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Factory Automation

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MELSERVO-J4シリーズ サーボアンプ

業界をリードする基本性能

業界最高レベルのサーボアンプ基本性能 業界最高レベル

従来の2自由度型モデル適応制御をさらに進化させた独自の高速サーボ制御アーキテクチャを集積した専用実行エンジンを採用。2.5 kHzの速度周波数応答を実現しました。また独自開発した高分解能絶対位置エンコーダ (4,194,304 pulses/rev) の採用と相まって、高速高精度な運転が可能。ハイエンドマシンのパフォーマンスを最大限に引き出します。

高性能サーボモータによる機械性能の向上 業界最高レベル

回転型サーボモータはエンコーダの高分解能化と処理速度の向上により、更に高精度な位置決めと滑らかな回転が可能です。

高度なサーボゲイン調整機能

ワンタッチ調整 機能UP

ワンタッチチューニング機能をオンするだけで、機械共振抑制フィルタ、アドバンスト制振制御Ⅱ*1、ロバストフィルタを含めたサーボゲイン調整が完了。先進の振動抑制機能を手軽に駆使することで、装置の性能を最大限に発揮させます。リアルタイムオートチューニングでは必要だった応答性の設定も、自動で実施します。また、サーボアンプ内部で指令生成する方式を追加しました。*2

*1.1つの周波数を自動調整します。

*2.MR-J4-B/MR-J4W2-B/MR-J4W-B/MR-J4-A は、ソフトウェアバージョンC1 以降で対応しています。

アドバンスト制振制御Ⅱ 特許出願中機能UP

3慣性系の機械に対応した振動抑制アルゴリズムにより、低周波振動を2つ同時に抑制可能。調整もMR Configurator2から簡単に実施できます。
アーム先端や装置本体で発生する、約100 Hz以下の比較的低い周波数の残留振動の抑制に効果を発揮します。残留振動の抑制により整定時間を短縮できます。

ロバストフィルタ 特許出願中

印刷機や包装機など、ベルトやギアで駆動する大慣性装置において、従来制御では難しかった高応答と安定化の両立を、機能を有効にするだけの調整レスで実現。 広い周波数範囲のトルクを緩やかに低減することで、従来と比較してより大きな安定性を確保できます。

機械共振抑制フィルタの拡張 機能UP

フィルタ構造の高度化により、適用周波数範囲を100 Hz~4500 Hzから10 Hz~4500 Hzへと拡張。さらに同時適用可能なフィルタ数を2個から5個へと拡張することで、機械の振動抑制性能を向上しました。

ロストモーション補正機能 

XYテーブルなどの軌跡制御において、円弧軌跡の精度を向上します。
摩擦やねじれなどの影響によって、サーボモータ回転方向反転時に発生する、象限突起現象を抑制します。

* MR-J4W2-B/MR-J4W3-Bは非対応です。

スーパートレース制御 

定速運転時のみだけではなく、等加減速時の溜りパルスをほぼ0にすることができる制御です。剛性の高い装置において、軌跡精度を向上させることが可能です。

* MR-J4W2-B/MR-J4W3-Bは非対応です。

用途に合わせた豊富な機能

* 対応したコントローラを使用してください。

押当て制御 特許取得済

位置/速度制御から停止することなく、スムーズにトルク制御に切り換わります。ワークの押当てや挿入、キャップ締めやねじ締めなど、位置制御からトルク制御への切換えを行うアプリケーションにおいて、速度やトルクの急変がなく、機械の負荷軽減、高品質な成形が可能です。

* MR-J4-B/MR-J4W2-B/MR-J4W3-Bのみの対応です。

マスタスレーブ運転機能 

MR-J4-B*では、ドライバ間通信によりマスタ軸のトルクをスレーブ軸へ送信し、そのトルクを指令としてスレーブ軸をトルク制御運転することが可能です。 マスタ軸からスレーブ軸へのトルクデータの送信は、SSCNETⅢ/Hを介して行うため、特別な配線追加は必要ありません。

