ドイツ南部のクレートガウ・ガイスリンゲンに位置するMack-Alusysteme社は、航空宇宙、鉄道輸送、エレクトロニクス、自動車、機械工学の各業界の顧客向けに高精度部品を製造しています。Mack-Alusysteme社の製造担当マネージャーであるDominik Isele氏は次のように説明します。「当社では、アルミニウム押出形材やシート材からの高い需要に応えるため、特別仕様のプレミアム製品や建設部品を製造しています。当社の製品ポートフォリオは、高精度加工から、ご要望に応じて表面処理を施した極小のものから長さ8メートルの専用品まで、多岐にわたります。これらの個別ソリューションには、モジュール生産と部品組立の両面で当社の高い技術水準が生かされています。私たちにとって、100分の1秒の精度が重要なのです。」
Mack社の製造担当マネージャーはアルミニウム加工を一から熟知しています。同氏はここで訓練を受け、長年にわたりこの責任ある管理職にふさわしい資格を身につけました。Isele氏は、Mack社の高い基準について、「他が精度を追求するところで止まっているのに対して、私たちはここから始めるのです。例えば、世界に展開する特殊な要件を持つ分野の顧客に向けて、高価格帯の客室内装用の装飾品や家具を製造しています。これらはミクロン単位で完璧にフィットさせる必要があります。これを実現するために、当社ではCNC機械加工のための近代的な機械を採用しています。このような高い顧客要求を満たすためには、パートナーとして一流のトップ・パフォーマーが必要であり、また絶対的に信頼できる生産部品も必要となります。」と語ります。Mack社には数か月前から主力製品として、モジュール式パレットハンドリング用のDMU 95 monoblock PH Cell 300五軸マシニングセンターが登場しています。全自動部品加工の心臓部は、SCHUNKのVERO-Sクイックチェンジ・パレットシステムで、機械上のパレット交換ユニットとして、またロボットのカップリングとして機能し、ワークの直接クランプにも使用されます。VERO-Sシステムのモジュール性とそのフレキシブルな機能性により、クイックチェンジ・パレットシステムは複数の作業を引き継ぐことができます。
Isele氏は当初の状況を、「新しい機械では、パレットをフレキシブルに設計し、1台の装置でさまざまなコンポーネントをカバーできるようなソリューションを実現したいと考えていました」と説明します。この新しい機械は複雑な形状のため、部品加工に長時間かかることが予想されるなど、Mack社にとっていくつかの課題がありました。そのため、完全にクランプされた未加工部品のストック環境を準備し、一連の連続した工程で自動加工できるようにする必要がありました。この機械は、パレットステーション内で事前に装填されたパレットが加工を待ち、処理後には再び配置されることで24時間365日稼働させることができます。Isele氏は「私たちの目標は、スピンドルの稼動時間を最大化し、パレットの搬入と搬出を完全に自動化することでした。」と話します。Mack社はSCHUNKのVERO-Sクランプシステムでこの目標を達成しました。また、「この機械は5軸マシニングセンターで、大量のアルミプロファイルを5面から加工する必要があるため、部品への優れたアクセス性を実現するソリューションが必要でした。WDM-5-Xダイレクトワーククランプシステムが、このクランプ作業に適していることが証明されました。」と話します。
モジュール式VERO-SシステムのクランピングモジュールWDM-5-Xを使用すると、特定の要件に応じてクランプピラーを設定でき、5面加工時に最適なワークピースへのアクセス性を得ることができます。この直接クランプ方式により干渉輪郭が排除され、スピンドルが部品のあらゆる部分に到達することができます。このピラークランプの原理により、ワーク全体を切削することができます。WDM-5 Xの基本モジュールは、パレット上に設置するための基礎となり、様々な高さの自由に組み合わせ可能なスタッキングモジュールと組み合わせることで、様々な加工高さを実現することができます。加工対象となるワークは、パレットを介してクランプピンでクランプピラーに連結されます。発動は媒体不要で、手動で、15 Nm の締付トルクにより行います。締結の種類はワークの重量や金属切削工程によって決まるため、SCHUNKでは数多くのピンを取り揃えています。Mack社では、輪郭に干渉しない原材料にわずか3.5mmの深さのアリ溝ピンを使用しています。
Dominik Isele氏は次のように話します。「以前は、5面加工に必要なストロークを得るために、古典的なバイスクランプ用の中間テーブルで管理しなければなりませんでした。これはもう過去のことです。このクランプシステムで、機械上のあらゆる作業をカバーすることができます。」SCHUNKは当初、テスト目的でWDM-5 Xシステムを製造担当マネージャーに提供しました。SCHUNKの静置式ワークホールディングシステムのテクニカルコンサルタントのRainer Storz氏は次のように話します。「当社の特別設計部門は、お客様のどんな特殊な用途にも対応します。お客様の条件に基づき、設計者たちは豊富な知識と深い応用経験を活かして、共同で最適な解決策を見つけ出します。お客様が注文をする前から、私たちは全てのノウハウを提供しています。」このようにして、最終的に最適な結果への提案が実現されます。
