 MR Configurator를 통한 설정 및 모니터링.

MR-J2S-500B — 미쓰비시 모션 컨트롤러용 SSCNET 광섬유 직렬 버스 인터페이스. A 시리즈 또는 Q 시리즈 모션 컨트롤러에서 네트워크를 통해 전달되는 궤적 명령을 사용한 조정된 다축 보간. 모든 서보 축이 조정된 모션 제어 하에 있는 기계 설계의 표준 선택입니다.

MR-J2S-500CP — 저장된 포인트 테이블이 있는 내장형 위치 지정 기능. 최대 31개의 대상 위치가 증폭기에 저장되며 I/O 또는 CC-Link 명령으로 활성화됩니다. 전용 모션 컨트롤러가 없는 독립형 위치 지정 애플리케이션에 적합합니다.

세 가지 변형 모두 17비트 엔코더를 지원하며 25A 연속 정격입니다. HC-SFS502BK는 원래 MR-J2-500 증폭기와 호환되지 않습니다. J2S 엔코더 프로토콜은 1세대 J2 하드웨어에서 읽을 수 없습니다. 또한 MR-J3 또는 MR-J4 증폭기와도 호환되지 않습니다. 원래 MR-J2-500 하드웨어를 실행하는 기계의 경우, HC-SF502BK(J2 세대, 14비트 엔코더, 동일한 기계 사양)가 올바른 소싱 대상입니다.

HC-SFS502BK, HC-SFS 2000 rpm 범위

502 용량 지점 내에서 네 가지 접미사 변형이 전체 샤프트 및 브레이크 매트릭스를 다룹니다:

네 가지 모두 동일한 176 × 176 mm 플랜지, 17비트 엔코더, 23.9 Nm / 71.6 Nm 토크 수치 및 MR-J2S-500 증폭기 요구 사항을 공유합니다. 샤프트 유형과 브레이크 존재 여부는 전기 사양에 영향을 미치지 않습니다.

일반적인 응용 분야

기어 또는 벨트 커플링이 있는 대형 수직 머시닝 센터의 VMC Z축. 중력 하중을 받는 스핀들 헤드 축은 BK 접미사의 전형적인 응용 분야입니다. 서보 오프 시 기계적 고정은 협상 불가하며, Z축 볼스크류 드라이브가 모터와 볼스크류 입력 샤프트 사이에 기어 또는 벨트 감속을 사용하는 경우, 키드 모터 샤프트는 드라이브 풀리 또는 기어 허브에 대한 올바른 인터페이스입니다. HC-SFS502BK는 단일 패키지에서 두 가지 요구 사항을 모두 충족합니다.

키드 스프로킷 인터페이스가 있는 HMC 팔레트 셔틀 드라이브. 수평 머시닝 센터의 팔레트 체인저는 모터 측 스프로킷 또는 풀리가 모터 샤프트에 키로 연결된 체인 또는 벨트 셔틀 드라이브를 사용합니다. 셔틀은 상당한 팔레트 질량을 운반하며 각 이송 스테이션에서 위치를 단단히 고정해야 합니다. 브레이크는 클램핑 및 언클램핑 작업 중에 작동하고, 키드 샤프트는 반복적인 고토크 셔틀 사이클 동안 드라이브 부품이 모터 샤프트에 고정되도록 합니다.

대형 회전 테이블 및 트러니언 인덱싱 드라이브. 서보 모터와 테이블 사이에 웜 기어 또는 직접 기어 감속을 사용하는 4축 및 5축 회전 테이블 드라이브는 일반적으로 키드 모터 측 기어 허브를 지정합니다. 축은 절삭 작업 중에 각도 위치를 기계적으로 고정해야 합니다. 브레이크는 절삭력이 테이블에 작용하는 동안 해당 고정을 제공합니다. 절대 엔코더는 참조 복귀 없이 모든 인덱스 사이클에서 각도 위치 지정 정확도를 보장합니다.

서보 구동 수직 액추에이터 및 리프트 메커니즘. 산업용 수직 리프트 축(공작물 리프트, 툼스톤 엘리베이터 시스템, 팔레트 호이스트)은 고연속 토크, 안전한 브레이크 고정 및 양의 샤프트 커플링 인터페이스의 필요성을 HC-SFS502BK가 다루는 사양과 정확히 결합합니다. 모터 측 드라이브 연결은 일반적으로 기어 감속 또는 리드 스크류 드라이브의 키드 허브이며, 브레이크는 모든 전원 차단 이벤트 동안 하중을 높이에서 고정합니다.

기계적 등록이 있는 이송 라인 스테이션 드라이브. 순차적인 가공 작업을 통해 부품 고정 장치를 인덱싱하는 이송 기계 서보 스테이션 드라이브는 수천 사이클 동안 등록 드리프트를 방지하는 양의 샤프트 연결과 가공 정지 중에 각 스테이션 위치를 고정하는 브레이크가 모두 필요합니다. 절대 엔코더 위치 피드백은 각 사이클에서 스테이션 인덱스가 정확하게 확인되도록 합니다.

새 제품, 공장 밀봉

공장 밀봉은 모든 보호 커버가 제자리에 있는 원래 미쓰비시 포장을 의미합니다. 키웨이와 키 슬롯을 보호하는 샤프트 끝 캡, 엔코더 및 전원 커넥터 포트가 덮여 있고, 오일 씰이 그대로 있으며, 내부 폼 패킹이 방해받지 않았습니다. 모터와 통합 브레이크 어셈블리는 전원이 공급되거나 설치된 적이 없습니다. 열 이력, 베어링 마모, 이전 서비스로 인한 브레이크 디스크 사이클링이 없습니다.

