Artis社は HBM 計測技術の中で Paceline シリーズを使用sれています。

ドイツのビスピンゲン(Bispingen)にあるArtis GmbH社は、ツールやプロセス、そして機械のモニタリング部門では世界有数の国際企業です。Artis社では、ターニング工程(金属切断中におけるターニング加工のブローチング工程)をモニタリングするために、実績のあるHBM Pacelineシリーズの圧電システムを使用しています。

ターニング・ブローチング工程は、製造工程内で開発されたもので、例えばクランクシャフトの機械加工などに使用されています。ターニングやブローチング用のツールはリボルバー上に放射状に配列されており、このリボルバーがベアリング上を移動し、クランクシャフトが回転している間に加工片上の加工対象となる部分にピンで固定されます。

The crankshaft machining process is extremely complex and requires the highest of process safety.

加工力の計測における課題

ターニング・ブローチング機の構造上、加工力の計測が可能なのはリボルバー駆動装置のベース部分のみとなります。Artis社は、既存のネジ接続部に計測ワッシャを取り付けるというアイデアを持っていましたが、これは難題となりました。

この結果からの課題:

  • このネジ接続部は、DIN 18800までの公称プレストレス力で締め付ける必要があり、
  • それと同時に、こうした高いプレストレス力の下で比較的小さな加工力を正確に記録する必要がありました。

実際には、例えば110,000 Nのプレストレスがあり、これにM16ネジ(品質12.9)の標準的な締め付けトルクと、500~1000 Nの機械加工力が加わります。

Process diagnosis with the CTM monitoring system from Artis. Machining errors are detected immediately.

解決策:HBM製の圧電フォースワッシャおよびチャージアンプ

Piezoelectric force washer and charge amplifier from HBM

「私たちは、HBMと一緒に、その当時利用可能だった圧電システムとSGシステムに基づいた計測技術ソリューションのいくつかについて協議し、その比較作業を行っていました。そして Paceline シリーズ のCFWセンサこそ、この用途にとって運命的なソリューションだという結論に達したのです。最初は私たちも懐疑的 でした。それというのも過去に他のメーカーの圧電センサを使用した経験があったのですが、満足するような結果が得られなかったからです。」と思い出を語っ てくれたのは、Artis社の最高経営責任者であるHans Georg Conrady(ハンス・ゲオルグ・コンラディ)氏です。

確かに、このアプリケーションで使用されるセンサーには特別な課題がありました。例えば;

  • 冷却エマルジョン がセンサ周辺を流れる
  • 加熱金属片 がセンサやケーブルの上に飛び散る
  • 継続的な 衝撃と振動がクランクシャフトの機械加工中にセンサにかかる

実際のところ、この用途で使用されるセンサは特別な課題に直面しています。例えば、センサの周囲を流れる冷却乳剤、センサやケーブル上に落下する高温の金属チップ、クランクシャフトの加工中における連続的な衝撃や振動負荷などの問題があります。Pacelineセンサ技術的な利点である計測範囲に依存しない感度が、この場合特に有利となります。

ネジ接続部の高いプレストレス力によって発生した電荷が、計測の前に CMD600 チャージアンプ によって短絡されるのです。これに加えて、有用な信号は最適なレベルまで増幅され、プロセスパラメータとしてArtisのプロ セスモニタリングシステムCTMに提供されます。指定された高い要件を満たすために、金属被覆のチャージケーブルによって計測チェーンの機械的な剛健性を 実現します。

クランクシャフトの機械加工プロセスは非常に複雑で、最高レベルのプロセス安全性が要求されます。

The Customer

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“HBMの計測技術で、我々はシステム全体のマシーンモニタリングでとても重要なコンポーネントを入手し、また、 それはお客様の生産性向上と品質コストの削減の手助けをしています。“

Hans-Georg Conrady, Managing Director of ARTIS GmbH

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