* ソフトウェアバージョンA8以降のMR-J4-Bサーボアンプで対応します。

スケール計測機能 

MR-J4-GF*1/MR-J4-B*2/MR-J4W2-B*2サーボアンプ*3では、セミクローズド制御の状態でスケール計測エンコーダを接続し、スケール計測エンコーダの位置情報をコントローラに送信することができます。
スケール計測機能を用いることで、リニアエンコーダや同期エンコーダのデータをサーボアンプ経由でサーボシステムコントローラに送信することができ、省配線化が可能です。

*1.ソフトウェアバージョンA1以降のサーボアンプで対応します。

*2.ソフトウェアバージョンA8以降のサーボアンプで対応します。MR-J4W2-0303B6は、対応していません。

*3.ご使用の機械端エンコーダに応じたサーボアンプ(MR-J4-GF/MR-J4-GF-RJ/MR-J4-B/MR-J4-B-RJ) を使用してください。

標準サーボアンプで多彩な制御・駆動システムに対応

対応サーボモータ 

MR-J4シリーズサーボアンプは標準で回転型サーボモータ、リニアサーボモータ、ダイレクトドライブモータの駆動が可能です*。

* 一部非対応の機種があります。組合せについては、カタログの「ラインアップ」を参照してください。

1軸/2軸/3軸サーボアンプ 

SSCNETⅢ/H対応サーボアンプは、1軸型に加えて、2軸一体型、3軸一体型をラインアップ。
制御軸数に合わせたフレキシブルなシステム構成が可能です。

フルクローズド制御対応

MR-J4-GF/MR-J4-B/MR-J4-Aサーボアンプは標準でフルクローズド制御に対応*1。
機械端の高精度制御を実現します*2。

*1.2線式シリアルリニアエンコーダに対応しています。4線式シリアルおよびパルス列インタフェース (ABZ相差動出力タイプ) のリニアエンコーダはMR-J4-GF-RJ/MR-J4-B-RJ/MR-J4-A-RJサーボアンプで対応しています。

*2.一部非対応の機種があります。カタログの「ラインアップ」を参照してください。

幅広い電源、容量ラインアップ 

MR-J4-B/MR-J4-Aサーボアンプでは、主回路電源三相AC200 V、三相400 V、単相AC100 Vに加え、DC48 V/24 V仕様をラインアップ。また、30 W~55 KWまでの幅広い容量に対応しています。
MR-J4-GFサーボアンプでは、主回路電源三相AC200 V、三相400 V仕様をラインアップ。MR-J4-GF-RJ/MR-J4-B-RJ/MR-J4-A-RJは、DC電源入力にも対応しました。

* 30Wは、DC48 V/24 V電源です。

最大指令パルス周波数、指令パルス

汎用インタフェース対応MR-J4-Aサーボアンプは、最大指令パルス周波数4 Mpulses/sに対応しています。(差動レシーバ時)
また、オープンコレクタ時は、シンク入力およびソース入力に対応しています。

位置決め機能内蔵でシステムの簡素化が可能

位置決め機能内蔵サーボアンプ MR-J4-A-RJ

MR-J4-A-RJ*1に位置決め機能を内蔵し、ポイントテーブル方式、プログラム方式、等分割割出し (タレット) 方式の位置決め運転が可能です。
位置決めユニット (指令パルス) なしで位置決めシステムを構築できます。位置決め指令は、入出力信号またはRS-422/RS-485通信 (最大32軸) にて実施します。位置決めデータは、MR Configurator2*2から簡単に設定できます。

*1.位置決め機能を使用する場合、ソフトウェアバージョンB3以降のMR-J4-A-RJサーボアンプを使用してください。

*2.位置決め機能を使用する場合、ソフトウェアバージョン1.25B以降のMR Configurator2を使用してください。三菱電機FAサイトから最新版に更新してください。

位置データ (目標位置)、回転速度、加減速時定数などをパラメータ感覚で設定できます。最大255点のポイントテーブルの設定が可能です。
ポイントテーブル番号を選択し、始動信号で位置決め運転を実行します。

