事例紹介:Hermel社

完璧なウィンウィンの関係

自動化のさらなる進展を目指し、Hermel AGはHS flexハンドリングシステムを開発しました。この新しい重荷重に対応したバージョンである「HS flex heavy」は、最大で1,200kgまでのパレットおよび部品を全自動で機械に供給します。このハンドリングシステムのリフト、回転、および移動動作において、Hermelはストーバー製のラックアンドピニオン直動システム、遊星歯車減速機、サーボモータからなるシステムソリューションを活用しています。この関係は両社にとってウィンウィンです。駆動技術のスペシャリストであるストーバー自身もHermelの機械を使用して製造を行っています。

非生産時間の短縮と生産時間の延長

HS flexハンドリングシステムは、Hermle AGによって開発された、効率的かつ柔軟な自動化ソリューションです。同社は、カスタムポータルミリング、ツール、CNCマシンなどを開発・製造・販売する大手工作機械メーカーの1社です。

コンセプトは、作業員が加工する部品や原材料をパレットに固定し、棚のような保管モジュールに保管することです。この作業は生産中でも同時に可能です。ハンドリングシステムが加工センターの積み上げ、積み下ろしを自動的に行うため、機械は夜間や週末でも連続稼働が可能になります。パレットハンドリングのため、ロボットを使用せずに異なる形状やサイズの部品の加工を自動化できるため、Hermleの加工センターは顧客に自動化の手頃な導入手段を提供します。

標準バージョンでは、セットアップステーション、ストレージモジュール、および加工センターの作業エリア間で450kg（部品を含む）までの異なるパレットを輸送しますが、「HS flex heavy」はその倍以上の重量に対応可能です。セル内で部品を移動させるタワーは、回転、リフト、および移動動作を行います。ストーバーの販売担当責任者のヨハネス・ベルクは「これらの動作は高速、ダイナミック、かつ精密である必要があります」と述べています。ドイツ・プフォルツハイムに拠点を置くこの駆動技術のスペシャリストは長年にわたり機械メーカーと協力し、マシニングセンタ用の精密駆動装置を提供してきました。2016年以降は自動化システムにも対応しています。

「HS flexの標準バージョンでは、3つの動作すべてにシリーズ、ヘリカルラックアンドピニオン直動システムを使用しています。これらは、高いギア品質と正確にマッチしたラックを備え、浸炭硬化された滑らかなピニオンに基づいています」と ストーバーの専門家は述べています。

よりコンパクトで軽量：遊星サーボギヤードモータにより実現

ストーバーはこれらのラックアンドピニオン直動システムを、新世代の遊星サーボギヤードモータと組み合わせています。ベルク氏は「減速機の全長を大幅に短縮しました。さらに、高い柔軟性を実現するため、ストーバー製モータ（例：同期サーボモータ）をアダプタなしでどのサイズにも直接取り付け可能です」と説明します。このシリーズは非常に省スペースで軽量でありながら、高い駆動効率を持っています。アダプタが不要なため、全体のソリューションがさらにコンパクトになり、モータと減速機を別々に組み立てる必要もありません。これにより、使用準備が整った駆動ユニットを提供できます。

「設置スペースの確保が主な設計上の課題でした」

ベルク氏は、「サーボドライブの設置スペースは、機械のコンパクトなデザインのため非常に限られています。そのため、駆動システムの設計は技術者にとって大きな課題でした」と振り返ります。しかし、ストーバーの第世代遊星歯車減速機の省スペース設計により、作業者にとってアクセスしやすい状態を実現しました。また、ストーバー製のサーボモータの採用によりサーボモータのアダプタが不要となり、よりコンパクトになるだけでなく、慣性モーメントが大幅に改善され、駆動力が効率的に活用できるようになりました。これにより、サイクルタイムの短縮やエネルギー効率の向上といった大きな付加価値が得られます。

強化されたリフト駆動が必要

「HS flex heavy」が最大の部品を取り扱えるようにするため、リフト駆動を強化する必要がありました。その結果、シリーズのラックアンドピニオン直動システムを選択しました」とベルク氏は説明します。この設計では、遊星歯車減速機のフランジシャフトにピニオンをボルトで固定することで、高いねじれ剛性と大きな搬送力を実現しています。「はこの動作のために、当社のラインアップにないモータを使用することを当初から計画していました」とベルク氏は述べます。「当社ではモータアダプタを用意しており、任意のサイズのサードパーティ製サーボモータと遊星歯車減速機を組み合わせることが可能です」。

安全性とメンテナンスの重要性

Hermelにとって、トラブルのない運用と安全性、特にメンテナンス中の安全性は非常に重要です。例えば、は、セットアップ中に人が作業空間に留まることが出来ます。これを実現するには、駆動軸を安全な状態にする必要があります。垂直軸に重い荷重が吊り下がっている場合、重力によって落下し、作業者に危険を及ぼす可能性があります。これを防ぐために、垂直軸にはブレーキが装備されており、停電時にも確実に機能する必要があります。「保持ブレーキは安全要件の焦点でした」とストーバーの専門家は述べます。このシステムでは、ブレーキの効果が運用中に変化するため、ブレーキの状態を確実に監視し、定期的にチェックする必要があります。この作業は通常、システムが起動した際に行われます。ストーバーは、許容範囲の狭い高性能なブレーキを提供しました。また、コントローラーの安全機能が、定期的な監視や必要なキャリブレーションを行います。

パートナーとして、顧客としての完璧な協力

「私たちはプロジェクトの初期段階から関わっていました」とのプロジェクトマネージャーであるミヒャエル・ディートマン氏は語ります。ストーバーは長年、設計時にエンジニアリングソフトウェアを活用しています。このソフトウェアの活用により、の設計仕様、動作のシーケンスと負荷マトリックスを詳細に入力できます。これにより、駆動設計を確実に行い、余裕度の確認も行うことが可能となり。不必要な余裕を排除して設計できます。駆動計算の文書化は特に重要です。事実が明確に固定されているため、両パートナー間のコミュニケーションが大幅に改善されます。

最終的に、設置は問題なく短期間で完了しました。「共同作業も非常に調和が取れており、常に緊密な連携を保つことができました」とベルク氏はまとめます。「私たちのやり方と非常によく似ていますが、もプロジェクトモジュール毎に異なる担当者を配置していました。最終的には、全員が協力して統一されたイメージを作成しました。」。最終的に、ストーバーもパートナーとしてだけでなく、顧客としてもこのアプローチの恩恵を受けています。駆動技術の専門家であるストーバーは、自らの信頼できる製の機械を使用して製造を行っています。