高速射出成形機向け：信頼性の高いケーブルとエネルギー供給システム

概要

• 要望：チェーンフレックス 制御・動力ケーブルCF9、エナジーチェーンE6
• 要件：取出ロボットは超高速で動作し、射出成形部品の取出時間は1秒以下のこともあります。数か月以内に数百万往復に達し、最大10Gの高加速度が発生します。
• 産業：プラスチック加工機、射出成形機
• お客様のメリット： 線心を束撚りにすることで、チェーンフレックス 制御・動力ケーブルCF9は、小さな曲げ半径で高い曲げ応力や加速度がかかっても、長年にわたって優れた耐久性を発揮します。耐摩耗性のTPE外被は、非常に優れた摩耗特性を有しています。エナジーチェーンE6は、厳しい動作環境でも故障のない確実な動作を実現します。

チェーンフレックスCF9は、イグスの標準製品の中でもハイエンドなケーブルです。高い動荷重でも最大の製品寿命を発揮できるよう開発されました。シールド付きタイプのCF10シリーズも利用可能です。

問題点

Hekuma社は、医療技術、自動車産業、消費財の生産などで使用されるプラスチック加工システムについて、最大限の機能を備えた高性能オートメーションを素早く実現する会社です。射出成形機では、部品の取り出しだけでなく、接点の穴あけや射出成形金型へのプレス部品挿入など、前後の工程も自動化されています。その際、非常に速いスピードで作業を行います。一般的なサイクルタイムは4～6秒で、中には1秒以下の取出時間を達成することもあります。例えば、試験サンプル容器製造用に64個の金型を備えたHekuma社のシステムでは、サイクルタイム5.5秒を記録しています。
生産ペースが速いため、わずか数分の停止で数万個の部品が欠落してしまいます。動作の限界は機械設計に起因することが多いですが、電気設計であることも少なくありません。そのため、Hekuma社は機械的な限界（速度）で動いています。そして、グリッパーに装備されるケーブルとエナジーチェーンが重要となります。典型的なサイクルタイムでは、数か月以内に数百万往復に達し、最大10Gの高加速度が発生します。標準的なケーブルでは、このような負荷がかかると数日で断線してしまいます。

解決方法

Hekuma社が採用したケーブルソリューションは、長年にわたって使用できます。10 年以上にわたり同社の射出成形機において不可欠な部品です。ケーブルタイプは、断面積 0.25 ～ 0.34mm²の制御・動力ケーブルCF9シリーズをイニシエータケーブルとして使用しています。チェーンフレックス製品群のケーブルは、エナジーチェーン用に特別に開発されたものです。個々のコアには最適に撚られた線のみが使用されており、適切な厚さを有しています。個々のコアは「コークスクリュー現象」が発生しないように撚られています。そこで束撚りという方法を採用しています。これは、まず線心を短いピッチで撚り合わせ、次にその束を撚り合わせて一本のケーブルを作り上げる方法です。高い引張強度を持つ中心材の周りに撚り合わせています。この撚り構造は、高い曲げ応力や高加速がかかっても強度を保つことができます。特殊な耐摩耗性TPE外被は、非常に優れた摩耗特性を有しており、5xdの小さな曲げ半径にも対応します。ツールや加工製品のハンドリングスペースは非常に限られていることが多いため、曲げ半径が小さいことは非常に重要です。
可動ケーブルは部分的に露出していますが、主軸のチェーンガイド内を走行しています。今回、Hekuma社はプラスチック製エナジーチェーンE6シリーズを標準システムとして選択しました。非常に短いストロークのため、ケーブルシステム内では持続的に振動が起こり、衝撃が繰り返されているような状態になります。これによりエナジーチェーンとケーブルには非常に大きな負荷がかかるため、一定の直線運動とは全く異なります。
重い射出成形金型が完全に開いている時間は、わずか0.8秒です。この短い時間内に、グリッパーは金型に入り込み、次の射出に向けて金型が閉じる前に完成したプラスチックパーツを取り出さなければなりません。

取出ロボットが金型に向かって動き、3～6秒でサイクルを完了します。これにより、電気ケーブルには極端な負荷が掛かります。

ケーブルの数が多いため、可用性には厳しい要件が課されます。ケーブルが一本でも断線すると、機械は停止してしまいます。チェーンフレックスケーブルCF9は、高い生産率を実現します。