技術開発【難削材の深孔加工が可能に】

難削材の深孔加工が可能に

当社では、新型サーボモータ搭載により、従来機ではできなかった難削材の深孔加工も可能になりました。

ベルト駆動方式から新しい主軸回転モータへ

主軸回転…
それは切削加工において最も重要な位置付と考えられる。その為、当社では主軸回転モータの開発にガンドリルに携わる当初から取り組んできた。従来の当社製ガンドリルはベルト駆動方式を採用していた。
ベルト駆動方式って??と思われた方もいると思うのでここで一つ簡単に解説しましょう。ベルト駆動方式とは、モータ動力をスピンドルに伝えるためにベルトとプーリを使い主軸を回転させる駆動方式である。(図参照)

新しい手法の主軸回転モータの開発

工具に切削剤を供給しなければならないガンドリルマシンにとっては、モータを別の場所に配置する方式が一般的でした。しかし、下記の点の短所があった為、当社では新しい手法の主軸回転モータの開発に取り組みました。
・ベルト&プーリ駆動のため、回転振動が主軸自体に伝達してしまう。
・動力の伝達効率が悪い。
・高さ方向にスペースが必要。
・部品点数が多い(伝達部品等)
この問題を解決する為に開発したモータが、中空軸に直接モータを取り付ける、ビルトインモータです。(図参照)

ビルトインモータから新型サーボモータが誕生

このタイプにすることにより、
・伝達部品をなくし、振動減少→回転精度向上
・部品点数減少→省スペース化を実現

ただし、まだ改良点が残りました。
・インバータ(周波数指令)制御の特性上、回転数の情報がフィードバック(回転情報が戻ること)がないので、負荷変動時に回転ムラがでてしまう。(加工時の負荷変動に対応できない)
・低速域の回転精度が落ちる。
・低速域でのトルクが出ないため加工範囲が限られてくる。
というような改善項目があり、当社では2010年末から新しいスピンドルユニットの開発に乗り出した。 フィードバック制御と低速域からトルクがでるサーボモータを主軸に採用できないか?という発想から新型サーボモータが誕生しました。

新型サーボモータのメリット

・中空レゾルバ搭載により回転数のループ制御を行い負荷変動時にも常に一定の回転数を保つことができる。
・安定した回転精度。
・低回転から最大トルクを出せる。
という利点があり、実際の加工可能な孔径も当社比で約2倍となりました。
従来機ではできなかった難削材の深孔加工も可能になりました。


*中空レゾルバ:モータの回転位置を検出するためのセンサー。
*ループ制御:出力を入力にフィードバックする制御。この場合、回転数情報をもとに回転を制御すること。
*サーボ機構(サーボきこう)とは、物体の位置、方位、姿勢などを制御量として、目標値に追従するように自動で作動する機構。自動制御装置。 サーボ(Servo) の語源はラテン語の"servus"(英語のslave・servantの意)。

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