Engineering Japan 06

2014年 3月

ENGINEERING JAPAN ノルグレンの国際チーム、 商用車セクターに向けた 新世代ソレノイドバルブ を開発

8 Eplan Engineering Center One（EEC One）に新バ ージョンが登場しました。

4 フライス工具開発による整 形外科置換術用部品加工の 品質と生産性の向上

14

06 | pdf-engineering-japan.com | 2014年3月

バルーフ社のビジョンセ ンサBVS-E Uniersal

3

BALLUFF

EPLAN

3

4 NORGREN

HMS

5

6

PEPPERL+FUCHS

NORGREN

7

6 STAHL

HMS

12

10 HMS KENNAMETAL

18

19

新製品

バルーフ社のビジョンセンサ BVS-E Uniersal

バ

ルーフ社の新製品BVS-E Universalビ ジョンセンサは、信号処理回路と照 明技術、2個のデジタル出力を内蔵 する汎用のセンサです。実績のある BVS-E AdvancedとBVS-E Identのビ ジョンセンサを一つのデバイスに内蔵しています。一 つの製品ですべての外観検査を行う業務に最適な初め ての製品です。在庫管理をかなり簡単にします。 BVS Universalは、1回でかなりの数の特性を外観検査 できるだけではなく、輝度の検査やコントラストの比 較、エッジの計測、位置のチェック、パターン検出、 コードの読み込みなどの様々な業務を同時に実行でき ます。360度の縁取りやバーコード、データマトリクス のチェックなどのツールも新規に追加できます。これ らに加えて、縁取りの計測とチェックの技術オプショ ンは、本質的に無限の応用の可能性があります。 チェックの結果は、デジタル出力あるいはRS232/ Ethernetインターフェースを通して、GO/NOGO判定を 行います。検出された部品の位置は、PLCや例えばロ ボット制御などに送られ、次の工程に向けて部品の向 きを整えます。 この汎用デバイスは高速動作が可能で、1秒間に最大40 個のバーコードやデータマトリックスコードの位置を

06 | pdf-engineering-japan.com | 2014年3月

3

見つけ、読み込み、位置に関係なく確認検証します。 このコードデータはインターフェースを通して、それ 以降の工程に使われます。 加えて、光学的文字検証(OCV)機能がバッチ番号や保 証寿命年月日などが印刷された文字や数字の列を確認 します。 BVS-Universalビジョンセンサにはいろいろなレンズも 揃えています。高出力の積分赤色光や赤外LED光が画 像領域を完全に照射します。電源や周辺回路は業界実 績のあるM12コネクタで接続できます。

この頑丈でハイエンドのセンサはクレジットカードの サイズなので、直感的なユーザインターフェースを通 して提供されるConVISソフトウエアを簡単に使うこ とができます。ユーザーはセンサをパソコンにつな ぎ、パラメータを構成し、無料のコンフィギュレーシ ョンソフトウエアを使ってセンサを動かせばよいので す。Windows XPとWindows 7上で走ります。しかも、 最大1万枚の検査画像をコンピュータに保存できるオプ ションもあります。これは、例えばトラブルシューテ ィングに使います。

詳細

新製品

Eplan Engineering Center One（EEC One）に新バージョンが 登場しました。 包括的フレームワークによって煩瑣な エンジニアリングが減り、エンジニア リング時間を大幅に削減できます。現 在、同ソフトウェアは17ヶ国語でご利 用いただけます。さらに、グローバル 市場で重要な国際規格や国際標準もサ ポートしています。

EEC Oneは、その新たな多言語対応機能から、国際的な競争の場で、自動化による格段に優れた相乗効果を発揮します。

光

ソリューション・プロバイダのイー プランがご提供する自動化ソフトウ ェアEEC Oneは、2013年のハノー バー・トレード・フェア（Hanover Trade Fair）で、その プラットフォー ム言語として、英語・スペイン語・ロシア語・中国語 からスタートしましたが、現在、これを拡大していま す。今では、合わせて17ヶ国語のプラットフォーム言 語をご利用いただけます。さらに、新たに組み込んだ 辞書機能がEplan辞書への直接アクセスを保証していま す。したがって、すべての利用可能な言語において、 図表の全ドキュメンテーションの翻訳が確実になされ ます。同時に、統一された用語・フレーズ・特殊文字 を用いることで、表記の一貫性も確かなものとしまし た。こうして、言語上の障害を取り払えば、ソフトウ ェアの利用における効率レベルは向上します。とりわ け、複数の国に拠点を構える国際的な企業の皆様に は、この利点を高く評価いただけるものと思います。

