モーションに取り組む STOBER

矯正と切断を一回で行う

細パイプ用の矯正・切断システムに対応したSTOBERドライブソリューション一式に信頼を置いています。このフランスの企業は遊星歯車減速機、ヘリカルベベル減速機、オフセット減速機をSTOBER EZ/LMシリーズのサーボモータおよびリーンモータと組み合わせることで、適切なドライブユニットを常時手にすることができます。精度、狭い設置スペース、コスト削減、あるいは堅牢性といった問題は難なくクリアされています。さらに、シンプルな軸も複雑な軸も制御できるコンパクトなドライブコントローラもこれに加わります。

リヨンから南西約50キロメートルに位置するロシュ・ラ・モリエールに拠点を置き、ワイヤ産業およびパイプ産業向けのソリューションを開発・製造している企業です。同社の社長によれば、この特注システムは1分間に最大100本の細パイプを切断し、同時にバリ取りを行うことができる市場で唯一のシステムであり、非常に特別な製品だといいます。

社は同社の機械を世界中に輸出しています。競争が激化しているため、顧客の要望に俊敏かつ迅速に対応し、常に技術の最先端に居続けることが重要です。「要求事項は年々変化しています」と、プロダクトマネージャーのAlain Ravni氏は語ります。また、技術サポートもますます重要になっています。これに加えて、高エネルギー効率への要望や稼働率と頼性に対する要件もあります。

キーとなるのは駆動技術

そのため、使用するモータには、減速機の装備・未装備を問わず高い要求事項が課せられます。弊社の取引先であるフランスの当機械メーカーは、性能を向上させるために、このシステムの駆動技術一式をワンストップで入手する必要がありました。そのため、担当者はすでに設計段階で STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KGに連絡を取りました。

切断機には合計18個の被駆動軸が必要です。
モータに求められるものは様々です。利用できる設置スペースに影響する場合もあれば、極めて高い精度、速度やコスト節減に影響を及ぼす場合もあります。
銅は高価な金属であるため、正確な作動方式が非常に重要な役割を果たします。そのため、欠陥品を回避することが非常に重要です。
低コストとエネルギー効率という要件を満たすために、LMシリーズのシンプルなリーンモータが取り付けられました。

Das Ausgangsmaterial ist auf einer Spule aufgewickelt. Das Gesamtpaket mit einem Gewicht von etwa 2,5 Tonnen befindet sich auf einer Wickelstation. Diese rollt das Kupferohr ab und führt es der nächsten Station zu. Damit dabei keine Spannung entsteht, ist die Wickelstationder Schneideanlage von RAVNI TECHNOLOGIES ähnlich einer Tänzersteuerung ausgestattet.

出発材料はスプールに巻き付けられており、重量約2.5トンのパッケージ全体は、巻き取りステーションに配置されています。巻き取りステーションが銅管をほどき、次のステーションに給送します。その際に張力が生じないようにするため、RAVNI TECHNOLOGIES社の切断システム巻き取りステーションにはダンサー制御と似たような機能が装備されています。

顧客となったRAVNI TECHNOLOGIE社のプロジェクトを担当したのは、リヨンに拠点を置くSTOBERフランスのErwan ChevanseとFabien Marinierでした。

正確な位置検出

矯正部にはパイプの正確な位置を検出するエンコーダが取り付けられました。その情報は、平行に配置された3台のソーから成る後続のフライングソーに直接伝送されます。
材料を切り離すために、RAVNI TECHNOLOGIES社のシステムが材料を前方に完全に押し出し、100分の1の精度で位置決めします。
この課題のために、EZシリーズの同期サーボモータが取り付けられました。この同期サーボモータは非常にコンパクトで、最大トルク、高ダイナミクス、低トルクリップルを実現します。また、機械的に堅牢に設計されており、要件の厳しい用途でも極めて高い信頼性を発揮します。
3枚の切刃がパイプ上に降りてきて、断面を切断します。続いて、ブラッシング機がバリを取り除きます。刃とブラシの間の接合部には、1秒間に2本のパイプを完璧に分配して配列するパイプ分配器があります。
そのためには、高速かつ正確な動作を実現するドライブが必要です。ブラッシング後、切断されたパイプが求められる品質を満たしているかどうかが渦電流測定で検出されます。破損した部品は排出され、良品と判定された完成品はシステムがシャフトに搬送します。

