装置内製事例
ねじ締め装置

当社生産設備の実例からねじ締め装置を取り上げ、製品の採用ポイントを解説します。
あわせて、装置設計をサポートするためのサービスをご案内します。ご検討の際は、お気軽にご相談ください。

装置実例
ねじ締め装置

装置概要

直交ロボット(ガントリユニット)とねじ締め軸で構成された、ねじ締め装置です。
直交ロボット(ガントリユニット)が4箇所のねじの位置に合わせて動き、AZシリーズのモーターで締め付けをおこないます。
この装置により手動で行っていたねじ締めの自動化を実現し、装置サイズのコンパクト化、作業者の負担軽減・作業時間の平準化に貢献しました。

軸数 4軸
サイクルタイム 23.0s (4点ねじ締め)
ストローク 軸1(x) 125mm/s
軸2(y) 250mm/s
軸3(z) 50mm/s
軸4
(ねじ締め)
420r/min
ねじ締付可能範囲 W200mm×D150mm×H50mm
主電源 AC100V
  • ※ ドライバの駆動用・制御用電源はDC24Vです。

●直交ロボット(ガントリユニット)

製品のストローク 速度上限 繰り返し位置決め精度
軸1(x) 200mm 230mm/s ±0.02mm
軸2(y) 250mm 400mm/s ±0.02mm
軸3(z) 50mm 280mm/s ±0.02mm

●ねじ締め軸

ねじ締めトルクの上限 0.77N・m
社内設備設計者に聞いた:ねじ締め装置における直交ロボット(ガントリユニット)のポイント

必要最低限の設置面積で、ラインの流れを止ないねじ締めの自働化を実現

ねじ締めの自働化にあたって、「市販品だとワークに対して装置のサイズが大きい」「コストをもっと下げたい」といった設計の課題があり、直交ロボット(ガントリユニット)の内製による課題解決を図りました。

【直交ロボット(ガントリユニット)を選択した背景】
・ワークに合ったストロークの電動アクチュエータを使用することで、最低限のスペースでねじ締めを自働化
・主軸側(XYZ軸)が動くため流れを止めない生産ラインを実現可能

●テーブルが移動する門型の特徴[上から見た図]

必要設置面積: 直交ロボット(ガントリユニット)よりも広い
ワークサイズに関わらずテーブルの可動域分のスペースが必要
ラインの流れ: 2工程発生(①コンベヤ→テーブル、②テーブル→コンベヤ)

●直交ロボット(ガントリユニット)の特徴[上から見た図]

必要設置面積: 門型よりも狭い
ワークに合ったストロークの電動アクチュエータを使用することで、設置面積の省スペース化が可能
ラインの流れ: 止まらない

システム構成

各軸をEtherNet/IPで制御しています。

システム構成の図

構成品一覧

品名 定価 (WEBショップ価格)
1
軸1
ドライバ
電動スライダEASM6LXE020AZAC73,100円(62,130円)
EtherNet/IP対応ドライバAZD-AEP57,000円(48,450円)
接続ケーブルCC050VZF8,800円(7,480円)
DC電源用ケーブルCC02D010-3950円(800円)
2
軸2
ドライバ
電動スライダEASM4YE025AZAC57,800円(49,130円)
EtherNet/IP対応ドライバAZD-AEP57,000円(48,450円)
可動接続ケーブルCC050VZR11,300円(9,600円)
DC電源用ケーブルCC02D010-3950円(800円)
3
軸3
ドライバ
電動シリンダEACM4RE05AZMC55,200円(46,920円)
EtherNet/IP対応ドライバAZD-AEP57,000円(48,450円)
可動接続ケーブルCC050VZRB15,300円(13,000円)
DC電源用ケーブルCC02D010-3950円(800円)
4
軸4
ドライバ
αSTEPAZM48A1C29,200円(24,820円)
EtherNet/IP対応ドライバAZD-AEP57,000円(48,450円)
可動接続ケーブルCC050VZR11,300円(9,600円)
DC電源用ケーブルCC02D010-3950円(800円)
493,800円(419,680円)
  • ● EtherNet/IPTMはODVAの商標です。
  • ● モーターケーブルの長さは全て5mです。
  • ● DC電源用ケーブルの長さは全て3mです。

