2013.9.11 走行距離 61,100ｋｍ フライス盤 スピンドルモーター換装 試運転偏
自分は、安易にチャイナフライスを購入した、結果、いろんな面で不満が発生。
低速トルクも不満、使いづらく感じるようになり、2013/07月ころから、モーター換装を考えるようになった。
モーターには、三相モータやACサーボモータが有るが、小さなXJ９５１２に合うモーターは、必然的にコンパクトなACサーボモータと決めた。
ところが、、、、。
サーボアンプとモータの関係をなかなか、理解できずに、技術書を良く読解し、先達者に聞いたり、 三菱のQ&Aに聞いたりと、行ったり来たりを繰り返す日々(^^ゞ。
そんな中、2013.9.13、閃いた！！ この日から、何とかなると思い、取り掛かった。
やってみたい、でも、自分の様に電気音痴、そんな人の一助となればと思い、ここに発表することに、 ここまで、多くの方にお世話になりました。 改めて、御礼を申し上げます(__)
構 成
１、学んだ事
２、必要な物
３、アナログ制御でのサーボアンプの使い方
A速度制御用インターフェース
BサーボON等制御
C電源遮断と非常停止
４、ノイズ対策
５、実態配線図
６、立ち上げ
@、技術書 4-1 配線の確認
A、パラメータ設定
B、テストモード
１、学んだ事・文献
先達者の方から、アドバイスを受けて、以下の点について学びました。
・お世話になった掲示板 サーボアンプ 三菱の質問コーナーです。
・サーボアンプ、制御全体ついては、
ACサーボアンプ実践コース ・三菱のeラーニング シーケンス制御
・フリーサーキット 接点の基本（スイッチ、リレー） ・初歩配線の基本、スイッチについて
・リレー
・可変抵抗器 ・電子部品図鑑(受動部品編)
・サーボアンプの技術書 MR−J３−□A ・絵とき第二種電気工事の基礎 ・絵ときシーケンス制御活用自由自在
２、必要な物
主回路電源の内、CPからサーボアンプ（L1,L2,L3(単相の場合使わない)）迄の電線：頁12-71・-73 600Vビニル電線（IV電線 2ｍu ≒2ｓｑ）
電磁接触器からサーボアンプ（L11、L12）迄の電線：頁12-71・-73 600Vビニル電線（HIV電線 1.25mu≒1.25ｓｑ）
ランインフィルターノイズ
技術書 頁1-21 三菱製FR-BEF01
中継端子台ケーブル・中間端子・中間端子以降の電線
中継端子台ケーブル技術書 頁1-21 、頁12-2、-5三菱製 MR-J2M-CN1TBL05M
中間端子台
技術書 頁1-21 、頁12-62三菱製 MR-TB50
中間端子〜制御スイッチ等
技術書を見てもハッキリとしませんでしたので、MR-J2M-CN1TBL05Mの電線が0.3SQということから、電線：0.75SQを購入した。
マイクロフォン用のでシールド電線で、ツイストではありません。
モータ検出器ケーブル
技術書 頁 3-63、-64 、頁12-6 三菱製 MR-J3ENCBL□M-A2-L
ACサーボモータ
モーターなら何処のメーカーでも良いというわけにはいきません。 アンプごとに指定されています。J3の400Ｗの場合、ＨＦ-ＭＰ43かＨＦ-ＫＰ43になります。
汎用性が無いせいでしょうか、思いっきり高価です。 そこで、中古を詮索中、某オクでゲット。
２０１４．１.２１ ACサーボモータをHF-MP43に変更
ACサーボアンプ
MR-J3-40A 主回路電源入力：2.6A/制御回路電源入力:0.2A 。
2013.9.11
某オクでゲットした、新古の三菱製 MR-J3-40A（GA）が着ました。 市場価格7〜8万はする。 １福沢でゲット、良い買い物でした（*^_^*）
MR-J3-40Aは、単相AC２００Vで動作します。 丁度、この時期、単相AC２００Vのエアコンがくたびれてきていまして、買い換えることにし、 物はついでということで、車庫に単相AC200Vを引きこみ、サーボアンプもJ3に対応した次第です。
棒端子
技術書 頁 3-19、-20では、電線の端末処理用に、バリオクランプ4 206-204を指定しいしているが、高いので、代替の棒端子にした。ニチフ製DC２４V電源
oldmanさんから頂きました。
cosel社製 P30E24E-X 入力AC200V、定格負荷：0.35A 入力AC100V、定格負荷：0.6A
使い方