* ポイントテーブルは、MR Configurator2に加え、サーボアンプの押しボタンおよびMR-PRU03パラメータユニットでも設定できます。

専用のコマンドで位置決めプログラムを作成することができます。プログラム番号を選択し、始動信号で位置決め運転を実行します。
ポイントテーブルより複雑な位置決め運転が可能です。最大256個のプログラムを登録することができます。
(プログラムの合計ステップ数は640ステップです。)

ステーション位置指定による位置決め(最大255分割) を行います。機械側/モータ側歯数、ステーション分割数をパラメータで設定することにより移動量の自動計算が可能です。ステーション位置番号を選択し、始動信号で位置決め運転を実行します。
回転方向指定割出しと近回り割出しの設定の他に、バックラッシュ補正やオーバライド機能も設定可能です。

* 等分割割出し (タレット) 方式は、フルクローズド制御モード、リニアサーボモータ制御モードには対応していません。

便利な機能

位置決め機能に、便利な機能を追加しました。
ソフトウェアバージョン B7以降のMR-J4-A-RJサーボアンプを使用してください。MR-J4-03A6-RJは未対応です。
簡易カム機能、エンコーダフォローイング機能、指令パルス入力スルー機能、マークセンサ入力補正機能、通信機能 (MODBUS® RTU、Point to Point 位置決め、現在位置ラッチ) により、幅広い用途に対応し、簡単に位置決めシステムを構築できます。

MR Configurator2を使用し、様々なパターンのカムデータを簡単に作成できます。外部からの指令を簡易カムの入力とし、カムデータに基づいた指令をサーボモータに出力します。外部からの指令は、指令パルスまたはポイントテーブル/プログラムNo. 指令を選択できます。

エンコーダフォローイング機能は、同期エンコーダのAB相出力信号をサーボアンプの指令パルスとして取り込み、カムデータに基づいた指令をサーボモータに出力します。
シート長、カッタ-軸の周長、およびシート同期区間に合わせたカムデータをあらかじめ設定すると、コンベア軸とカッター軸が同期したシステムを構築できます。同期エンコーダからの入力は、4 Mpulses/s まで対応しています。
指令パルス入力スルー機能は、同期エンコーダからのAB相パルスを後軸に出力します。2軸目以降もコンベア軸に同期した制御が可能となります。

マークセンサがオンのときに、送り現在位置を読み込み、サーボアンプ内で補正量を算出しカッター軸を補正します。
基準位置とのずれを補正することで、レジマークなどに合わせて切断することができます。

標準対応のRS-422/RS-485通信 (三菱汎用ACサーボプロトコル) に加え、RS-485通信 (MODBUS® RTUプロトコル) をサポートします。
MODBUS® RTUプロトコルでは、ファンクションコード03h (保持レジスタ読出し) などに対応しています。
外部機器によるサーボアンプの制御および監視が可能です。

注) 1. MR-J4-A-RJ専用RJ-45対応ケーブルおよびRJ-45対応中継コネクタ端子台が必要です。

ポイントテーブルの目標位置をあらかじめ設定しておくことにより、最大255点のPoint to Point 位置決めが可能です。
通信機能を利用して、運転中に次のポイントテーブルの目標位置を書き換えることにより、柔軟な位置決めが可能になります。

マーク検出機能 (現在位置ラッチ*) にてラッチしたデータを元に、ポイントテーブル (目標位置) を書き込むことで目標位置を補正できます。

* マーク検出信号がオンになると、現在位置をラッチします。ラッチしたデータは通信機能で読み出すことができます。

使用例: 搬送パレット上に製品が50ずれて搭載されている場合の位置補正
ポイントテーブル番号1 (目標位置1000) を指定して起動します。
運転中にマーク検出機能にて位置ずれを測定し、位置ずれ50を補正用のポイントテーブル番号2の目標位置に書き込みます。
運転完了後 (製品が50ずれた位置で停止) に、ポイントテーブル番号2を指定して起動すると、製品が50移動して正しい位置に移動します。

CC-Link IE フィールドによるオールラウンドなネットワーク

All in One ネットワーク

コントローラ分散制御・I/O 制御・モーション制御を統合するオールラウンドなフィールドネットワークです。
一つのネットワークにシーケンサ・I/O・高速カウンタ・サーボアンプ・インバータ・表示器などのフィールド機器を接続することにより、目的や用途に応じた最適なネットワークを提供します。
ラインや装置、機器のレイアウトに合わせ、スター型・ライン型・リング型* によるフレキシブルな配線を実現します。

