モーションに取り組むSTOBER

双方にとって利益をもたらす理想的な関係

Hermle AGは、オートメーションをさらに推し進めるためにHS flexハンドリングシステムを開発しました。重荷重バージョンの新しいHS flex heavyは、パレットに載せられた最大1,200キログラムの部品を機械に全自動でロードします。 Hermle社は、両ハンドリングシステムの持ち上げ・回転・走行移動に、STOBERのKGラック＆ピニオンドライブ、遊星歯車減速機、サーボモータで構成される総合ソリューションを活用しています。これは両社にとって利益になる状況です。ドライブスペシャリストである弊社が、Hermle社の機械で製造を行っているからです。

非生産時間を減らし、生産時間を増やす – バーデン＝ヴュルテンベルク州トゥットリンゲン地区のゴスハイムに本社を構えるHermle AGは、HS flexハンドリングシステムにより、効率的で柔軟なオートメーションソリューションを開発しました。同社は門型フライス盤、工作機械、CNC特殊機械の大手機械メーカーの一社です。その原理は、作業員が加工する部品やブランク品をパレットにクランプし、これらを棚の一種である保管モジュールに格納する、というものです。この作業は生産時間と並行して可能です。

ハンドリングシステムは、独立してマシニングセンターのロード/アンロードを行います。そのため、機械は夜間や週末でも連続稼働することが可能です。パレットハンドリングによって、ロボットを使用せずに、さまざまな形状やサイズの部品の加工を簡単に自動化できます。そのため、そのため、Hermle社マシニングセンターの運用会社は経済的にオートメーションに着手することができます。

キーとなるのは駆動技術です。

標準バージョンは、段取りステーション、保管モジュール、マシニングセンター作業領域間の部品を含めて最大450キログラムの各種パレットを搬送しますが、HS flex heavyはこの倍の重量を搬送します。セル内部でワークを移動させるタワーは、回転・持ち上げ・走行移動を実行できます。 STOBER南西営業センター長のヨハネス・ベルクは「これらの移動は高速かつ動的で、正確でなければなりません」と語ります。ドイツ・プフォルツハイムのドライブスペシャリストであるベルクは長年にわたって機械メーカーと協力し、マシニングセンター用の精密ドライブを供給してきました。2016年からはオートメーションシステム向けの精密ドライブも供給しています。

「HS flexの標準バージョンでは、3種類の移動すべてにZVシリーズのはすば歯車付きラック＆ピニオンドライブを使用しています。このラック＆ピニオンドライブは焼きを入れて研磨を施したピニオンをベースにしており、高いギアの品質と精確に調整されたラックを備えています」と、このSTOBERの専門家は説明します。

直付けで、よりコンパクトで軽量な構造

STOBERは、このラック＆ピニオンドライブを新世代のサーボ遊星歯車ギアドモータと組み合わせています。ベルクは次のように説明しています。「弊社は減速機の全長を大幅に短縮しました。また、高い柔軟性を実現するために、EZ同期サーボモータなど、すべてのSTOBER製モータをアダプタなしで任意のサイズに直付けすることができます」。

このシリーズは非常に省スペースかつ軽量で、高い駆動効率を誇りますアダプタがないため、ソリューション全体がさらにコンパクトになっています。その上、モータと減速機を別々に組み付ける必要もありません。ユーザーは、すぐに使用できる減速機ユニットを手にすることになります。

「狭い設置スペースは、設計上の大きな課題の一つでした」と専門家のベルクは振り返ります。「機械設計がコンパクトであるため、サーボドライブの設置状況は非常に限られています。そのため、STOBERのエンジニアにとってドライブの組み付けも真の難題でした」。しかし、特にSTOBERの第三世代の省スペース型遊星歯車減速機の設計によって、作業員にとってすべてがより開放的に、よりアクセスしやすくなりました。