入力用AC接続が赤丸の2つ、出力用DC24Vが緑丸の２つ、黄色丸がアース用、出力調整用VRは、青丸です。 試験の時に、コンセントをブスッと差し込んで、針が振れた時は興奮しました(笑）
速度制御用スイッチ
| 用途 | 種類 | ｶﾀﾛｸﾞの使用電圧 /実際の使用電圧 | 定格電流（定格使用電流）/実際の電流 | 回路 | 動作 | メーカー・形番等 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| リセット | プッシュスイッチ | DC24V /DC24V | 120W /５ma（メーカー回答 | 1a | オルタネイト | フジックス製 RC1121 バイクショップでホーン用として売っていた。24V、OK。 技術書 頁3-31にリセットの説明があり、50ｍS以上押すようにあるので、こういったスイッチが欲しいと思った。 |
| 非常停止スイッチ | 押しボタンスイッチ | DC24V /DC24 | 6A /５ma（メーカー回答） | 2a2b | オルタネート | IDEC HW1E-BV411R１回路を非常停止回路と兼用 |
| サーボオン | トグルスイッチ | AC250V | 10A | 2a | オルタネート | パナソニック T210K-F 2P | 正転・逆転始動 | セレクタスイッチ | DC24V /DC24 | 24A /５ma（メーカー回答） | 2a | ３ノッチ | omron A22S-3M-20 |
| 準備完了 | RA5 リレー | DC24V /DC24 | 接点 :10A・操作コイル 21.8ｍA/ 制御回路電源入力:0.2A | 2ｃ | omron G2R-2SD カタログサージキラーは、無。RDからの信号を受けて表示燈用 |
主回路電源開閉・緊急遮断
主回路遮断には、MCを使います。緊急遮断のシーケンスには、自己保存回路を使います。そして、緊急停止の信号は、
制御回路のALM〜リレー（操作コイル）〜接点：故障RA接点の構成になる。
MR-J3-40A 主回路電源入力：2.6A/制御回路電源入力:0.2A
| 用途 | 種類 | ｶﾀﾛｸﾞの使用電圧 /実際の使用電圧 | 定格電流（定格使用電流）/実際の電流 | 回路 | 動作 | メーカー・形番等 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 緊急遮断用 | 非常停止スイッチ | AC220 /AC200V | 3A / 2.6A | 2a2b | オルタネート | IDEC HW1E-BV411R１回路を制御回路の非常停止スイッチと兼用 青丸の端子は、Input24Vで照明が付きます。 |
| 緊急遮断用 | 押しボタンスイッチ | AC220 /AC200V | 3A / 2.6A | 1a | モーメンタリ | omron M22-FG-10MGは操作部が緑色、10はa接点を意味します。停止用は1ｂでM22-FG-01Mのredも購入。 |
| 緊急遮断用 | 故障RA リレー | AC220V /AC200V | 接点 :10A・操作コイル 21.8ｍA/ 制御回路電源入力:0.2A | 2c | omron G2R-2-SD DC24 カタログサージキラーは、無。2cの内、１極の接点はサーボオンの開閉に使う。 | |
| 主回路電源開閉 | 電磁開閉器MC 非可逆式 | AC220V /AC200V | 主接点 :11A・操作コイル 30ｍA/MR-J3-40A 主回路電源入力：2.6A/制御回路電源入力:0.2A | 1a | 電磁コイル | 三菱製 S-N10 カタログサージキラーは、 純正品のUN-SA21 |
可変抵抗器
アナログ速度指令に使用する。 ２ｋΩ 定各電力１W
巻線形可変抵抗器 φ３０ RA30Y 20S B202 【東京コスモス（TOCOS）のポテンショメーター】
技術書 頁 3-39 ワット数は、P15R〜LG間に DC15Vを出力とあり、許容電力30ｍA とあるので
P=V×I＝15×30ｍA＝0.45W となるが、メーカーから1Wを推奨された。
理由は、２倍ほど余裕を見ないとかなり発熱するとのことでした。
半固定抵抗器 ２ｋΩ又は、１ｋΩの固定抵抗 0.75W メーカーから1Wを推奨されたが、多回転型の半固定が無かったので、0.75Wにしてみた。用心して、ALを張り付けた。