* シンプルモーションユニットは、リング型は対応していません。

All in One エンジニアリングソフトウェア

GX Works3*1があれば、一つのソフトウェアでシーケンスプログラム、CC-Link IE フィールドネットワーク設定、シンプルモーション設定、サーボアンプ調整などシステム設計から立上げ・保守まで対応できます。

*1. GX Works2の場合、サーボ支援ソフトウェアMR Configurator2は、三菱電機FAサイトからダウンロードして無償でご使用になれます。

  • システム構成からサーボパラメータまで、「GX Works3」1つで設定。
  • CC-Link IE フィールドネットワークパラメータは簡単に設定が可能。
  • MR Configurator2と一体化することで、サーボパラメータが簡単に設定。
  • ユニットラベル、ユニットFBをドラッグ&ドロップするだけで、簡単にシーケンスプログラムを作成。
  • 豊富な補助機能で位置決めデータを簡単に作成。
  • パラメータを設定するだけで、簡単に同期制御。
  • カムデータはマウスでドラッグ&ドロップ、数値入力で簡単に作成。
  • ワンタッチ調整によりサーボ調整を自動で実施。
  • 複数軸が同時に動作する装置において、多軸調整機能により装置の立上げ時間を短縮。
  • シミュレーションにより実機なしにプログラムのデバッグが
    可能。
対応予定

CC-Link IE フィールドによるオールラウンドな駆動システム

CC-Link IE フィールドネットワーク 標準対応

MR-J4-GF(-RJ)は、CC-Link IE フィールドネットワークに標準対応しています。
高速/シームレス/Ethernetに対応したCC-Link IE フィールドネットワークに接続可能です。

CC-Link IE フィールドネットワーク カンタン位置決めVerUP

MR-J4-GFまたはMR-J4-GF-RJは、ポイントテーブル方式による位置決め運転が可能です。
位置データ (目標位置)、回転速度、加減速時定数などをMR Configurator2にてサーボアンプ内に設定することにより、マスタユニットからのポイントテーブル番号指定と始動信号にて運転を開始できます。次のポイントテーブルを停止することなく自動連続運転することも可能です。ポイントテーブルは、最大255点です。

CC-Link IE フィールドネットワーク モーション制御

MR-J4-GF(-RJ)は、シンプルモーションユニットとの組み合わせた場合、簡単なパラメータ設定とシーケンスプログラムからの始動にて、高度な同期制御・補間制御ができます。速度、トルク制御も可能で、コンバーティングなどの装置にも対応可能です。
また、同期通信機能対応リモートI/Oを使用することにより、サーボアンプへの指令周期に同期したシステムを構築できます。


サーボアンプの指令周期に同期した入出力例

一つのネットワークでサーボアンプへの指令通信周期に同期した入出力ができ、モーション制御アプリケーションの幅が広がります。
マークセンサ、同期エンコーダ、シャッタ出力、マーキング出力など様々な機器と同期入出力が可能です。

同期タイミング取得機能
同期入力タイミング情報と合わせて、マークセンサのON信号を取り込みが可能です。これにより、正確なタイミング取得ができ、レジマークの位置を正確に読むことができます。
CC-Link IE フィールドネットワーク同期通信機能
サーボアンプへの指令通信周期に合わせて、高速カウンタで読取りができるため、ばらつきの少ない同期エンコーダのデータを使用して、高精度な同期制御ができます。

CC-Link IE フィールド 機能拡充

ステーション分割数のパラメータ設定で、移動量を自動計算VerUP

等分割割出し(タレット)方式に対応

位置決め機能内蔵のポイントテーブル方式に、等分割割出し (タレット) 方式を追加しました。等分割割出し (タレット) 方式は、ステーション位置指定による位置決めを行います。 (最大255分割)
ステーション分割数、機械側/モータ側歯数をパラメータで設定することにより移動量の自動計算が可能です。ステーション位置番号を選択し、始動信号で位置決め運転を実行します。回転方向指定割出しと近回り割出しの設定も可能です。