セル内部のタワーは回転・持ち上げ・走行移動を実行することができます。こうしてタワーは、段取りステーション、保管モジュール、作業領域にワークを装入します。 — Hermle社のHS flex heavyは、パレットに載せられた最大1,200キログラムの部品を機械に全自動でロードします。

アダプタを使用しないことは、イナーシャに極めて良い影響を及ぼします。そのため、ドライブのダイナミクスをフル活用することが可能であり、特に小型・中型のユニットサイズにおいて、サイクルタイムの短縮とエネルギー効率の改善に反映される真の付加価値になります。

強化されたリフトドライブが必要

ベルクは次のように語っています。「HS heavy flexシリーズは最大1,200キログラムの部品を持ち上げることができるため、リフトドライブをより強力に設計する必要がありました。そこで、選択されたのがZTRシリーズのラック＆ピニオンドライブです」。このモデルでは、遊星歯車減速機のフランジシャフトにねじ込み式ピニオンが取り付けられており、高い搬送力と高い線形剛性を発揮します。

「Hermle社は、これらの移動のために弊社のプログラムではないモータを採用する予定でした」と、ベルクは説明します。「可変アダプタを使用することで、弊社の遊星歯車減速機はあらゆるユニットサイズのどんな他社製モータとも組み合わせることができます」。

Hermle社にとって極めて重要なのは、障害のない運転とメンテナンス時等の安全性です。 HS flexのおかげで、例えば、作業員はセットアップ時に安全に作業領域にとどまることができます。

その際に駆動軸を危険のない状態にしなければなりません。
垂直軸に重い負荷が掛かっている場合、重力のために軸が落下し、作業員が危険にさらされるおそれがあります。
この状況を回避するために、垂直軸はブレーキによって安全が確保されます。ブレーキは停電時でも確実に機能しなければなりません。

ヨハネス・ベルクは「高い柔軟性を実現するために、EZ同期サーボモータなど、すべてのSTOBER製モータをアダプタなしで任意のサイズに直付けすることができます」と説明しています。

そのために、STOBERは公差域の狭い高性能ブレーキを供給しています。

このSTOBERの専門家は「当初から保持ブレーキは安全要件の焦点でした」と説明します。その理由は、システム上、運転時間中に制動効果が変化するからです。そのため、ブレーキの状態を確実に監視し、定期的に点検する必要があります。この作業は、通常、システムの電源が入った時点で行わなければなりません。そのために、STOBERは公差域の狭い高性能ブレーキを供給しています。HEIDENHAIN社製コントローラの安全機能は、定期的な監視と必要な校正を担います。

完璧な協力関係 – パートナーおよび顧客として

「私たちは最初からこのプロジェクト計画に関わっていました」と、Hermle社のHS flex担当プロジェクトマネージャー、ミヒャエル・ディートマン氏は語ります。長年にわたって、STOBERは設計時にエンジニアリングソフトウェアSERVOsoft®を頼りにしてきました。このソフトウェアを使用して、エンジニアは定義された移動プロファイルと負荷マトリックスに従って、Hermle社の要求事項を詳細に把握することができます。このため、予備を考慮に入れることなく、ドライブを確実に要領よく設計することが可能です。

ドライブの計算結果を文書化することは特に重要です。データが確定されるため、両パートナー相互の意思疎通がはるかに良好になります。

Hermle社製HS flexの試運転は最終的にトラブルなく行われ、短時間で完了しました。「共同作業は非常に調和が取れていて、常にお互いに緊密に連携していました」と、ヨハネス・ベルクは総括しています。「Hermle社も弊社と全く同じように、各プロジェクトモジュールごとに異なるエキスパートを割り当てました。最終的には、全員が一丸となって統一したイメージを作り上げました」。最終的には、STOBERもパートナーとしてだけでなく、この方法からメリットを得ています。なぜなら、ドライブスペシャリストリストたち自身が信頼性の高いHermle社の機械を使って製造を行っているからです。