ＢＯＵＲＮＳ社高精度多回転ボリューム 高精度１５回転 秋月電子で購入
３、アナログ制御でのサーボアンプの使い方
初めて、サーボアンプという実物を拝ませて頂いた。
面構えを見ての第１印象、穴が一杯、端子が一杯、上端にデジタルの表示。
１、サーボアンプは、主回路電源と制御回路用電の二つに分かれている。 主回路はACサーボモーター用だとおもう。
２、モーターを制御するには、外部コントローラーからデジタルデータをアンプに送って制御する方法と、シンク入出力インタフェースといて サーボのサーボON等動作用（内部電源DC15V）のスイッチと非常停止用（外部電源DC24V）のリレー、スイッチ等を付けて制御する方法がある。
ACサーボアンプ実践コース を見ると 外部コントローラからアンプに送る信号には、デジタルとパルス列というのが有るらしい。
今回は、自分がやったのは、技術書で云うところのシンク入出力インタフェースだけです。
ア、 シンク入力インタフェースにより B サーボON等を制御する場合は、CN1（コネクター）〜B中継端子台ケーブル（MR-J2M-CN1TBL□M 〜D中間端子台（MR-TB50） この、Dの端子（ピンNo20,46,42,15,19,17,181,2,28）から電線を出し、スイッチを設けたりする。
イ、シンク入力インタフェースにより速度制御するには、１番ピン（P15R）２番ピン（VC）３番ピン（LG）を接続、途中、２KΩ半固定抵抗器と ２ｋΩの可変抵抗器を設けて、電圧の分圧により制御する。
A 速度制御のシンクインターフェースを構築するわけだ。
ウ、シンク出力インタフェースにより外部電源DC24Vを設けて、C 非常停止用にシーケンス制御を構築する。
・ 中間端子台から、非常停止信号用ピン（ALM）からリレーの巻き線コイルへの接続と、このDC24V電源へも接続する。
この、ALMからの電気信号により主回路及び制御用電源を遮断するリレーの電源として使われる。
この電源の注意点は、技術書 頁3-57によると電圧降下によりリレーが動作しない場合は、26.4V迄UPとなっている。
ちなみに、CN1のコネクタは、ピンNoとして、0〜45個もある！ でも、実際使うのは、ピンNo20,46,42,15,19,17,18,1,2,28,21,48,49だけだ。
A 速度制御のシンクインターフェース
抵抗器のワット数?
技術書 頁 3-39にP15〜LG間にDC15Vを出力すると有る。また、許容電流30ｍAとある。
P15〜LG間は直列接続なので、V1=V*(R1/(R1+R2))＝7.5V P=VI＝7.5＊30ｍA=0.225Wとなるが、メーカからは１W。
半固定抵抗器は、東京コスモス RJC097Pを使用。 調整方法についてメーカーの回答
半固定抵抗2KΩと可変抵抗の調整をされたいとのことであれば、アナログ 出力側（略称MO1）ではなく、VCとLG間で上記の手順で10Vになるように調 整をお願いいたします。
技術書 頁3-38にVCとLG間10Vとあり。
尚、モニタ1（MO1−LG間は8V：技術書5-31）
これを判るには、↓
テスターの使い方（DC直流とDC電圧の計測方法）
直流回路における分圧
可変抵抗器の仕組
オペアンプとは
B サーボON等を制御
技術書 3-12
水色枠内の入力インターフェース・スイッチの内、正転・逆転ストロークエンドは、入出力パラメータを替えると自動でONとなったり、緩停止するようになる。
・速度選択1・2は、初期値のままにしておくとアナログ速度指令が出来る。
・LOP信号（制御切換）は、制御切換る為の信号なので、速度制御場合は、PA01で速度制御モードに設定していただければ、LOP信号は使用する必要はありません。
・技術書頁3-13 注5.に運転時には、LSPとLSNはONにするようにとある。方法として、短絡する方法と技術書頁3-31にパラメータNoPD01を□C□□に変更する方法がある。
注１２ 出力インターフェース
・RDは、サーボON状態になるとONとなるので、この信号を使って、ランプを表示させ、準備が整った状態に至ったことを表示させる。
C 非常停止シーケンス
このテーマも判らない日々が続いた。 後から考えると、それも当り前。解る為には、シーケンス制御を学ばなければなりません。
このシーケンス図は、実際に動作する部品たちの配線図とは違っているのですから、素人には参ります。
