二重金属加工：製造における革新

グリーソンは、歯車製造における高精度の工作機械にSiemens CNC システムSSINUMERIK ONE に依存しています。新しいギアマシン100HCDは、そのスピードと精度だけでなく、新しい面取りプロセスの統合にも感銘を受けています。

PDFとして読んでください

スイスの時計仕掛けのように正確です

時計職人のカール・ルシーが1908年にビールに機械工場Mikronを設立したとき、同社は歯車切削機械と工具でスイスの時計産業の工業化において重要な役割を果たしました。現在、Gleason Swiss AGは国際的なグリーソンコーポレーションに属し、ホブ加工、パワースカイビング、面取りとバリ取りの統合プロセス、高精度ギアのホーニング加工のコンピテンスセンターとして機能しています。ベルン近郊のスチューデンにある本社は、ホブ加工、パワースカイビング、面取り、ギアホーニング加工機の最先端技術センターです。さらに、さまざまな二次加工および自動化ソリューションが統合されています。

顧客には、自動車、ロボティクス、航空宇宙産業の企業、産業用ギアのメーカー、小規模および大規模の委託製造業者が含まれます。「機械の組み立てはStudenで行われます」とDr.-Ingは説明します。GleasonのテクノロジーおよびSoftware 担当ディレクター、Markus Krömer氏：「私たちは、さまざまな地元企業や、個々のコンポーネントを製造するグリーソンの他の拠点と協力しています。これにより、グリーソン・スイスは顧客の要件に非常に柔軟に対応できます。」

ホビング・グリーソン・SINUMERIK ONEホビングには最高の精度が必要です。グリーソン・スイスは、すべてのマシンタイプにSINUMERIK ONE を使用しています。

革新的な組み合わせ

ベルンジーランドの機械は人気があります。2019年、グリーソンは有名なP90シリーズの1000台目の機械を納入しました。ホブ加工の過程で、材料の変位によって不要なバリが発生しますが、それを取り除く必要があります。切断面取りの過程で、これらの鋭いバリは完全に取り除かれます。Krömer博士は、なぜこれが重要なのかを電気駆動装置の例を挙げて説明しています。「現代の電気駆動装置はますます静かになり、個々の妨害周波数が目立ちます。要件を満たすために、面取りが不十分な部品では損なわれる可能性のある特殊な硬仕上げプロセスが使用されています。」

「ラジアル面取り」では、グリーソンは汎用的な切削面取りプロセスをホブ加工機またはパワースカイビング機に直接組み込んでいます。この業界の目新しさは、時間とスペースを節約するだけでなく、他の機械に切り替えることで生じる作業労力とコストも削減します。これはあらゆる種類の歯車のメーカーにとって興味深いことです、とKrömer博士は説明します。「製造プロセス全体が加速され、生産効率が向上します。このプロセスで使用される手頃な価格の面取りツールのおかげで、この革新的な方法は小シリーズにも適しています。」

デジタルトランスフォーメーションの利点

「特に自動車分野では、要件は絶えず高まっています」とKrömer博士は言います。「一般的なギアでは、今では歯の側面で5マイクロメートルから最大10マイクロメートルの偏差、つまり人間の髪の毛の10分の1のずれを実現しています。」グリーソンは最新世代のCNC コントロールSINUMERIK ONE に依存しています。「コントロールには、ツールとワークピースのカップリング機能があります。このいわゆる電子ギアは、私たちにとって重要な品質機能です」とKrömerは強調します。新しい100HCDのホブ加工および面取り機では、合計18軸を制御する必要があります。これはSiemens Simoticsのサーボモーターで行います。「速度や位置のわずかな偏差を制御するために、工具とワークピースのプロセスを定義する回転軸にはダイレクトドライブが装備されています。これにより、ベルトやギアによる不正確さを回避できます。」