各軸の構成ポイント

軸1,2のハイライト 軸4のハイライト 軸5のハイライト
1
2
3
4
12
電動スライダ EASシリーズ

電動スライダ EASシリーズ

3
電動シリンダ EACシリーズ

電動シリンダ EACシリーズ

4
αSTEP AZシリーズ

αSTEP AZシリーズ

<高許容モーメント> 電動スライダ EASシリーズ

製品不良(ねじのかじり・位置ズレ)を減らす高剛性設計

機構の剛性が低いとねじ締めの反力に耐えられず、機構全体がたわむ恐れがあります。機構全体のたわみは、ねじのかじりや位置ズレなどの不良の原因になります。
剛性の高いEASシリーズは装置のたわみを抑え、製品不良の削減に貢献します。

EAS6の場合

張出し長さが1mの場合でも、押付け力110Nまで許容可能です。

許容モーメント値

型番 静的許容モーメント※1[N・m] 動的許容モーメント※2[N・m]
EAS6 MP:86.0  MY:34.0  MR:110.0 MP:31.8  MY:10.3  MR:40.6
EAS4 MP:58.3 MY:16.0 MR:53.3 MP:16.3 MY:4.8 MR:15.0
  • ※1 停止中にリニアガイドが許容できる負荷モーメント
  • ※2 動作中にリニアガイドが許容できる負荷モーメント
  • ●押付け力や荷重は、EAS6の静的許容モーメント110.0N・mから算出した値です。(板の重さは考慮していません。)
モーター折り返し仕様で装置全体をコンパクトに

スライダの全長が短い折り返しタイプを採用することにより、装置のコンパクト設計を実現しました。これにより、ラインの装置幅の制限に収めることができました。

< 直交ロボット(ガントリユニット)をX軸側から見た図 >
< EAS4 電磁ブレーキ付 ストローク 200mmの場合 >
豊富なストロークで組み合わせ自在

EASシリーズは50mm~850mmまで50mm単位でストロークのラインアップをご用意しています。ワークの大きさに合わせてX軸、Y軸の組み合わせが可能です。

電動シリンダ EACシリーズ

Z軸・ねじ締め部の張り出しを軽減

電動シリンダは電動スライダよりも厚みが薄い構造で、張り出しを軽減できます。
また、スライダの全長が短い折り返しタイプを採用することにより、装置のコンパクト設計を実現しました。

ねじ締め装置を真上から見た図
< ねじ締め装置を上から見た図 >
EAC4 電磁ブレーキ付タイプ ストローク 200mmの場合
< EAC4 電磁ブレーキ付タイプ ストローク 200mmの場合 >
ねじ締め時に適切な力で押し付け

トルク制限値(トルクリミット)を設定できる押し当て運転機能により、適切な力でねじを押し付けます。押し当て力は、押し当て電流の設定で制限することができます。

ねじ締め時に適切な力で押し付け

αSTEP AZシリーズ

発生トルクを制限し、ねじのかじり・締めすぎを防止

トルク制限値(トルクリミット)を設定できる押し当て運転機能により、締めすぎによる破損を防止します。 設定したトルク制限値に達した時に出力するTLC出力と、モニタ機能から位置や負荷トルクの情報を取り込むことで、締め付けの状態を確認できます。 また、モニタ機能では製品不良となる「ねじのかじり」や「ねじの位置ズレ」など、異常の確認も可能です。

ねじ締め時に適切な力で押し付け

αSTEP AZシリーズ EtherNet/IPTM対応ドライバ

ネットワーク上からモーターを制御

ネットワーク上からの直接制御が可能です。上位制御機器とEtherNet/IP対応ドライバをEtherNet/IP通信ケーブル1本で接続するため、省配線を実現します。
他にも、各種FAネットワークに対応した製品をご用意しています。