サーボアンプに簡易カム機構を内蔵し、用途にあったカムを実現VerUP

RJ71GF11-T2などマスタユニットとの組合せで、簡易カム機能が可能

簡易カム機能は、カムを使用して機械的に同期制御を行っていた仕組みをソフトウェアに置き換えて、制御を行う機能です。MR Configurator2を使用し、様々なパターンのカムデータを簡単に作成できます。ポイントテーブルデータを簡易カムの入力とし、カムデータに基づいた指令をサーボモータに出力します。
MR-J4-GF-RJを使用すると同期エンコーダを簡易カムの入力として運転することも可能です。

簡易カム仕様

項 目 内 容
メモリ容量 カム保存エリア 8Kバイト (不揮発性メモリ)
カム展開エリア 8Kバイト (RAM)
登録数 最大8個 (カム分解能および座標数による)
コメント カムデータごとに最大32文字 (半角)
カムデータ ストローク比
データ形式
カム分解能 (最大登録数) 256 (8個), 512 (4個), 1024 (2個), 2048 (1個)
ストローク比 -100.000%~100.000%
座標データ
形式
座標数 (最大登録数) 2~1024
例: 128 (8個), 256 (4個), 512 (2個), 1024 (1個)
座標データ 入力値: 0~999999 出力値: -999999~999999
カム曲線 12種 (等速度, 等加速度, 5次曲線, 単弦, サイクロイド, 変形台形, 変形正弦,
変形等速度, トラペクロイド, 逆トラペクロイド, 複弦, 逆複弦)

同期制御やカム自動生成など、より高度なカム制御の場合は、マスタユニットにRD77GF/QD77GFシンプルモーションユニットを使用してください。


エンコーダフォローイング機能/AB 相パルス入力スルー機能/ マークセンサ入力補正を追加VerUP

MR-J4-GF-RJにて簡易同期制御を実現

エンコーダフォローイング機能は、同期エンコーダのAB相出力信号をサーボアンプの指令パルスとして取り込み、サーボモータを駆動することができます。
例えば簡易カム機能と組み合わせた場合、シート長、カッタ-軸の周長、およびシート同期区間に合わせたカムデータをあらかじめ設定すると、コンベア軸とカッター軸が同期したシステムを構築できます。
AB相パルス入力スルー機能を使用すると、同期エンコーダからのAB相パルスを後軸に出力します。2軸目以降もコンベア軸に同期した制御が可能となります。
また、マークセンサを使用することにより、サーボアンプ内でカッター軸のカム位置を補正することができます。例えば、シート伸縮により目標位置と現在位置にズレが発生した時に補正されます。

高精度な同期制御を必要な場合は、マスタ局にRD77GF/QD77GFシンプルモーションユニットを使用し、モーション制御をしてください。


MR-D30 機能安全ユニットへの配線で、カテゴリ 4 PL e, SIL 3 に対応*VerUP

*: ソフトウェアバージョンA1以降のMR-D30を使用してください。

MR-J4-GF-RJにてMR-D30機能安全ユニットに対応し、安全レベルが向上

MR-D30機能安全ユニットに安全入力信号を配線することで、カテゴリ 4 PL e, SIL 3に対応します。
MR-D30側で安全監視機能を実施するため、上位コントローラに依存することなく、安全監視機能を拡張することが可能です。
安全監視機能の実現も、パラメータで簡単に設定できます。


状態監視により、故障の兆候がある機械の簡単メンテナンス特許出願中 VerUP

故障予測警告を出力する故障警告機能を追加。機械の経年変化をサーボアンプ内部で検知し、警告にて知らせます。

これまで、機械の経年劣化を確認する為には、機械診断機能にてモニタされる摩擦や振動の変化を定期的に確認する必要がありました。故障警告機能により、機械診断機能にてモニタされる摩擦や振動に基づき、機械の経年劣化をサーボアンプが内部で検出し、機械のメンテナンス時期を警告にて知らせます。これにより、これまで装置毎に作成していた定期プログラムや判定値設定作業が不要になります。

