このカタログについて
| ドキュメント名 | 実は過剰設計？最新トレンドと実例で学ぶ、機械・装置の部品選定 |
|---|---|
| ドキュメント種別 | その他 |
| ファイルサイズ | 6.2Mb |
| 取り扱い企業 | 三木プーリ株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧) |
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このカタログの内容
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実は過剰設計？最新トレンドと実例で学ぶ 機械・装置の部品選定 ロボットシステムの安全・安心・コスト・SDGs対応の両立
実は過剰設計？最新トレンドと実例で学ぶ
機械・装置の部品選定
ロボットシステムの安全・安心・コスト・SDGs対応の両立
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スライド番号 2
会社名 三木プーリ株式会社
ヘッドクォーター/所在地 神奈川県座間市小松原1-39-7
創業 昭和14 (1939) 年 10月
事業内容 伝動機器の開発・製造・販売
代表者 代表取締役社長 三木 康治
資本金 96百万円
売上高 150.0億円(連結) ※2019年度
従業員数 820名(連結)
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本日の流れ
本日の流れ
「安全」だけではダメな理由
“過剰設計”を減らすための部品選定
最新のトレンドと実用例
視聴者からの事前質問
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「安全」だけではダメな理由
「安全」だけではダメな理由
ロボット・装置メーカが安全・安心を提供するには
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スライド番号 5
例：ブレーキの選定（サーボモータ電気制御/電磁ブレーキ）
電気的制御 物理的制御
ダイナミックブレーキ 電磁ブレーキ(摩擦式)
《 用途》 《 用途》
・非常停止時 ・非常停止時
・電源遮断時(停電時) ・電源遮断時(停電時)
《特徴》 《特徴》
・大トルク
・モータの減速不可
・停止状態の維持(保持)不可
・停止状態の維持(保持)可能
回生ブレーキ
《 用途》
・モータ減速時
《特徴》 保持できないと危険！！
・モータの減速が可能
・停止状態の維持(保持)不可 停止状態を維持できるのは電磁ブレーキだけ！
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電磁ブレーキの安全と安心
電磁ブレーキの安全と安心
ロボット・装置
ブレーキ機能(安全)を 壊れるかも‼
設けるだけでは不十分
ブレーキが付いているので安全
不安
機能・性能(安全）に加え、「安心」して
使用できるようにブレーキを選定する必要がある
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安全とは
安全とは
定 義 安全とは『許容できないリスクがないこと』
リスク大 リスク小
リスクの抽出、評価・分析と対策を行い、
重大事故を未然に防ぐ
リスクアセ スメント
襲われるかもしれない・・
リスクは『0』に出来ない。
優先順位をつけ対策を行っていく
他の動物だったら?
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“過剰設計”を減らすための部品選定
“過剰設計”を減らすための部品選定
過剰設計を防いで安全・安心に使用するために
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選定要素と装置への影響
選定要素と装置への影響
ロボット・装置への影響 選定要素
無通電時に停止状態を維持したい 静摩擦トルク 保持状態を維持する力
緊急時に非常停止を行いたい 制動・総制動仕事 制動時に発生する熱の許容値
ロボット・装置全体を
コンパクトにしたい 寸法・形状 取付けスペースの確認
保持状態の維持（静摩擦トルク）・寿命（制動・総制動仕事）を
考慮して選定をする必要がある！
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基本的な選定方法
基本的な選定方法
要求仕様に対し、どのブレーキを使えば良い？
■仕様比較表
ロボット・装置
項目 要求仕様(例)
静摩擦トルク[N･m] 0.5
制動仕事[J/回] 40
総制動仕事[J] - -
非常制動回数[回] 200
※要求仕様比
補足
①はHP(体力) 詳しいブレーキ選定情報(仕様・選定方法)については、
総制動仕事 (①)÷許容制動仕事(②) ②は敵からの攻撃 当社HPの製品情報からご確認下さい。
= 非常制動回数(寿命) (ダメージ)
＜製品情報＞
https://www.mikipulley.co.jp/JP/Products/ElectoromagneticClutchesAndBrakes/index.html