Mack社では、製造担当マネージャーがクランピングシステムの作業の概要を正確に把握できたため、非常に短期間でこれが実現しました。「このシステムが適していると確信した決め手は、ワークピンをアリ溝式にクランプすることでした。」とIsele氏は要約します。SCHUNKのアリ溝ピンは、平らなワークを直接把持でき、把持深さはわずか3.5mmです。アリ溝ジョイントの台形形状は、把持力を吸収する接触面が大幅に増加します。これにより、より浅いクランプ深さで力強い接続が可能になります。「原材料を節約することができます。また、これまで使っていた異なるバイスでクランプされていた素材をそのまま使用でき、材料の発注に変更を加える必要がありませんでした。WDM 5-Xピラーによる5面加工の優れたアクセス性と合わせて、この2つの利点がシステム採用の決め手となりました。」
アリ溝ピンは、薄いワーク、金型半体、自由形状部品の加工に新たな可能性を提供します。金属切削や工具・金型製造に。従来のクイックチェンジ・パレットピンは、ねじ込み深さが20～25ミリ必要でしたが、ここではわずか3.5ミリです。必要な界面は、自由曲面フライスカッターを使用して、最小の切削量で容易に加工することができます。次に、クランプピンを挿入し、2つの焼入れしたクランプスライダーを介して六角レンチでロックします。加工が終わったら、クランプピンを再度取り外し、他の目的に使用します。
オペレーターは、WDM-5 Xモジュールを搭載したパレットとブランクを、人間工学に基づいて設計された独立した段取りステーションで段取りを行います。Mack社は、500 x 500 mmのVERO-Sパレットを12枚使用しています。DMU 95 monoblock PH Cell 300のパレット保管ユニットは、最大28枚のパレット用に設計されており、異なるコンパートメントとレベルで個別に構成することができます。パレット上のクランプ位置はグリッドにより明確に表示され、ワークごとに確実に繰り返し可能なクランプ計画を使用することができます。クランピングモジュールの取り扱いが簡単で、正確なクランプ計画も使用できるため、熟練工でなくても手動で段取り作業を行うことができます。最後に、ロボットは段取りステーションから完全にクランプされたワークの入ったパレットを回収し、適切なタイミングで機械に供給し、加工後に再びそこから取り出すことができるようにパレットステーションに保管します。
VERO-S NSR 160ロボットカップリングはワークパレットとロボットのインターフェースです。そのスリムな設計により、パレットの積み込みはマシンテーブルの近くで行うことができます。ロボット側のクランピングピンの引き込み力が高いため、高トルクでも高い保持力を持つ剛性の高いシステムが構築されます。これにより、重いパレットの取り扱いが簡単になり、プロセスの信頼性が高まります。ロボットモジュールのクランプ動作は、内蔵スプリングアセンブリを介して行われます。スプリング力は、軸ピストンと特許取得技術のドライブキネマティックスにより、クランピング・ピン上での最大引き込み力に変換されます。2つのクランピングスライダーによるクランピングは、形状的に適合したセルフロック式です。そのため、圧力が低下した場合でも、引き込み力が完全に維持されます。また、標準装備のターボ機能でさらに引き上げることもできます。中央縦軸周りの回転防止保護は、側面の斜面または前部の2本の円筒状のピンによって行われます。クランプピンとクランプモジュールの先端部には丸みがあるため、傾斜角や偏心がある場合でも、迅速で確実な接合を行うことができ、ロボットの精度のバラツキが補正されます。モジュールの開動作は6 barのシステム空圧により行われます。完全に密閉されたモジュールは錆びることはありません。VERO-S NSR 160は高強度アルミ合金を使用することで軽量化を実現し、その分、最大パレット積載量に有意性をもたらします。ロボットカップリングを含むワークとパレットの総搬送重量は300キログラムです。
このロボットは、あらかじめ装備されたパレットをマシンテーブル上で全自動で交換します。Mack社では、VERO-S NSE3 138型の各モジュールがマシンテーブルに設置されています。現在、汎用ミーリング加工作業用として最も強力な空圧式クイックチェンジ・パレットシステムです。パレットは4本のクランプピンで同時に引き込まれます。加工後、パレットは解放され、パレットステーションに一時的に格納され、新しい加工ジョブが開始されます。自動化の制御は機械制御盤で便利かつ簡単に行うことができます。SCHUNKの密閉コンセプトにより、クランプモジュールとパレットのネジ位置は、摩耗性の高い材料や粉塵から常に保護されています。製造担当マネージャーであるDominik Isele氏は「このクランピングシステムを使用することで、当社はフライス加工を24時間常時行うことができます。」と、満足を示しています。同氏は特に、絶対的な一貫性に高い満足を示しています。「SCHUNKとのソリューションの検討、設計の実施、そして柔軟なクランプシステムそのもの、すべてがうまくかみ合っています。シンプルでスマートに仕上がっている。このシステムは、私たちにとって真のオールインワンの安心パッケージであり、シンプルかつスマートに実現されています。」