プレスは「押す」だけではない。サーボプレスで実現する長時間の荷重保持

サーボプレスは、サーボモーターを駆動源として、プレスの位置や速度、荷重などを制御しながら加工を行う設備です。

成形、圧入、接合、かしめ、組立、試験・評価など、さまざまな工程に用いられています。

特に、加工条件に応じて速度や位置、荷重などを細かく設定できることが、サーボプレスの特徴の一つです。

トックスプレソテクニック（TOX^® PRESSOTECHNIK）では、こうしたプレス動作を実現する電気機械式のサーボドライブシステム「TOX^® ElectricDrive」を提供しています。

この電動ドライブは、0.02 kN～1,000 kN (業界最大) の幅広いプレス力に対応しています。

また、駆動制御だけでなく、プロセスモニタリングや品質データの取得・管理までを一つのシステムに統合できることも、TOX^® ElectricDriveの特徴です。

TOX^®ソフトウェアでは、プレスのパラメータ設定や制御、診断、評価、品質データの取得などを行うことができます。設定した荷重や位置、動作条件などをソフトウェア上で確認・管理することで、長時間にわたる工程についても、工程条件や状態を把握しながら運用できます。

プレスに求められるのは、単に「大きな力を出せること」や、「高い精度で加工できる」ことだけではありません。

加工対象に一定の荷重を加えた後、その荷重を一定時間維持する「荷重保持」が求められる工程があります。

例えば粉末成形の工程では、材料を金型に充填して圧縮した後、所定の荷重まで加圧し、その状態を一定時間保持することが求められる場合があります。

実際にお客様からは、粉末成形の用途で、所定の荷重まで加圧した後、その荷重を最大1時間保持することが可能かというお問い合わせがありました。

このように、プレスに求められる性能は「どれだけ大きな荷重を発生できるか」だけではありません。

その荷重をどれだけ長く、安定して維持できるか。

工程によっては、そこが重要な条件になります。

長時間の荷重保持や、超低速動作を実現するには、単にモーターの出力を大きくするだけでは十分ではありません。

ギアボックス、モーター、コントローラー。それぞれの特性を考慮し、適切に組み合わせることが重要です。

TOX® ElectricDriveでは、メカニクス、モーター、コントローラーを組み合わせた電気機械式の駆動システムを構成しています。

特に長時間の荷重保持や超低速動作では、通常のプレス動作とは異なる要求が駆動システムに生じます。

例えば、非常に低い速度で動作する場合、動作状態は荷重保持に近づきます。

0.01 mm/sのような極めて低い速度では、ギアボックス、モーター、コントローラーそれぞれに高い制御性能が求められます。

そのため、長時間の荷重保持を実現するには、個々のコンポーネントだけを見るのではなく、メカニクスからモーター、コントローラーまでを一つのシステムとして適切に設計することが重要になります。

長時間の荷重保持を実現するには、設定した時間だけでなく、その間、必要な荷重を安定して維持できることが重要です。

「TOX^® Electric Drive サーボドライブ EXe-K ver. 603」では長時間の荷重保持に対応しています。

さらに、TOX® ソフトウェアでは、保持時間を最大7日間まで設定することができます。

設定可能な最大値は604,800,000ミリ秒。7日間に相当します。

1時間、数時間、24時間...といった長時間の荷重保持が求められる工程において、時間という制約を大きく広げることができます。

長時間の荷重保持や超低速動作が求められる工程は、特定の業界に限られません。ここでは、Special EDの活用が考えられる代表的な分野をご紹介します