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基本的な選定方法
基本的な選定方法
要求仕様に対し、どのブレーキを使えば良い？
■仕様比較表 適合するブレーキは
BXW-03-10Rが
ロボット・装置 ブレーキ仕様(カタログ値) 良さそうだが・・
項目 要求仕様(例) BXW-01-10R BXW-03-10R BXW-05-10R
静摩擦トルク[N･m] 0.5 0.3 1.3 2.5
BXW-05-10Rを使えば、
制動仕事[J/回] 40 15 87 200 より安全(安心)・・・
総制動仕事[J] - - 3,000 17,000 40,000
非常制動回数[回] 200 75 425 1,000
※要求仕様比 (3,000[J]÷40[J]) (17,000[J]÷40[J]) (40,000[J]÷40[J])
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過剰設計のリスク
過剰設計のリスク
動作遅い
装置の
大型化
コストが
過剰になる
協動作業
できない
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選定結果の比較
選定結果の比較
選定結果からBXW-03-10Rで
十分仕様を満足出来る‼
ここまで BXW-05-10Rも使えるが・・・
必要？
ここまで
必要？
寸法が大きくなる
要求仕様 BXW-03-10R
(選定型式) BXW-05-10R 過剰な安全率は
別のリスクを生む可能性がある
適切な安全率で選定することが重要！
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選定の流れ
選定の流れ
ロボット・装置設計 ブレーキ選定
要求仕様 サービスファクター加味 選定
良否判断
要求に合致
搭載 OK
要求以上
(過剰マージン)
良否判断
再選定 NG
三木プーリが最適設計を
サポートします‼
要求仕様の明確化 = 最適設計(安全・安心)につながる！
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最新のトレンドと実用例
最新のトレンドと実用例
ロボット・装置、電磁ブレーキに求められること
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求められること
求められること
ロボット・装置 電磁ブレーキ
に求められること に求められること
■駆動部・装置の小型化 ■外径小、薄型
■省エネ ■大径軸への対応
■省エネ・低発熱
発電所
モータ効率1％アップで
例えば・・・ 50万kWの発電所が不要に！？
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電磁ブレーキ実用例 ①
電磁ブレーキ実用例 ①
【課題】電磁ブレーキの発熱を抑えたい
【用途】Z軸(垂直軸）の保持 【解決】省エネモデル(当社型式：BXR-LE）
【背景】発熱によりブレーキ周辺、および を使用することで発熱を低減‼
ブレーキ自体への影響を懸念
ブレーキ発熱比較
解放状態を維持するために 発熱を約50%(※)カット
通電し続けることが必要‼
従来モデル BXR-LEモデル
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ブレーキ発熱 ※当社従来モデル比(参考)
同省スペース化にも貢献 厚み1/2!(※)
イメージ図
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電磁ブレーキ実用例 ②
電磁ブレーキ実用例 ②
【課題】ベルト破断時の安全確保
【用途】先端上下(垂直)軸の保持 【解決】駆動軸側に無励磁ブレーキを設置。
【原因】巻き掛けによる駆動の場合、ベルトが ベルトが破断した場合でも先端軸の
破断した際、先端軸の保持が出来ない 保持が可能‼
イメージ図
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電磁ブレーキ実用例 ③
電磁ブレーキ実用例 ③
【課題】安全ブレーキを２台使いしたい
【用途】ボールネジ(垂直軸)の保持 【解決】カップリングとロータハブを一体化。
【原因】ブレーキ付モータを使用しているが、 スペースを犠牲にすることなく、ブレーキ
安全基準によりもう1台必要になった。 の設置が可能‼
カップリング(軸接手) ロータハブ カップリングロータハブ一体型
イメージ図
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電磁ブレーキ実用例 ④
電磁ブレーキ実用例 ④
【課題】中空軸 【解決】ブレーキステータ・ロータハブ内径
【用途】アクチュエータ(中空軸)用ブレーキ を拡大したブレーキを専用設計。
【原因】モータの中空軸化により軸外径が拡大。
従来のブレーキでは軸を通すことが出来ない。
中空軸に対応‼
中空軸
イメージ図
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