技術書 頁 3-2、3-57
緑下線のシーケンスの方 法
2回路(2bと表記される 押して"接点が開く(break)"の"非常停止ボタン"と、
RAというリレーに2回路の物を選び、サーボオンというスイッチと直列に入れる。
リレー用ダイオード
非常停止にの場合、電流が流れなくなる仕掛けです。この場合、電流が急に流れなくなるので、コイルサージ吸収用のダイオードが必要となる。
自分は、オムロン製 G2R-2-SD DC24 をつかった。
２は、接点極数 Dはサージ吸収ダイオード内蔵
定格通電電流 5A操作コイル 定格電流 21.8ｍA
リレーに噛ませるダイオードの規格
三菱からの回答 ↓
質問： 制御出力用信号の出ているところにダイオードがあります。
説明ではサージ吸収用ダイオードとあり、技術書 頁12-84にダイオードの最大 電圧・最大電流がそれぞれ、４倍・２倍とありますが、元の数値がありません。 具体的には、種類は、整流ダイオードになると思いますが、具体的は、どういったダイオードを選んだらよいでしょうか？
回答
最大電圧はリレーなどの駆動電圧の4倍以上が基準になります。駆動電圧が DC24Vの場合は4倍のDC96V以上になります。最大電流はリレーなどの駆動電流 の2倍以上になります。ご使用のリレー等の駆動電流をご確認お願いいたしま す。
最大電流：ダイオードの操作コイルの定格電流：21.8ｍA ×2＝44ｍA
最大電圧＝24V×4＝96V
例えば どうだろう→秋月電子 汎用整流用ダイオード
オムロン製 MY2N-D2 DC24
ダイオードには、注意点として、技術書 頁3-1にダイオードの向きを間違えないようにとある。 でも素人にはそれが解らん。
メーカーのQ&Aで回路図を送って照会したら教えて頂きました。 ↓
上の写真の右下□RAはコイルを表していますでしょうか。
宜しければ、13番（−）、14番（＋）です。
この場合、13番は、サーボアンプ側（向かって左側）に接続します。
緑枠内は接点で接点は極性ないので、9番−5番ご使用下さい。
茶色枠内にａ接点とｂ接点どちらを使用するのかこちらで判断出来かねます。
全体の回路を把握してご確認お願いします。
ａ接点：8番−12番
ｂ接点：4番−12番
４、ノイズ対策
技術書 頁12-82参照
ノイズ対策として、制御用信号線にシールド線( 富士電線工業 MVVS 60V耐圧 0.75sq)
サーボアンプの動力線にフラインノイズフィルタFR-BSF01
検出器ケーブルにフフェライトコア
三菱さんに、以下の事も教わりました。
回答
＞この対策として、鉄製のフレキ管に入れる方法はどうでしょうか？
→よいと思います。
＞それと、ペアの撚り線をシールドされた市販の電線を利用する方法がベターと思いますが、ペアの組み方は、技術書頁12-63に有ると思います。
＞このペアにしなければ駄目なのでしょうか？
→このペアにする必要はないと思います。
2013.10.8 ５、実態配線図
以上までを理解いたところで、２個の可変抵抗器を使った、電圧の分圧、リレーを試したり、自己保持回路を試したり等やってみて、慣れてきたところで、実態配線図を描いてみた。
無論、先達者や三菱さんには、大変お世話になりました。
中央の長方形の中に丸が何個もあるのは、中継端子台のイメージです。 実際は、この中継端子台とサーボアンプは、中継ケーブルによって結ばれます。
開閉の問題で、NFBをCPにした。
CPの方が、開閉回数断然大きくとれるからです。ちなみに、遮断機の接点容量は、モーター等の場合、三菱からの回答では、定格電流の１．４倍だそうです。実際は、技術書 12-76により30Aフレーム10Aです。
６、立ち上げ 目安にして下さい。
@ 技術書 4-1 配線の確認
※ 技術書 3-78 先ず先に、アースを取る。
技術書 4-2 電源系・サーボアンプ・サーボモータへの配線が正しいか？
技術書 6-17
出力信号の強制出力により出力信号の配線を確認する。
技術書 6-17 制御回路電源ON サーボOFFに。
技術書 6-17 出力信号の強制出力により、CN1：48 ALM、CN1:49 RDを確認
Aパラメータの設定
技術書 4-10 サーボSONをOFF、正逆始動がOFF、制御回路電源 ON
電源投入時 表示は 状態表示 表示部：技術書 頁 6-2