詳細

効率的なエンジニアリングは、高能率な自動プロセス として実現されているだけでは、ありません。ソフト ウェアのユーザフレンドリ性にも反映されています。 そのうえ、イープランでは、このEEC Oneでも、実証 を重ねたExcel環境を採用し、直観的な使用を可能とし ました。また、新たなカラー表示は、エラー検索機能 もサポートしています。加えて、この現行バージョン

では、先行バージョンのマクロに関し、そのマクロの 位置を固定値によって指定できます。これにより、マ クロの迅速かつ明確な配置をサポートしました。 さらにまた、Eplanプラットフォームとの緊密な接 続関係は、統合された部品選択にも反映されていま す。EEC Oneでは、Eplanの部品データベースに直接 アクセスし、部品やその参照データを受け渡します。 この自動データ転送によって、転送エラーを防ぐと同 時に、効率の向上を可能としているのです。そのう え、EEC Oneの新バージョンは、現行のEplanプラット フォーム2.3およびその先行バージョン2.2との互換性を 備えています。 今や、エンジニアリングの効率性を、付随的なメリッ トだとみなす企業はほとんどないでしょう。その効率 性は、国内での、そして国際規模での成功を維持する うえで欠くことのできないものです。そこで、日常の ルーティン業務からユーザを解放してくれるソフトウ ェア・ツールこそが、効率的なエンジニアリング・プ ロセスへ向けての重要な基本要素となります。こうし たツールにより、革新的な設計や問題解決へと、より 多くの時間を割けるようになるのです。すでにEplan プラットフォーム内には、標準化のための機能を提供 するマクロ技術があります。このマクロ技術に基づけ ば、電気エンジニアリングおよび流体パワー・エンジ ニアリングにおける図表作成が、EEC Oneを介して自 動化できます。 2014年3月 | pdf-engineering-japan.com | 06

4

新製品

ノルグレンの国際チーム、 商用車セクターに向けた新 世代ソレノイドバルブを開 発

ノルグレンは、空気圧モーション・コントロールや流体制御の国際市場におけるリーディング企業です。このたび当社では、商用車アプリケーションに向けて、革新的なソレ ノイドバルブISISを発売します。このソレノイドバルブは多くの競合システムに比べ、より低コストで高い信頼性を実現しました。

I

SISソレノイドバルブは、イギリス・ドイツ・中 国・アメリカにまたがる国際チームによって開発さ れ、デフ・ロックやエンジンブレーキ、クラクショ ンなどの幅広い機能を制御するために設計されてい ます。一般的なソレノイドバルブが20個の部品で構 成されているのに対しISISではわずか9個の部品で構成 されています。そのため潜在的な漏洩経路が少く、高 度な工程管理が可能なノーフォールト・フォーワード 生産システムによって製造しています。さらに高レベ ルの耐振動性能を備え、過酷な環境にも対応します。 ISISはシャーシに配置する一般的なバルブシステムに 比べて10%の軽量化と30%の小型化が実現されてい ます。さらに必要な配管、コネクタ、キャブとの接 続部を削減したことで、当社が提唱する “Engineering Advantage”を実現しています。小型軽量化のためのコ ストとレイアウトスペースの節約ができます。 「ノルグレンは、25年以上におよぶ商用車市場での経 験をもとに新素材や最新生産技術を積極的に活用し常 に最適な製品群をご提供しています。ISISは組立てが容 易になるよう設計され、バルブの連結拡張が容易な当 社の“ツイスト・アンド・ロック式保持機構”を採用した シャーシ搭載用の高性能ソレノイドバルブです。卓越 したバルブの代表格といえるでしょう」と、ノルグレ ンのDavid Owenは説明しています。

「このバルブは、標準的な製品よりも構成部品が少な いことも特徴です。さらに、構成部品のすべてをシー ルされたひとつの耐食ユニットに収めました。リフト アクスルやエンジンブレーキなどの重要な機能制御に お使いいただければ、お客様にとって、極めて競争力 の高い価格でご利用いただける必須製品になるでしょ う。 ISISは、後付け部品としても、また純正部品としても適 しており、12Vあるいは24V仕様のいずれかでご利用い ただけます。 さらに詳しい情報につきましては、 www.norgren.com/uk/commercialvehicle をご覧くださ い。