また、サーボモータの総移動量をサーボアンプ内部で保存し、警告判定値を超えた場合に警告にて知らせます。警告判定値をボールねじやベアリングの定格寿命に設定することで、機械稼働状態に合わせた機械のメンテナンス時期を知ることができます。

故障警告機能は、必ずしも故障前に警告を発生させることを保証している機能ではありません。外部からの衝撃等により、故障警告機能で警告が発生する前に機械が故障する可能性があります。
機械故障をより正確に把握したい場合は、可動初期時に機械診断機能でモニタされる摩擦、振動値と故障警告発生時の摩擦、振動値を比較することを推奨します。


PLCopen® Motion Control FB にて開発効率化やメンテナンス時間の削減

PLCopen® 対応ファンクションブロック

PLCopen® Motion Control FBはインタフェースを標準化しているため、以下のメリットがあります。

  • プログラミングの負担を軽減でき、時間とコストを抑えられます。
  • プログラム制作者以外でもプログラムを理解でき、メンテナンス時間の削減につながります。

[例 : 絶対位置決め]
機器: R04ENCPU + MR-J4-GF
F B: MC_MoveAbsolute+J4GFIO

指定した軸の絶対位置の目標位置を指定し、位置決めを実行します。

PLCopen® Motion Control FBは、三菱電機FAサイトからダウンロードして無償でご使用になれます。


大切なパラメータ、ポイントテーブル、簡易カムデータをバックアップ。万一の場合も安心GOTDrive

GOTによる、バックアップ/リストアに対応

サーボアンプ内のパラメータ、ポイントテーブル、簡易カムデータを表示器GOTのメモリカード・USBメモリにバックアップできます。また、表示器GOTにバックアップしたデータをサーボアンプにリストア (復元) できます。
シーケンスプログラムやインバータFR-A800など他の機種のデータもCC-Link IE Field経由で、GOTにてバックアップ/リストアできるのでシステム全体の保全に役立ちます。



SSCNETⅢ/ Hによるサーボシステムの高応答化

通信速度を3倍に向上業界最高レベル

データ送受信を従来比3倍の双方向150 Mbps (片方向300 Mbps相当) へと高速化。システムの応答性を飛躍的に向上します。

同期通信により、装置の高性能化を実現

SSCNETⅢ/Hでは完全同期通信が可能。高精度な同期が必要な印刷機械、食品機械、加工機などの装置の高性能化を実現します。

0.222 msへと、指令通信周期を高速化業界最高レベル

通信周期0.222 msの高速シリアル通信により、装置のよりスムーズな制御を可能にします。

光通信による耐ノイズ性の飛躍的向上

光ファイバケーブルの採用により、動力線や外部装置などから混入するノイズを徹底ガード。メタルケーブルと比べて、耐ノイズ性が飛躍的に向上しています。

大幅な省配線を実現

SSCNETⅢ/Hヘッドユニットを使用することで、SSCNETⅢ/H経由でI/O、アナログ、高速カウンタなど、多彩な機能ユニットと接続可能。
サーボアンプ側から、直接、入出力信号、アナログ入出力信号などを取り込むことができ、省配線につながります。

最大1600 mの長距離配線に対応性能UP

1系統あたり最大1600 m (局間最大100 m × 16軸) の長距離配線が可能。大規模システムにも対応できます。

* 全軸をSSCNETⅢ/Hで接続した場合です。

ネットワークによる集中管理

コントローラとサーボアンプ間で、大量のサーボデータをリアルタイムに通信可能。また、モーションコントローラ、シンプルモーションユニットに接続したパソコン上からMR Configurator2が使用可能。複数のサーボアンプのパラメータ設定やモニタなど情報の一元管理が行えます。

SSCNETⅢ/H対応品とSSCNETⅢ対応品との混在が可能

同一系統にSSCNETⅢ/H対応サーボアンプとSSCNETⅢ対応サーボアンプを混在して使用できます。

* 混在時の通信速度は双方向50 Mbps、MR-J4の機能・性能はMR-J3相当になります。