時間の鼓動に機敏に対応
Solukon社は、堅牢で何よりも省スペースな駆動ソリューションとして、STOBERのギヤードリーンモータに信頼を寄せています：
Solukon Maschinenbau GmbHは、三次元造形後に部品の粉末除去を行うために、脱粉末システムを開発しました。例えば、中型ワークピース向けのSolukon SFM-AT350などです。コンパクトな2軸旋回システムには、強力で堅牢、そして何よりも省スペースのドライブが必要でした。STOBERは、ヘリカルベベルギヤードリーンモータに加えて、非常にコンパクトな遊星歯車ギアドリーンモータも納入しました。エンコーダレスのリーンモータシリーズは、同期サーボモータに代わる安価で堅牢なモータです。
ドイツ・プフォルツハイム、2022年7月26日 – 「ビーム溶解法で印刷された金属部品の内部は、印刷工程後に粉末で一杯になっています」と、2015年にドミニク・シュミット氏と共にSolukon社を設立したアンドレアス・ハルトマン氏は述べています。その後のすべての加工工程や後々の使用のために、ワークピースをこの状態から解放しなければなりません。Solukon社製システムを導入する前は、ワークピースを振ったり、叩いたり、吸引したりと、手作業で行っていました。特に、部品内部に迷路のように入り組んだ管がある複雑な形状の部品の場合、より困難になります。「特に複雑な部品では、粉末除去を自動化する必要があります」と、ハルトマン氏は語っています。
Solukon社は国際的に事業を展開するオーナー企業です。アディティブマニュファクチャリングの後工程を担うスマートな高度自動化システムおよび関連周辺機器の開発、組み立て、販売を行っています。「当社のソリューションは最高の機能性規格と安全規格を満たしており、チタンやアルミニウムなどの扱いにくい材料や反応性の高い材料を効率的かつ確実に除去することが認められています」と、ハルトマン氏は説明しています。今後はどこへ向かうのでしょうか。粉末除去など、三次元造形の下流工程は、ますます標準化されていかなければなりません。そのためには、より多い個数に対応できる必要があります。
すべての粉体除去システムは、Solukon Smart Powder Recuperation Technology（略してSPR®）に基づいています。この技術は、2軸周囲の自動旋回と的を絞った振動励起、すなわち振動によって、粉体を流動可能にします。これによって、粉末は非常に微細な管から安全かつ制御された方法で排出され、再び工程に戻されます。SFM-AT350は、粉末除去システムの最新開発製品の一つです。Solukon社はこのシステムを2021年秋に発売しました。「開発に当たっては、当社の長年の経験と、航空宇宙、医療技術、自動車といった業界のお客様からいただいた意見を取り入れることができました」と、ハルトマン氏は語っています。
このシステムは、重量60キログラム、高さ420ミリメートルまでの部品に適しています。システムの回転テーブルはエンドレス回転し、水平軸は同時に最大250度まで移動できるため、複雑な回転パターンも簡単にプログラミングすることができます。手作業に比べて、最大90パーセントの時間短縮が可能です。
コンパクトな機械のためのコンパクトなドライブ
「SFM-AT350の特徴は、特にチャンバー容積が小さく、コンパクトな構造であることです。これは、不活性化時間や不活性ガスの所要量をできるだけ少なくする上で大きな課題でした。開発中にはコンパクトな構造を実現するために、部品を固定する回転テーブルのエンドレス回転と、水平方向に動くスイベルアームのために特に省スペースな駆動ソリューションが必要になりました」とハルトマン氏は説明します。フランクフルト・アム・マインで開催されたアディティブマニュファクチャリングと産業用3D印刷の国際展示会「Formnext 2019」で、アンドレアス・ハルトマン氏はSTOBERの南東営業センター長ウド・チロルと知り合いになりました。
「粉末除去システムには、これまでサーボドライブが使用されていました。「今回、性能を落とさずにさらにコンパクトにするために、当社のセンサレス・ギヤードリーンモータをお勧めしました」と、チロルは説明しています。その利点は、高い精度を誇る遊星歯車減速機と最上級のヘリカルベベル減速機に、高エネルギー効率で堅牢なエンコーダレス・リーンモータを組み合わせたことです。正確にフィットするコンパクトなマシンコンセプトに特に効率的です。
ドイツ・アウクスブルクに拠点を構える機械メーカーSolukon社を納得させたのは、こういった根拠でした。さらに、このモータは最大96パーセントの変換効率を誇り、効率クラスIE5を実現しています。つまり、Solukon社はすでに数年間後に初めて必要になる技術水準にあるのです。
完全なエンコーダレス
STOBERのギヤードリーンモータは、トルクを完全に制御した上で、停止状態から最高回転数までトルクと回転数を無段階制御することができます。また、センサ素子なしで完全に駆動します。「これで、簡単に遮蔽された標準電源ケーブル1本で済みます」と、チロルは語ります。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。ギヤードリーンモータは、Solukon社の粉末除去システムのような振動を伴う自動化タスクに適しています。
リーンモータのエンコーダレスコンセプトは、優れた堅牢性に貢献します。モータ自体にエンコーダがなくても回転速度の誤差は1％未満、位置決め精度は±1°です。「エンコーダがないため、ギヤードリーンモータシリーズは特に動的な自動化タスクに適しています」と、チロルは語ります。
効率的な二軸コントローラ
Solukon社のギヤードリーンモータは、電源内蔵の45ミリメートル幅のドライブコントローラSC6で制御することができます。この機械メーカーでは、このドライブコントローラを最大2 x 19アンペアの定格出力電流で二軸コントローラとして使用しています。コンパクトなこのスタンドアロン機器は、最大4軸のドライブベースアプリケーションに適しています。
STOBERは、機能安全性のためにドライブコントローラにオプションで搭載できるセーフティモジュールSU6を開発しました。これによって、セーフティプロトコルPROFIsafeを介して、Solukon社は安全機能STOとSS1向けの経済的に魅力的なソリューションを使用することができます。SC6は、SIL 3、PL e、カテゴリ4までの安全技術要求度が高いシステムで使用できるよう設計されています。設計エンジニアは、EN 13850に準拠した非常停止を実装したり、EN 14118に準拠した予期せぬ起動を回避したりすることができます。さらに、コントローラの通信インターフェース機能はPROFINET認証を取得しています。「高いダイナミクスを誇るドライブコントローラは、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」と、チロルは説明します。
アンドレアス・ハルトマン氏は、「2軸旋回システムの開発では、STOBERが素晴らしいサポートを提供してくれました。取り付けられたコンポーネントのおかげで、極めてコンパクトな構造でありながら、強力な性能を発揮することに成功しました」と語り、結果に満足しています。「また、低バックラッシのギヤードモータを採用することで、軌道のトレースを向上させ、傾斜動作時の移行も改善することができました。このおかげで、SFM-AT350は高機能で役立つ機械になっています」。
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