モーションコントロールの新しい世界を切り拓く「剛性改善」編

このエントリーをはてなブックマークに追加

みなさまは、装置の剛性不足による振動や変形がネックとなり、予定していた性能が引き出せなかった経験をお持ちではないでしょうか?
装置の剛性は、生産性を向上させるためには必要不可欠な要素です。
装置の振動や変形は生産性に直結し、かつ、その設計段階では発生の予想が難しいという、技術者にとっては非常に悩ましい問題の一つとなっています。

キーワードは「送り方向の剛性」

装置剛性の悩みを解決するためには、盲点になりがちな「送り方向の剛性」を改善する必要があります。
1軸ステージを例に挙げてみてみましょう。このようなシステムでは、送り方向以外の直進・回転方向の剛性は、テーブル直下のキャリッジが受け持っており、その高剛性化により容易に改善することができます。

ところが、送り方向はそうはいきません。位置保持を担うモータと、位置保持対象であるテーブルとの間にはカップリング、ボールねじ、ナット等の部品が存在するため、他の方向ほど剛性を上げるのは容易ではありません。その結果、「送り方向の剛性」が「装置剛性のボトルネック」となっているケースが決して少なくありません。

このような状況を効率良く打開する方法が、今回ご紹介する「リニアクランパ・ズィーによる送り方向の剛性改善」です。リニアクランパ・ズィーは、テーブルの下に取りつき、レールを強固にクランプする機能を備えています。これにより、テーブル移動時のなめらかな移動を妨げることなく、必要な時にだけレールをクランプし高い位置保持剛性を得ることができます。

実際の効果を動画で確認してみましょう。(1分57秒〜)

※音声あり

このデモ機は、エアシリンダでテーブルを前後に押す力を発生させています。
そして、テーブルの位置保持をモータとリニアクランパ・ズィーとで交互に行い、モータによる位置保持と、リニアクランパ・ズィーによる位置保持の、テーブルの移動量を比較しています。
テーブルの移動量を示すダイヤルゲージの針の振れ幅がリニアクランパ・ズィーを使用した時に大幅に小さくなっていることがご確認いただけるかと思います。これが、リニアクランパ・ズィーによる、送り方向の位置保持剛性の改善の効果です。

移動式溶接ロボット

こちらの移動式溶接ロボットでは、ロボットの足場のステージの剛性不足により、アーム旋回時に振れ振動が発生し、無駄な待ち時間が発生していました。そのステージをリニアクランパ・ズィーで固定することで振動が抑制され、生産性が向上しました。

門型ドリル加工機

続いての門型ドリル加工機では、ドリルヘッドの位置保持剛性が低く、びびりを押さえるために回転数を落として加工していました。そのX軸とY軸とをリニアクランパ・ズィーで固定することにより回転数を落とさず、高い生産性で加工できるようになりました。特にこの事例では、剛性が低くなりがちなX軸の従動側において、著しい剛性改善効果が得られました。

このエントリーをはてなブックマークに追加