詳細 2014年3月 | pdf-engineering-japan.com | 06

5

新製品

IXXATは、新しいコンパク トなFRC-EP170によって FRC-EPシリーズを拡大し ました。

I

XXATでは、FRC-EP170およびFRC-EP190からな るFRC-EPシリーズにより、テストベンチや車載ア プリケーションに向けた汎用なハードウェア・プラ ットフォームを提供しています。このプラットフォ ームは、その高い性能、手ごろな価格、広い用途、 多彩なソフトウェア・ソリューションへのサポートが 魅力です。 これらのデバイスは、FlexRay、CAN、CAN FD、LIN、K-Line、USB、イーサネッ ト、EtherCAT、Bluetooth、RS232インターフェイスに 加え、アナログおよびデジタルI/Oを備えています。ま た、拡張スロットにより、WLANやGSM、GPSなどそ の他のインターフェイスの追加も容易です。このよう に、同デバイスでは拡張性を高め、特殊なアプリケー ションへも適応可能とするとともに、将来にわたるご 利用にも対応できるようにしています。

詳細

さらに、このたびIXXATは新しいFRC-EP170を発売し ました。これは、広く普及しているFRC-EP190の極め てコンパクトでコスト効果に優れた派生機種です。ど ちらのデバイスでも同じプロセッサ、同じオペレーテ ィング・システムを装備していることから、この新機 種も完全なソフトウェア互換性をもち、直ちに高い性 能を発揮します。FRC-EP190は、多数の同一インター フェイスとそのガルバニック絶縁、向上した拡張性、

06 | pdf-engineering-japan.com | 2014年3月

6

そして特にオプションであるEtherCATスレーブとし ての機能性から、車載通信分野におけるテストベンチ との統合が主要な対象アプリケーションとなっていま す。 一方、ハンディなFRC-EP170は、車両内での利用の ために開発しました。その主なアプリケーション領域 は、様々なECUインテグレーション・レベルへ接続す るためのゲートウェイ・ソリューションやプロトタイ プ・コントローラ、インターフェイス増設によるデー タロガーの拡張、市販の携帯電話やタブレットPCを使 ったワイヤレス信号の表示などです。 また、どちらのデバイスをベースとしても、IXXAT提供 の対応ソフトウェア・パッケージを使えば、要求の厳 しいレストバス・シミュレーションやゲートウェイ・ ソリューションを素早く簡単に実現することができま す。さらに、特殊なソリューションの開発には、拡張 開発パッケージをご利用いただけます。したがって、 カスタム機能やカスタム・アプリケーションも、Linux OSを使った無料のソフトウェア開発キットが利用可能 なため、お客様の社内で迅速かつ容易に整えることが できます。 新しいFRC EPシリーズのより詳細な情報につきまして は、www.ixxat.deをご覧ください。

新製品

IO-Linkによって、ミリメー トル・オーダの測定データを 出力します

ライトグリッドの新LGMシリーズが、ミリメートル・オーダの測定値を直接ご提供します。

標

準的なタスクなのに、シングルビー ムによる複雑な評価をしていると か、煩瑣な設定を行っている、そん な時代は終わりました。ペッパー ル・

アンド・フックス（Pepperl+Fuchs）の自動ライトグリ ッドの製品グループには、最新機種として、新しい測 定ライトグリッドLGMシリーズがあります。製品マネ ージャのCarsten Rothは次のように説明しています。「 市場にある他の測定ライトグリッドで、この製品に比 肩するものはありません。というのも、同ユニットに は16もの組込み測定オプションが内蔵されているので す。ユーザの皆様は、この測定評価方法のなかから、 ご自身の用途に合った最適なモードを選択できます。 そして、対象物の高さや、下限もしくは上限にある対 象物の位置、合計、平均などの直接的な測定値を、ミ リメートル・オーダで受け取れます」。 その測定値は、たとえビーム・クロスオーバ機能が動 作している状態でも、IO-Linkを用いて、極めて高速な サイクルタイムでデジタル送信されます。また、この IO-Linkにより、その制御層から簡便な試運転や保守も できるになっています。さらに、パラメータ表示や設 定はPCを介して完全に行え、外付けのプログラム機器 や余計なソフトウェアはいっさい必要ありません。

