TECNOTION社リニアモータのアプリケーション事例

アプリケーションノート 様々なアプリケーションへの適用 1. ウォータージェット/レーザー切断機 3. 大型プリンタ 2. 水平鋸盤 4. ムービングマグネットシステム 5. 包装・梱包装置 1

1. ウォータージェット/レーザー切断機 レーザー切断機は、定めたられた位置の小さなスポットに 高いエネルギーを集中させます。これにより強い熱が発生 し、フォーカスエリアの材料が蒸発します。同様の方法 で、ウォータージェット加工は、研磨粒子と混合されるこ ともある高圧水の流れを小さな領域に集中させて、さまざ まな材料を加工します。 レーザー切断機の最大切断速度は通常0.85m/s(2〜4 kWフ ァイバーレーザーの場合)ですが、加速度は最大10m/s²に 達する可能性があります。これまでメーカーは伝統的に、 サーボモータによって駆動されるラックアンドピニオンシ ステムを使用して、切断装置を制御してきました。しか し、この高い加速率から生じる力に耐えるために、硬化鋼 ラックが必要になることがよくあります。これにより、装 置にかなりのコストがかかる可能性があります。 この余分なコストを回避するために、機械メーカーはラッ クアンドピニオンシステムをリニアモータへ置き換えてい ます。切削速度は切削源によって決まりますが、加工速度 に達するまでにかかる時間(加速度)と異なる部品間の移動 時間は、装置のスループットに大きな影響を与えます。最 大20m/s²の加速度に到達する能力を備えたリニアモータ は、この点で、特に多数の小さなカットを必要とする操作 に大きなメリットをもたらします。 2

2. 水平鋸盤 水平鋸盤は、木材または配向性ストランドボード(OSB)な どの木材ベースの材料の大きなシート、ストリップ、また はパネルをさまざまなサイズに切断するために木工業界で 使用されます。カットは通常、ベルトドライブまたはラッ クアンドピニオンシステムのいずれかに適合したブラシレ スモータによって駆動される走行キャリッジに取り付けら れた丸鋸によって行われます。 しかし、革新的な機械メーカーは、キャリッジの移動のた めに、ダイレクトドライブシステム、特にコア付きリニア モータへ切り替えました。リニアモータドライブにより、 キャリッジは特に鋸の質量が大きい場合、従来のシステム では考えられない速度と加速度を実現できます。 コア付きリニアモータの使用により、キャリッジは7m/s² の加速度で250m/分の速度に到達できます。これらのパフ ォーマンス機能により、装置のスループットを大幅に向上 させることができ、1分あたりのカット数は最大2倍になり ます。 より高い動的性能に加えて、低コギングのコア付きリニア モータは、キャリッジとのこぎりの非常にスムーズな動き を提供し、カットの品質を低下させる有害な振動を回避し ます。 リニアモータによって提供されるさらなるの利点は、低ノ イズ、高効率、メンテナンスの排除、時間の経過に伴う動 的性能の低下がないこと、および無制限の切断長さです。 3

3. 大型プリンタ 大型のプリンタは、バナーや壁紙、車両のイメージ ラップ、建築図面、電子回路図など、あらゆる種類 の大型のアートワークや看板を印刷するために使用 されます。 これらのプリンタは通常、インクジェット技術のい くつかのバリエーションを使用します。印刷サイ ズ、ランレングス(1枚の原稿あたりの印刷数)、お よび印刷媒体によっては、大判プリンタは、スクリ ーン印刷などの他の方法よりも経済的であることが よくあります。大判印刷は、個々のシートに印刷す るのではなく、紙、布地、ガラス、セラミック、ま たは木材など、段階的に供給される素材のロールに 行われます。 大判プリンタの最も重要な品質基準の1つは、ピクセルの 間隔です。これは、人間の目が等間隔でないピクセルを 検出できるためです。これは、プリンタの動きが非常に スムーズで、プリントヘッドの速度が非常に安定してい る必要があることを意味します。これを実現するため に、大規模なフォーマットのプリンターメーカーの大多 数はリニアモータを使用しており、これによりインクジ ェットの精度を高めることができます。 TECNOTION TBシリーズのコア付きリニアモータは、コギング特性が低く、5 m/s²の加速速度で400〜500kgのプリントヘッ ドを動かしながら、各インク滴をミクロンレベルで配置できます。これらのリニアモータはモジュール式であるため、メ ーカーは、最大4メートルの長さに達する可能性のあるマグネットトラックを短縮または延長するだけでマシンのサイズを 調整することもできます。 4