  • ● EtherNet/IPTMはODVAの商標です。
EDSファイルをご用意

EtherNet/IP対応製品をより簡単にお使いいただけるよう、EDSファイルをご用意しています。EDSファイルは、各製品詳細ページからダウンロードできます。

αSTEP AZシリーズ

製品不良となる装置の状態やねじ締めの異常を検出

AZシリーズはモーターの位置、負荷率などのモニタができます。各項目のモニタ状態が任意の設定値に達したとき、信号を出力します。
モニタ機能により、位置やトルクなどの変化から製品不良となる装置の状態やねじ締めの異常を検出できます。

さらに、使用開始時からの積算回転量などもモニタできるため、これまで経験をたよりにしていたノウハウの見える化や、予知保全にも貢献します。

ねじ締め モニタ機能モーターステータスをリアルタイムにモニタし、ねじが正常に着座しているか確認できます。
機械式アブソリュートセンサで外部センサ・バッテリ不要

AZシリーズはバッテリレス機械式アブソリュートセンサ<ABZOセンサ>を搭載。位置決め運転中に非常停止や停電により電源が遮断されても、モーター・ドライバ間のケーブルを外しても、位置情報を保持します。
また、絶対位置情報で原点、ソフトリミットの設定ができるため、外部センサが不要です。

バッテリレス多回転アブソリュートセンサ搭載 ABZOセンサ
モーター・ドライバ間のケーブルを外しても、位置情報を保持
さまざまな動きを統一した制御で実現

αSTEP AZシリーズは、小型から揃う標準タイプモーターのほか、電磁ブレーキ付、ギヤ付などのラインアップをご用意。また、モーターとアクチュエータを組み付けた機構製品も展開しています。それぞれモーター、ドライバ、ケーブルなどが共通なため、配線、制御、保守部品を統一でき、立ち上げの時間や手間を削減できます。

さまざまな動きを統一した制御で実現

製品選定段階から装置設計をサポート

モーターの選定をサポート

パソコンでモーターや電動スライダ・シリンダの選定がおこなえるコンテンツをご用意しています。
「電動スライダ選定ソフト」は軸数と運転条件の数値を入力していただくだけで、お客様の使い方に合った製品を選ぶことができます。
その他の機構については、「モーター選定ツール」をご使用ください。
また、専任スタッフがお客様に代わってモーターを選定するサービスもご用意しています。詳細はリンク先をご参照ください。

< 電動スライダ選定ソフトイメージ >
< モーター選定ツールイメージ >

装置に関する資料をご用意

装置の仕様や外形寸法、動作パターンに関する資料をご用意しています。同様の装置を検討する際にご活用ください。

当社製品とPLCの立ち上げ資料をご用意

PLCとの接続および簡単な動作までの流れを説明したセットアップマニュアルをご用意しています。立ち上げ時間の短縮にご活用ください。
〈対象メーカー〉
オムロン株式会社、 株式会社キーエンス、 株式会社日立産機システム、 富士電機株式会社、 三菱電機株式会社、 株式会社安川電機、 シーメンス株式会社

サンプルCADデータをご用意

電動アクチュエータの取り付けに使用する周辺プレートのサンプルCADデータを、WEBサイト上でダウンロードできます。装置設計や製品の検討にお役立てください。

最短位置決め時間算出ツールをご用意

「機種」「運転条件」に合わせて目安となる位置決め時間を算出できます。製品選定時のサポートツールとしてご活用ください。

トラブルの際はサービスエンジニアがサポート

モーターに関するさまざまな疑問やトラブルに対し、お客様の現場にサービスエンジニアがお伺いし対応します。
またオンラインサポートもおこなっておりますので、お気軽にご利用ください。

閉じる
ページの先頭へ戻る