LGMライトグリッドは、外形が非常に小さく、狭い スペースにも納まります。そのうえ、工具不要の斬新 な取付具により、設置・アライメント・交換も迅速か つ容易です。また、その保護等級IP67のアルミ製筐体 は、冷凍保管庫といった低温下であっても、過酷な環 境条件に耐えます。 このLGMシリーズでは、広範な測定レンジに対応でき るよう、さまざまな分解能と、フィールド高さが最大 3200mmにおよぶ製品をご用意しました。製品マネージ ャRothは次のように述べています。「それぞれのビー ムを評価するというシングルビーム出力の複雑な製品 と違って、これらの測定ライトグリッドは時間のかか る計算なしに、ミリメートル・オーダの測定値を提供 します。また、そのコンパクトな設計や機能性、追随 をゆるさぬ費用対効果から、これらは新たな定番製品 といえるでしょう」。

詳細 2014年3月 | pdf-engineering-japan.com | 06

7

新製品

道路旅客輸送用の車両で暖房・換 気・空調（HVAC）システムに対する 要求は多様かつ苛酷です。これは、 どのような車外の天候・気候条件で あっても、乗客に快適な車内環境を 提供するよう求められるためです。

最高の快適さを実現する ― バス車両アプリケーションに向けたHVACバルブ技術の新機軸

か

つて、こうした車両ではHVACシステ ムが高級な機能だった時代や、温・冷 風を単に送風するという程度のことし かなしえなかった時代もありました。 しかし、それははるか以前の話です。

いまや、ますます頻繁に、HVACシステムの提供すべき 性能が法規によって定められるようになっています。 たとえば、フロントウインドスクリーンでは、氷や水 滴を所定の時間内に取り除かなければなりません。同 時に、ドライバーに対しては最適な運転環境を整え て、ドライバーへの良質な空気の供給を保証し、ドラ イバーが運転中に疲れや倦怠感を覚えないようにしな ければなりません。 一方、乗客側からの要求も高まっています。近年で は、極端な気温の中でも、あるいはバス停で乗客の乗 降時に車両ドアを定期的に開閉する場合であっても、 一定の温度と湿度レベルが維持されるべきだと考えら れています。 そうした状況は、夜明けや日暮れの時間帯に車両を運 行しなければならない場合、いっそう厳しいものとな ります。このような状況下では、車両外装の片側が非 常に暖かく、もう一方は冷たいということがあるかも しれません。しかし、それと同時に、システムには車

06 | pdf-engineering-japan.com | 2014年3月

8

両内部を冷・暖房するよう求められるのです。これに 加え、当然ながら、車両の重量低減や燃費を向上する 必要など、もっと一般的な要請もあります。 これは、より高い圧力でシステムを作動させること で、バルブやパイプのサイズを最小限にとどめるよう 連続的な運転を実現することでなされます。 こうしたあらゆる考慮すべき要件から、HVACシステム の制御に用いるバルブには、ますます大きな要求が課 されます。温度の急激な変化に素早く応答できるだけ ではなく、大きな流量の温水にも対応できなければな りません。さらに、システム作動時の静粛性と動力消 費の最小化をも両立させなければなりません。 バルブの耐久性と寿命も、実際上の大きな問題で す。バルブには、少なくともモータなどのその他のシ ステム部品と同等に長期にわたって機能することが望 まれます。というのも、車両設計レイアウト上、バル ブは簡単にアクセスできない箇所に搭載されることが 多いからです。 これは重要な検討項目だといえます。バルブの修理や 保守のために、バス車両を運行から外すことで費やさ れる時間はいかなるものでも、その運行事業者にとっ て極めて大きなコストになり得るからです。

ネルギーを必要とします。 ソレノイド・バルブは、取付けが簡単で、その駆動に 電力供給しか必要としません。しかしながら、ノイズ が大きく、精密なシステム制御というより回路の遮断 に適したものといえます。一方、外部駆動式のバルブ には、圧縮エアと電力の両方が求められます。さら に、パイロット・バルブも必要となり、これによって 貴重なレイアウトスペースが取られることになりま す。このバルブについても、同じくノイズや精密な制 御性が問題となる可能性があります。 こうした選択肢がもつ問題から、HVACアプリケーシ ョンに向けた電動バルブを開発するにいたりました。 これらの電動バルブ製品では、多くの利点が実現され ています。たとえば、構造がコンパクトであること、 比例弁として精密な制御が可能であること、いったん 動作点に達すると電力を消費しないこと、さらにま た、静かに動作し、ごみや沈着物から影響を受けず、 たとえ冷却液中に夾雑物があっても対処できることな どです。 電動バルブについては、2ポートや3ポート用モータの バージョンを広くご利用いただけます。さらに、3ポー ト電動ボールバルブを冷水ユニットに利用することも できます。この3ポート電動ボールバルブは、ほかの タイプのバルブに比べ、大流量を可能にするよう設計 された構造が特徴です。そのため、より寒冷な環境下 で運用する車両への適用に理想的なものとなっていま す。