Siemens SINUMERIK ONE で、工作機械業界のデジタル変革を推進しています。すべての開発プロセスは、仮想ツイン「Create My Virtual Machine」で完全にデジタルマッピングできます。これにより、新しいマシンの製品開発と市場投入の時間が大幅に短縮され、柔軟性が高まります。「100Hシリーズのソフトウェアはホームオフィスの従業員が作成しましたが、デジタルツインがこれを可能にしました」とKrömer博士は説明します。

基盤としての長年の信頼

シュトゥーデンでは、Siemens 制御のみが長い間使用されてきました、とKrömer博士は言います。「最近、すべての機械のCNC 制御をSINUMERIK ONE に変換しました。私たちは何十年もSiemens スと協力してきました。Siemens コントロールは私たちが必要とするすべてを提供し、世界中で利用可能です。それは私たちにとって重要です。」アーヘン大学で機械工学の博士号を取得したKrömerは、制御を日常業務と並行して変換することは非常に困難だったと言います。「Siemens、ドライブと制御コンポーネントの設計だけでなく、実装段階でもカスタマーサービスの従業員と一緒にサポートしてくれました。非常に感謝しています。」

統制の転換に伴い、最新のEU機械規制も実施されました。これにより、従業員の保護が保証されるだけでなく、OTセキュリティ（運用技術）がマシンにしっかりと統合されます。現在、機械を操作するには、すべての人がパスワード付きの個人鍵を必要としています。しかし、高いセキュリティ基準にもかかわらず、機械を簡単かつ直感的に操作できることが重要です、とKrömer博士は強調します。コントロールパネルのGleasonが開発したGEMS「Gleason Engineering and Manufacturing System」のユーザーインターフェースを介してワークピースデータと加工パラメーターを入力すると、CNC コントロールはこの情報から製造用のコードを生成します。

測定、分析、保存

工作機械では、消費電力がますます注目されています。Siemens プロダクトマネージャー兼テクニカルコンサルタントのロルフ・ロイトワイラー氏は次のように述べています。「当社の省エネ機能Ctrl-Eを使えば、機械オペレーターは常にエネルギー消費とブレーキプロセスによるエネルギー回収を視野に入れることができます。この情報は、省エネ対策の基礎となり、ひいては製造におけるCO2バランスを改善するための基礎にもなります。」

しかし、グリーソンのマシンはとにかく経済的だと、クローマー博士は次のように考えています。「100Hの消費電力は平均6,000ワット、最大負荷は13,000ワットです。そのようなマシンにとってはそれほど多くありません。短いサイクルタイムや強いトルクがアプリケーションにとって決定的な場合でも、使用率が低いとすぐに省エネ運転に切り替わります。」グリーソンは、効率的なモーターや省電力のLEDランプを使用することに加えて、不必要にリソースを浪費しないように、コンポーネントの正しい寸法を非常に重要視しています。また、グリーソン・スイスが制御とドライブをSiemens スに独占的に依存しているという事実も、スペアパーツの倉庫の無駄を省くことを保証しています。つまり、世界中に特急で輸送する必要のある部品が少なくて済みます。これは気候にとってもプラスです。

ラジアル面取りは、あらゆる種類の歯車を迅速かつ費用対効果の高い方法で面取りできます。

テクノロジーの概要

SSINUMERIK ONE に統合されたSimatic PLC S7-1500は、その性能のおかげでオートメーションに最適です。CNC 制御により、10の加工チャンネルで最大31軸を制御できます。CNC 不可欠な部分は、デジタルツイン「Create My Virtual Machine」です。SIMOTICSサーボモーターはコンパクトで非常に動的な永久磁石同期モーターで、産業環境で広く使用されています。高い電力密度と過負荷能力が特徴です。

ユーザーレポートへ（PDF）

グリーソン・スイス AG

グリーソン・スイスAGはもともと1900年にビールでミクロンAGとして設立されました。米国ニューヨーク州ロチェスターに本社を置くGleason Corporationの子会社として、現在ではホブ、パワースカイビング、面取り、ギアホーニングの各プロセスを使用するギア製造のコンピテンスセンターとして機能し、さまざまな自動化オプションを統合しています。