小型化を実現するセンサレスリーンモータ

システムは、完成したパイプ部材を品質に応じて搬送ラインの左または右に積み重ねます。「この場合、正確な動作よりもコンパクトなドライブ設計が重要なのです。また、堅牢性も重要です」と、STOBERの技術者Fabien Marinierは説明します。その両方を満たすのが、リーンモータです。また、リーンモータは高温下でも使用することができます。

リーンモータの巻線は155℃まで耐えられます。トルクと回転数は、トルクを完全に制御した上で停止状態から最大回転数まで無段階制御することができます。その際に、RAVNI TECHNOLOGIES社のリーンモータはセンサ素子なしで完全に駆動します。そのため、簡単に遮蔽された標準電源ケーブル1本で済みます。このおかげで、設置に必要な手間を大幅に削減することができます。また、センサもファンも取り付けられていないため、リーンモータの堅牢性も大幅にアップしています。このシリーズは、最大96パーセントの駆動効率で効率クラスIE5を達成しています。

ドライブコントローラに関する試運転エンジニアのRomain Forgeron氏の見解：

「制御盤内の所要スペースを削減してコストを抑えるために、当社はSI6シリーズの多軸駆動システムでドライブコントローラに全幅の信頼を寄せています」と、エンジニアのRomain Forgeron氏は説明します。このドライブコントローラは、特に高効率の多軸アプリケーションに最適です。薄さがわずか45ミリで、高いダイナミクスを誇るドライブ部品は、要求度の高い動作時でも目立たずにバックグラウンドで頼もしく機能します。

STO（セーフトルクオフ）とSS1（セーフストップ1）機能が内蔵されています。SI6シリーズでは、これらの機能はパフォーマンスレベルe、カテゴリ4のEN 13849-1に準拠して認定取得済みであり、生産を中断する機能テストなしで使用することができます。1台のドライブコントローラは最大2軸まで制御することができます。「当社は複数台のSI6を取り付けました。2台の二重軸ドライブと1台の単軸ドライブで、例えば7台のモータを制御することが可能です」と、Fabien Marinierは語ります。これら複数の構成部品をつなぎ合わせることで、RAVNI TECHNOLOGIES社の切断システム用に制御する軸数を自在に増減できます。Quick DC-Linkモジュールは、個々の機器を極めて迅速かつ容易に相互接続し、これらの機器を中央の電源モジュールPS6にも接続します。このダイナミックなシリーズは、高速の規定値変更や負荷ジャンプにおいて、短時間の調整時間を達成します。既存のシーメンス製PLCは、PROFINET経由でSTOBERドライブコントローラと通信します。

RAVNI社のRomain Forgeron氏の見解

RAVNI社のRomain Forgeron氏は、このソリューションに感銘を受けています。「STOBERさんは、システム全体の18軸すべて、つまり、シンプルな軸や複雑な軸だけでなく巻き取りステーションの軸のために、ドライブコントローラに至るまで適切なモータを供給してくれました」。ドライブのスペシャリストが、構成部品の選定から現場での試運転までサポートしました。

RAVNI TECHNOLOGIES社の生産ラインをさらに効率化するために、STOBERの技術者たちが最終調整を行いました。Forgeron氏は、STOBERチームとの協力関係に満足しています。「情報交換がスムーズに行われたため、プロジェクトを前倒しして進めることができました。何か問題があった時は、すぐ解決できました。おかげで、週末をマンハッタンでのんびり過ごすこともできました」。