さらにまた、現代の車両の設計者は、車両移動に伴う 副次的作用の一つである電磁放射を最小化するという 要求も考慮しなければなりません。 電磁放射は、携帯電話やラジオの両者にとって、その 受信に影響を及ぼす可能性があるからです。一方で、 バルブが高ヒステリシス性を有する場合には、正確な 温度制御に必要なバルブの精密位置決めが達成できま せん。 そのうえ、バルブに使う電気コネクタも性能に重大な 影響を与えることがあります。電気コネクタ材料とし てはスズが一般的ですが、工業製品保護等級IP 6K9K レベルに応える電気伝導性を実現できるようにするに は、金製の電気コネクタを用います。 では、設計仕様策定者にとって、どんなバルブの選択 肢があるのでしょうか？ ソレノイド/ピストン・バルブは幅広く使われてきまし たが、絶えず電気エネルギーを供給する必要がありま す。さらに、開閉時の「ウォータ・ハンマー」に極め て敏感です。同様に、アングルシート・バルブにはエ ア源と電力源の両方が求められ、部品点数とエネルギ ー消費が多くなります。また、これらの製品は、その ほかの代替品に比べ重く、その開閉にはより大きなエ

これらバルブ内部の制御機構は、通常、プラスチック 製あるいはセラミック製のいずれかです。原則とし て、プラスチックはより低コストな選択ですが、材料 としては温度変化に影響を受けやすく、ほこりや微粒 子の進入による悪影響も受けやすくなります。 対して、セラミック製の機構は多くの利点を備えてい ます。表面硬度が高いことから、ほこりや微粒子があ っても損傷を引き起こしにくいのです。さらに、急激 な温度変化による影響も小さく、これは低温の環境下 で運用する車両にとって重要なポイントです。こうし た低温環境下では、バルブは、漏れを発生することな く、極めて高温な水を高い圧力で急激に処理しなけれ ばならないケースがあり得るからです。 しかしながら、おそらく最も重要な点は、セラミック 製の製品なら、非常に幅広く多彩な流動特性や流量を 実現し、それぞれのお客様の要求仕様にお応えできる ことではないでしょうか。こうした順応性の幅から、 さらにその物理的特性ともあいまって、この分野にお ける洞察力のある設計仕様策定者は、ますます、セラ ミック製部品を装備したバルブを選択するようになり つつあります。 さらに詳しい情報につきましては、 www.norgren.com/uk/commercialvehicleをご覧くださ い。

詳細 2014年3月 | pdf-engineering-japan.com | 06

9

新製品

より軽く・明るく・長寿命に：危険区域向けの 堅牢な蛍光灯に新世代製品が登場

防爆照明機器EXLUX 6001は、先行製品や多くの競合製品に比べ、よりコンパクトで軽量かつ堅牢、さらに汎用性でも優れています。

ア

詳細

ール・シュタールの照明機器に、防 爆構造を要する危険区域ゾーン1/21お よび2/22での利用に向けた新シリーズ が加わりました。同等製品よりも高 いエネルギー効率を達成するととも に、光度が約10%向上しています。この新しい照明機 器EXLUX 6001は、その先行製品であるEXLUX 6000に 比べ、格段にコンパクトかつ強固で、ねじりにも耐え られる設計を特徴としています。この実績豊かな先行 製品EXLUX 6000ライトは、これまで20年にわたり、 世界中で100万台以上が実用に供されてきました。た だしその一方、これまでと同じく経済的ありながら、 最先端技術を反映するよう改良した技術的機能によっ て、性能を強化した製品へのユーザニーズも高まって います。そこで、これからは、そのニーズに新世代製 品でお応えします。性能クラスにもよりますが、新し い照明機器EXLUX 6001は、先行製品や多くの競合製品 に比べ、1/4から1/3ほども軽量です。したがって、これ らスリムで幅の狭いユニットなら、ユーザの皆様の利 便性が増すことになるでしょう。また、大半のライト と異なり、この新しい照明機器は極めて低い（-30℃と いう）環境温度下でも動作可能です。そのため、多く のケースで、適用範囲が拡がり、余計な仕様が不要に なってコストを削減できることになります。さらに、 既設のEXLUX照明機器を段階的に置き換えるのを容易 にするため、新ユニットの取付けは、先行製品シリー