MODEを押すと、表示モードが変わる 技術書 頁 6-2
技術書 6-3 状態表示 回転数など UP DOWN 推移させSETで選択
基本設定パラメータを書き換えOKに
技術書 頁 4-1・4-13 6-11MODEを押して、パラメータ PA19を表示。
入出力パラメータ（正転・逆転ストロークエンド等）を自動ONにするので、000Cに変更
速度制御モードにする方法
技術書 頁 4-1・4-13 頁 6-11MODEを押して、基本設定パラメータに表示を変える。
UP 又は DOWNを押して、パラメータ PA19を表示。 技術書 6-12 SETを２回押す → 表示部が点滅
技術書 6-12 UP２回押して、表示を 0002とし制御モードを速度制御モードにする。
技術書 6-12 SETを押して確定する。
パラメータ設定後、電源をOFFにし、再投入すると有効となる
技術書 頁 5-27 拡張設定パラメータ
加速を滑らかにする。
技術書 6-2 表示モードをMODOボタンを押して拡張パラメータに変える 技術書 6-11 UP 又は DOWNを押して、パラメータ PC01を表示
技術書 6-12 SETを２回押す → 表示部が点滅
技術書 6-12 UP２回押して、表示を 0 → 3000とし加速時定数を替える。
技術書 6-12 SETを押して確定する。
技術書 頁 6-11 UP 又は DOWNを押して、パラメータ PC02を表示
減速時定数を0 → 3000(技術書 5-29)に変える
技術書 頁 6-11 UP 又は DOWNを押して、パラメータ PC03を表示
S字加速時定数を 0 →300(技術書 5-29)に変える。
パラメータ設定後、電源をOFFにし、再投入すると有効となる
技術書 頁 3-31 6-2 入出力パラメータ
@ 正転・逆転ストロークエンドを自動ONにする。
技術書 6-2 表示モードをMODOボタンを押して入出力パラメータに変える 技術書 6-11 UP 又は DOWNを押して、パラメータ Pd01を表示
技術書 6-12 SETを２回押す → 表示部が点滅
技術書 6-12 UP２回押して、表示を 0000ｈ → 0C00（頁 3-31）とし正転・逆転ストロークエンドを自動ONにする。
技術書 6-12 SETを押して確定する。
A 正転・逆転ストロークエンドを緩やかにする。
技術書 6-2 表示モードをMODOボタンを押して入出力パラメータ（Pd-01）に変える 技術書 6-11 UP 又は DOWNを押して、パラメータ PD20(技術書5-50)を表示
技術書 6-12 SETを２回押す → 表示部が点滅
技術書 6-12 UP２回押して、表示を 0000 → 0001とし正転・逆転ストロークエンドを緩やかにする。
技術書 6-12 SETを押して確定する。パラメータ設定後、電源をOFFにし、再投入すると有効となる
B 技術書 4-12 頁 6-19 テスト運転
技術書 4-10 サーボSONをOFF、正逆始動がOFF、御回路電源 ON 主電源 ON
＊ トルクモード、速度制御モード等有りますが、サーボモータは、パラメータでモードを設定し直さないと、替える事が出来ません。
技術書 6-19 JOG運転
技術書 6-18 MODOボタンを押して 診断→診断画面を表示する。
JOG運転 選択
SET２秒以上押す→画面が変わりJOG運転がOKとなる
技術書 6-19 操作・運転
技術書 6-19 JOG運転終了
C 技術書 4-12 サーボモータ単体でのテスト運転
非常停止EMG・サーボ ON サーボオンになると表示部に準備完了（RD）がONになる
アナログ速度指令VCを入力ST1、ST2を選んで、印加圧電圧を掛ける
可変抵抗器と半固定抵抗器の調整方法ですが、可変抵抗器を右一杯に開けた後、半固定抵抗器を右に開けていきます。
この時、サーボアンプで回転数を確認できますので、3000ｒｐｍ（技術書 5-31 パラメータPC12、初期値）迄行ったら半固定抵抗器は丁度の位置になります。
2013.11.07(土曜）試運転を成功裡に終える事が出来ました（＾◇＾）しかし、９月から始めて、２か月もかかってしまいました(^^ゞ↓
ACサーボモーターを３０００ｒｐｍ迄回しました。モーターは固定していませんが、 振動がほとんど無く、また、音もほとんど発生しませんでした！！
凄い工業製品だと感じました。