4．ムービングマグネットシステム クリーンルームおよび真空や化学環境など、非接触でパーティクルのない搬送を必要とするアプリケーションの場合、ム ービングマグネットリニアモータは最も厳しいプロセスの要求仕様を満たします。 クリーンルームおよび真空アプリケーションの場合、パーティクルを生成するコンポーネントは環境の劣化を防ぐため に、クリーン制御された環境の外側に配置する必要があります。危険な化学物質の存在を伴うアプリケーションの場合、 安全要件により、電気部品は作業領域の外側に配置する必要があります。 TECNOTIONとモーションコントロールパートナ ーが共同で開発したムービングマグネットシステムは、これらの要求仕様に対する完璧なソリューションを提供します。 このアセンブリには、ムービングマグネットプレート(二次部品)を備えたコア付きリニアモータが含まれています。この モータは作業環境内に設置され、搬送を提供します。ムービングマグネットシステムのユニークな特徴は、コイル(主要部 分)が電気部品とともにプロセス領域の外側に配置され、静止したままであることです。標準のコア付きリニアモータと同 様に、マグネットプレートとコイルはエアギャップで分離されていますが、この場合ギャップは標準のリニアモータより も大きく、それらを分離する真空チャンバーの壁のためのスペースが確保されています。エアギャップは、モータのKファ クターなど、リニアモータの性能に影響を与える要因の1つです。 TECNOTIONは、0.5mmのエアギャップと20℃のヒートシ ンク温度でのリニアモータのKファクターを指定します。 ムービングマグネットシステムは、ローラー、チェーン、またはベルト輸送システムに比べて、より高い剛性、高精度、 および高加速というすべての点において従来方式に比べ利点を提供します。それはまた、複数の独立した制御されたキャ リッジの使用と、機械または生産ラインと費用効果の高い統合を目的とした高レベルの拡張性と柔軟性を可能にします。 ムービングマグネットシステムの欠点の1つは、コイルと各コイルに必要な電気駆動装置が別々であるため、メートルあた りのコストが高くなる可能性があります。しかし、このシステムの一番の利点は、電気部品とパーティクルを生成する可 能性のある部品を作業環境の外に配置することです。これにより、安全性と生産の信頼性が保証されます。 3

5．包装・梱包装置 装置のスループットと生産率は、効率的な製造のための重要な要素です。前後に動く機械を作ると、一方向の動きよりも 効率が低下することはよく知られています。 クローズドトラック搬送システムの新しいソリューション は、ムービングマグネット搬送システムに比べて多くの利 点を提供します。このソリューションの精度は、ムービン グマグネット搬送システムと比較して高くなります。エン コーダがドライブに直接フィードバックされることによる 待ち時間の問題がないため、応答時間は大幅に改善されま す。また、複雑な転流プロファイルの代わりに正弦波転流 が可能であり、可動コイルのセットアップにより簡単に制 御できます。そしてメートルあたりのコストは大幅に低く なります。 アプリケーション トラックは、楕円形、円形、角が円弧状の正方形など、複数の種類のソリューションを持ついくつかの形状で作成でき、 可能性は無限大です。 アプリケーションはパッケージングだけでなく、ファクトリーオートメーション、アセンブリステーション、デジタル印 刷、ラボオートメーション、ヘキサポッド、ピッチレスコンベア設計を必要とするシステム、および省人化アプリケーシ ョンにも適用できます。 Rタイプトラック上のリニアモータ Rタイプマグネットプレートは、円弧状トラックの上にある直線状のコイルによって発生する転流エラーの推力損失を補償 するスマートな設計になっています。モータは、ベアリングの低摩耗として作用する連続的な力に関して、低い吸引力を 持っています。コギングも低く、コギング補正アルゴリズムと組み合わせることで円弧の動きが非常にスムーズになりま す。 TECNOTIONは、直径に応じて最大2000Nの連続力を提供できます。 ソリューション 新しいテクノロジーにより、機械設計者は測定精度に妥協することなく、マグネットテクノロジーの汚れに対する耐性と 機械的精度の恩恵を受けることができます。モーションコントロールソリューションは、使用中のフィードバックに関係 なく、ユーザーが定義した同じエンジニアリングユニットを維持しながら、アナログホールセンサーのフィードバックか らリニアエンコーダからのフィードバックへの簡単な切り替えを完全にサポートします。 国内総代理店 日本シュネーベルガー株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-20-5 クレイン虎ノ門ビル7階 TEL: 03-6435-7474 FAX: 03-6435-7475 Mail: Sales-Japan@schneeberger.com URL: https://www.schneeberger.com/ja/ 3