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可動ケーブル事例:IMAGIC FLEX CNC穴あけ加工機

厳しい条件の穴あけ加工機で使われているイグスの複合ケーブル

曲げ半径の小さい狭いスペースで高加速で動き、長寿命を求められる最大50の自動制御軸: このような厳しい条件下で複合ケーブルは機能するでしょうか。IMA Klessmann社はこれに挑戦しただけでなく、モーション・プラスチック カンパニーであり可動ケーブルメーカーでもあるイグスと協働して徹底的な試験を行いました。 その結果、イグスのチェーンフレックス複合ケーブルは試行錯誤を経て、新しい穴あけ加工システムIMAGIC FLEXに採用されました。
 
IMA Klessmann社の木工機械は、1分間に60mというスピードを記録しました。例えば、住宅/オフィス/キッチン/浴室用の家具や備品向けの、エッジ処理工程(製材/面取り/接着)の完全自動生産ラインの多くの工程は、このスピードで動作します。

IMAGIC FLEX CNC穴あけ加工機

IMAGIC FLEX穴あけ加工用マシニングセンターは特注家具の生産のために開発され、柔軟性に富んだ製造を可能にしています。

 
フレキシブルな高速穴あけ加工

しかし、機械制御の穴あけ機の材料加工率にもこのスピードが求められることになります。 特注品や異なる穴あけパターンに合わせて作られた部品であっても、高速で穴あけ加工を行わなければなりません。
 
IMA Klessmann社の「穴あけ加工技術」部門は、まさにこの用途向けにIMAGIC FLEX穴あけ加工システムを開発しました。 これは、ユーザーの生産工程に付加価値を提供します。 個別に制御可能な穴あけ用工具が水平・垂直方向の穴あけ、ダボ穴開けを実現し、複雑な穴あけパターンでも最小限の作業時間を約束します。驚くべき高速作業は、IMA Klessmann社のデモ動画でご覧いただけます。

最大50の自動制御軸による高性能な機械加工

機械は顧客の要望に合わせて常にカスタマイズされ、最大50軸は数秒で位置決めや調整が行われる必要があります。このような要件を満たすため、設計担当者は最新の自動制御テクノロジーを採用することしました。 これにより、高精度の位置決めや高加速動作、超高速フィードバッグを実現しています。

自動制御軸

チェーンフレックス複合ケーブルが、最大50軸にもなる自動制御軸に電力と信号を供給。

 
自動制御軸

高加速に対応した複合ケーブル付きサーボシステムで軸を制御。

 
オールインワン: サーボケーブルにエンコーダケーブルを統合

新しい自動システムの注目すべき点として、革新的な電力と信号の供給システムが挙げられます。 新しい技術では、動力ケーブルとフィードバックが1本のサーボケーブルに統合されています。 これにより材料や試運転に必要な手間と時間が大幅に削減できます。しかし、当初はIMA Klessmann社の責任者にとって大きな挑戦となりました。 穴あけ加工技術部門のブルクハルト・リース氏は振り返ります「我々は、高加速でも確実に稼働する長寿命なハイブリッドケーブルを必要としていました。」
 
IMA社のすべての関係者が、技術的理由のためだけでなく、この目標を追及するべきだということで意見が一致していました。 電気部品の購買リーダー、マルセル・サルースキー氏は話します「お客様のスイッチキャビネットの位置によっては、最長4kmものケーブルを使う場合もあります。 そのため、1本のケーブルにまとめることができれば、コストも設置の手間も大幅に削減できます。 あとは確実に機能することを確認するだけでした。」

課題: 非常に小さな曲げ半径

初期段階では不安があったことも確かです。制御技術の主要企業は1本のケーブルで接続するというアイデアを過去にあきらめていたため、リスクが大きすぎるように思われたのです。特に今回はハイブリッドケーブルの可動性が追加されるため、IMA社はこの懸念に真剣に向き合いました。 イグスに最初に寄せられたリクエストでは、不安は払拭できませんでした。 リース氏は説明します。「我々はケーブルが実際に使用されるパラメータをイグスに提供し、製品寿命の保証が適用できるかどうか尋ねました。答えははっきりと「ノー」でした。」
 
これはIMA社の自動制御軸で使われるケーブルの曲げ半径が小さかったためです。 カタログに記載されている数値より50%も小さい曲げ半径もありました。 イグスは、チェーンフレックス複合ケーブルを徹底的に試験しました。イグスの複合ケーブルは、30社を超えるサーボシステムメーカーの基準に合うものを取り揃えています。ケーブルあたり2500万サイクルの試験を問題なくクリアしていますが、この数値は決められた曲げ半径の標準的な条件下でのものです。

お客様の条件下で試験

弊社はそこであきらめず、IMA社にカスタムメイドの試験プログラムを提案しました。 チェーンフレックス プロダクトマネージャー、アンドレア・ムッケスは話します。「我々は、制御機器メーカーの仕様やHyperface DSLのバス仕様に準拠したハイブリッドケーブルをIMA固有の曲げ半径で400万回以上の試験を行いました。 その後、IMAでの実条件での試験に移りました。」 このようなバス信号のケーブルの場合、試験の測定値を保証するには実条件下での試験が不可欠です。
 
業界最大2,750㎡の面積を誇るイグスの試験施設にてさまざまな試験が行われ、IMA社の一連の試験は成功したため、連続生産を開始できることになりました。この一連の試験によって、IMA社もイグスも多くを学びました。 そして最終的には、安全性が試験済みの新しい機械を設置後すぐに使えることで、エンドユーザーも安心することができます。

チェーンフレックス複合ケーブル

チェーンフレックス複合ケーブルには、バスケーブルが組み込まれ、高加速用途で長寿命を実現できるよう設計されています。

 
IMA

左から右へ: イグスのチェーンフレックス プロダクトマネージャー アンドレアス・ムッケス、IMA社の電気部品購買リーダー、マルセル・サルースキー氏、IMA社穴あけ加工技術部門 ブルクハルト・リース氏。

 
外被はPVC?またはPUR?

複合ケーブルはPURとPVC、2種類の外被が利用可能です。 驚くことに、IMA社はPVC外被のチェーンフレックス複合ケーブルを選択しました。 アンドレアス・ムッケスによると、「高速アプリケーションでは特に、大多数の機械メーカーがPUR外被のケーブルを標準として使用しています。」 IMA社はすでにPVCの良さを知っていたのです。リース氏は「他のケーブルでもPVC外被を使っています」と話します。 PVC外被は高加速使用でも耐摩耗、長寿命、フェールセーフという特徴があります。 サルースキー氏は、この決定を購買の観点から支持しました。「大量のケーブルの場合、PVC外被のケーブルを使用することは大幅なコスト削減につながります。」

コスト面では、ハーネス済み納品も大きなメリットです。 IMA社はイグスが提供するサービスを利用し、エナジーチェーンにケーブルを組付けた「レディーチェーン」を採用することで、ハーネスも簡素化できています。 ここでは耐塵埃性に優れたオープン型のエナジーチェーンが使われています。 エナジーチェーンとチェーンフレックスケーブルは弊社の試験施設にて10年にも及ぶ組合せ試験を受けているため、お客様はイグス一社から安全なシステム一式を調達することができます。

エナジーチェーン

ケーブルを確実にガイド: レディーチェーン製品として供給されるエナジーチェーンは、IMAGIC FLEXの各軸に電力と信号を確実に供給しています。

 
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