이 부품을 기다리며 정지된 기계의 경우, 재고가 있는 새 제품은 수리 전환 시간이나 리퍼비시 부품과 관련된 불확실성 없이 즉시 알려진 상태의 장치를 제공합니다. 이 용량 및 구성이 여러 중요 축에 나타나는 작업의 계획된 예비 부품 재고의 경우, 공장 밀봉된 장치는 일관되게 커미셔닝 가능한 재고를 제공합니다.

브레이크 어셈블리가 있는 5kW 프레임의 일반적인 무게에서 HC-SFS502BK는 질량에 비례하는 포장으로 배송됩니다. 안정적인 온도, 낮은 습도 및 진동이 없는 곳에 보관된 공장 밀봉 재고는 몇 년 동안 전체 사양을 유지합니다. 5년이 지나면, 설치 검사의 일부로 느린 사전 커미셔닝 샤프트 회전은 모터가 서비스에 들어가기 전에 베어링 그리스를 재분배하는 데 도움이 됩니다.

자주 묻는 질문

Q1: HC-SFS502BK와 호환되는 증폭기는 무엇입니까?

HC-SFS502BK는 MELSERVO-J2S 플랫폼의 MR-J2S-500 클래스 증폭기를 필요로 합니다. 세 가지 주요 변형은 MR-J2S-500A(범용 아날로그/펄스 명령), MR-J2S-500B(미쓰비시 모션 컨트롤러용 SSCNET 광섬유 버스), 및 MR-J2S-500CP(내장형 포인트 테이블 위치 지정)입니다. 모두 17비트 엔코더와 25A 정격 전류를 지원합니다. 이 모터는 원래 MR-J2-500 증폭기 또는 MR-J3 / MR-J4 증폭기와 호환되지 않습니다.

Q2: HC-SFS502BK와 HC-SF502BK의 차이점은 무엇입니까?

두 모터 모두 5kW, 23.9 Nm, 전자 브레이크가 있는 키드 샤프트, 176 × 176 mm 플랜지를 가지고 있어 장착 시 물리적으로 교체 가능합니다. 차이점은 엔코더 세대입니다. HC-SF502BK는 14비트 엔코더(16,384 ppr)를 사용하며 MR-J2 및 MR-J2S 증폭기와 작동합니다. HC-SFS502BK는 17비트 엔코더(131,072 ppr)를 사용하며 MR-J2S 증폭기만 필요합니다. 기계가 원래 MR-J2-500 하드웨어를 실행하는 경우 HC-SF502BK를 소싱하십시오. MR-J2S-500을 실행하는 경우 두 모터 모두 호환됩니다.

Q3: 전자 브레이크는 어떻게 올바르게 배선하고 시퀀싱해야 합니까?

브레이크는 스프링 작동식이며 안전합니다. 24V DC는 브레이크를 열어두고, 전원 제거 시 스프링이 닫힙니다. 이것은 고정 장치이지, 정지 브레이크가 아니므로 모터가 정지한 후에만 작동해야 합니다. 항상 MR-J2S 증폭기의 MBR(브레이크 인터록) 출력을 통해 브레이크 릴레이를 제어하십시오. 이 출력은 증폭기가 모터가 정지 상태로 감속되었음을 확인한 후 브레이크 작동을 타이밍합니다. 회전하는 5kW 샤프트에 브레이크를 작동시키면 브레이크 마모가 빠르게 진행되고 기계적 충격이 발생합니다. 또한 브레이크 코일 단자 양단에 서지 흡수기를 장착하여 차단 시 유도 전압 스파이크를 억제하십시오.

Q4: 17비트 엔코더 배터리는 모터 안에 있습니까, 아니면 증폭기 안에 있습니까?

배터리는 서보 증폭기에 있으며 모터에는 없습니다. MR-J2S-500 증폭기 내부에 설치된 미쓰비시 A6BAT 리튬 셀은 전원 차단 기간 동안 다회전 절대 위치 카운터를 유지합니다. 증폭기가 배터리 부족 경보를 표시할 때 교체하십시오. 완전히 방전되기 전에 교체하십시오. 완전히 방전된 A6BAT는 절대 위치 카운터를 재설정하여 생산을 재개하기 전에 참조 복귀 사이클이 필요합니다. 모터 자체는 배터리가 필요 없으며 배터리 관련 유지 보수가 필요하지 않습니다.

Q5: 키드 샤프트에 커플링 허브를 장착하는 올바른 방법은 무엇입니까?

샤프트 끝의 나사 구멍을 사용하여 드로볼트, 와셔 및 너트를 허브 면에 대고 축 방향으로 허브를 샤프트에 끌어당깁니다. 절대로 망치로 두드리거나 압력으로 허브를 샤프트에 장착하지 마십시오. 이 모터의 프레임 크기에서 허브 장착 중 충격 하중은 샤프트를 통해 모터 후면의 엔코더 어셈블리로 전달되어 즉각적인 오류를 유발하지 않는 손상을 일으킵니다. 나중에 진동 하에서 간헐적인 엔코더 경보로 나타나 진단하기 어렵습니다. 드로볼트 방식은 간단하고 시간이 약간 더 걸리며 이 고장 모드를 완전히 방지합니다.