CNC工作機械および高負荷回転軸向け高精度中空ハーモニックロータリーアクチュエータ

エンジニアがCNC工作機械、ロータリーテーブル、加工装置を設計する際、ワークをロータリーテーブルに直接取り付けた場合、偏心荷重によって変形が生じたり、位置決め精度に影響したりする可能性があるかどうかが、共通の懸念事項となります。

ワークが回転軸の中心から離れた位置に取り付けられると、システムには半径方向荷重、軸方向荷重、転倒モーメントが同時に加わる場合があります。そのため、ロータリーアクチュエータには十分なトルクだけでなく、適切な負荷容量と位置決め精度も必要です。

こんにちは、HONPINEのテクニカルディレクター、Theodore Liです。本日は、CNC工作機械、精密回転軸、重負荷回転位置決め用途向けに設計された高精度中空ロータリーアクチュエータ、HONPINE58シリーズハーモニックロータリーアクチュエータをご紹介します。

HONPINE 58シリーズ ハーモニックロータリーアクチュエータ：主な仕様

HONPINE 58シリーズは、大径中空穴とオプションのフランジ構成を備えた高トルクハーモニックロータリーアクチュエータです。

減速比に応じて、最大2,722 N·mのピークトルク、および最大1,494 N·mの定格トルクを提供します。

ケーブルおよび配管の引き回しに対応する50 mm中空穴

58シリーズは50 mmの中空貫通穴を備え、ケーブル、空圧チューブ、レーザービーム、油圧ライン、センサーケーブル、冷却ラインを回転軸に通すことができます。

この中空構造により、システム統合を簡素化し、コンパクトな回転機構を設計する際の柔軟性を高めることができます。

コンパクトな取付寸法

アクチュエータの外径は220 mmです。

• ブレーキなし：216 mm

• ブレーキ付き：249.4 mm

• 中空穴：50 mm

大型回転機構に対応

58シリーズは、以下のような大型装置に適しています。

• CNCロータリーテーブル

• 回転軸

• 精密加工軸

• 重負荷位置決め軸

多方向荷重に対応する一体型クロスローラーベアリング

58シリーズの出力側には、一体型クロスローラーベアリングを採用しています。

クロスローラーベアリングは円筒ころを交互方向に配置しており、高剛性を維持しながら複数方向からの荷重を支持できます。このため、半径方向荷重、軸方向荷重、モーメント荷重が組み合わさる回転機構に適しています。

高い半径方向・軸方向・モーメント荷重容量

58シリーズの荷重容量：

• 半径方向荷重：3,200 N

• 軸方向荷重：3,200 N

• モーメント荷重：2,500 N·m

この負荷容量により、ワークまたは工具が回転中心から離れた位置に取り付けられ、追加の半径方向荷重、軸方向荷重、または転倒荷重が発生する回転機構に適しています。

代表的な回転軸用途

• CNCロータリーテーブル

• CNC B軸

• CNC C軸

• ロータリーインデックステーブル

• 精密回転プラットフォーム

• レーザー加工用回転軸

• 検査用回転軸

精密回転位置決め向け多回転アブソリュートエンコーダ

58シリーズには、23ビットTamagawaプロトコル多回転アブソリュートエンコーダ、または24ビットNikonプロトコル多回転アブソリュートエンコーダを搭載できます。

多回転アブソリュートエンコーダは、複数回転にわたる絶対位置フィードバックをコントローラに提供します。

実用面では、精密モーション制御における基本的な問いに答えるのに役立ちます。

「軸は現在どこにあるか？」

絶対位置フィードバック

電源投入後に原点復帰処理が必要となる場合があるインクリメンタルフィードバックシステムとは異なり、アブソリュートエンコーダは、システムアーキテクチャおよびエンコーダ構成に応じて現在位置を直接提供できます。

コントローラおよびサーボシステムとの統合

エンコーダオプションは、以下に関する要件をサポートするよう設計されています。

• コントローラ互換性

• サーボシステム統合

• CNC制御システム統合

• 絶対位置フィードバック

• 精密回転位置決め

30 arcsec未満の位置決め精度

HONPINE 58シリーズは、30 arcsec未満の位置決め精度を提供します。

CNCロータリーテーブル、CNC A軸、C軸、および5軸マシニングセンタでは、回転軸が以下の位置間を繰り返し移動する場合があります。

0° → 30° → 60° → 90°

加工および割出し作業において、位置決め精度は回転軸が指令された角度位置にどれだけ正確に到達できるかを決定します。

30 arcsec ≈ 0.0083°。

このレベルの角度位置決め精度は、角度偏差を厳密に制御する必要がある精密回転位置決め用途に適しています。

5 arcsec未満の繰り返し位置決め精度

位置決め精度に加え、58シリーズは5 arcsec未満の繰り返し位置決め精度を実現します。

繰り返し精度は、回転軸が繰り返し動作において同じ目標位置へどれだけ一貫して戻れるかを示します。

高い繰り返し精度が必要な用途

これは特に以下の用途で重要です。

• 繰り返し加工

• 回転割出し

• 多位置加工

• 精密検査

• 異なるワークの繰り返し位置決め

高い繰り返し位置決め精度は、繰り返し加工および割出し作業全体での一貫性維持に役立ちます。

位置決め精度と繰り返し位置決め精度

精密機器では、位置決め精度と繰り返し位置決め精度を区別することが重要です。

システムは非常に小さなばらつきで同じ位置に繰り返し戻ることができても、絶対位置誤差が大きい場合があります。したがって、精密ロータリーアクチュエータを選定する際には、両方のパラメータを考慮する必要があります。

HONPINE 58シリーズの用途

58シリーズは、高トルク、中空軸統合、多方向負荷容量、絶対位置フィードバック、および高い位置決め繰り返し精度の組み合わせが求められる精密回転用途向けに設計されています。

レーザー加工装置

• レーザー切断

• レーザー溶接

• レーザーマーキング

• レーザー彫刻

• レーザー加工用回転軸

50 mmの中空穴は、システム設計に応じて、ケーブル、チューブ、光路、またはその他の部品を回転軸に通すための便利な配線経路を提供できます。

半導体・光学装置

• ウェハ検査

• 光学検査

• カメラ位置決め

• レンズアライメント

• 精密測定

• 半導体ハンドリング

多回転アブソリュートエンコーダと高い繰り返し位置決め精度は、正確で再現性の高い回転位置決めを必要とする用途に特に適しています。

精密検査・組立装置

• 自動割出し

• 多ステーション組立

• 精密位置決め

• 回転検査

• 自動校正

これらの用途では、高剛性、多方向負荷容量、および繰り返し位置決め精度の組み合わせが、安定した回転位置決めの実現を支援します。

要求の厳しい用途向け高トルク中空回転モーション

HONPINE 58シリーズは、50 mm中空穴、高トルク容量、一体型クロスローラーベアリング、多回転アブソリュートエンコーダオプション、30 arcsec未満の位置決め精度、および5 arcsec未満の繰り返し位置決め精度を、コンパクトなロータリーアクチュエータ構造に統合しています。

CNCロータリーテーブル、精密回転軸、レーザー加工装置、検査システム、およびその他の重負荷回転機構において、これらの特長は高精度な回転動作と柔軟な機械統合の基盤を提供します。

HONPINEにお問い合わせいただき、58シリーズ高精度中空ハーモニックロータリーアクチュエータの詳細情報を入手し、お客様の回転モーション要件についてご相談ください。