06 | pdf-engineering-japan.com | 2014年3月

10

ズと完全な互換性を保っています。そのうえ、素早く 着脱可能な交換部品も、迅速で簡単な保守性を確かな ものにします。また、これまでと同様に、この新ライ トでも、ご依頼に応じてお客様の特殊仕様に合わせた 製品もご提供します。加えて、アール・シュタールで は、即納可能な、特に費用効果の高い標準モデルとし て、電力消費18W・36W・58Wの製品をご用意しまし た。これらのモデルでは、4mm2のケージクランプ付端 子、5芯の貫通配線、フル・フェーズ安全停止機能を採 用しており、あらゆる一般的アプリケーションの大半 へも、十分に備え付けていただけます。また、この新 シリーズは、現行の工業標準すべての要件に完全に則 しています。とりわけ、新しいシリコーン・ベースの 発泡材ガスケットは、IEC 60079が規定するように、最 大限の耐久性をもつよう最適化しました。このシーリ ング・ソリューションは、さまざまな化学物質はもと より、紫外線への耐性も具えています。これが、固定 具のヒンジや新設計の集中ロック機構とともに、多年 にわたって保護等級IP67を信頼性高く保証します。

新製品

ブレーカ形状により性能を 最大化し、バリと剥離を最 小化

CFRP／チタン積層材に対応するケナメタルの新たな超硬ソリッドドリル |

ケ

ナメタルは、3/16～5/8インチ （4.763～15.875mm）の穴径範囲 で、CFRP／金属積層材の穴加工に対 応する、全く新しいB55_DALドリルを 発売します。 このドリルは、あらゆる組み合わせの積層材に使用す ることができます。CFRP／チタン／アルミニウムの積 層材だけでなく、CFRP／チタン、CFRP／アルミニウ ム、およびチタンまたはアルミニウムのみの積層材に対 応可能です。これらのドリルは、標準のスルークーラン ト、MQLまたは乾式加工でも利用することができます。 新たな材料には、新しいソリューションが必要です。強 度を最大限にしながら重量を最小限にするために、航空 宇宙産業は、複合繊維強化ポリマー（CFRP）をチタン やその他の材料の間にはさんだ積層材を使用する研究を 続けています。 これにより、翼、機体、コックピットおよびその他の部 品を軽量化し、優れた性能を実現できます。炭素繊維と 金属の機械的特性が大きく異なるため、留め具穴の穴加 工には高い耐摩耗性と最適な工具形状が求められ、切削 工具に課題を投げかけています。高品質でバリのない穴 を維持することが重要です。 新しいB55_DALドリルのダブルアングルポイント設計に

より、優れたセンタリング性を実現し、鋭利な切れ刃は 積層材のトップレイヤーを滑らかに切削し、バリを発生 させることなくチタンやアルミニウム面から滑らかに切 れ刃を抜くことができます。 微細粒超硬Beyond™ KN15™材種は、MQLまたは乾式加 工でも優れた切り屑排出を実現できるように高度に研磨 加工されています。 径と長さの幅広いバリエーションを用意し、ロボットや 自動穴あけ装置を使用しても、あらゆる穴加工作業に対 応できます。さらに、新たなスタックドリルは、独自の プロセス仕様に対応できるよう再研磨が可能で、これら の新たな工具のコスト効率をさらに高いものにしていま す。 詳細は、www.kennametal.comをご覧ください。

詳細 2014年3月 | pdf-engineering-japan.com | 06

11

新製品

Anybus CompactCom 40 シリーズ製品なら、Ethernet Powerlinkへの産業機器の接 続が可能になります。

新しいAnybus CompactCom 40シリーズは、Powerlinkへの接続性が

P

owerlinkは、もともとオーストリアのオ ートメーション企業B+R社が考案した 産業用イーサネット・ネットワークで す。ただし現在では、全世界のオート メーション製品やシステムのメーカの 多くから、認められるものとなっています。 Powerlinkは、4月に発売予定の新しいAnybus CompactCom 40シリーズが提供する最初の対象 ネットワークの一つです。このCompactCom 40 シリーズでは、ホストデバイスとPowerlink間で、 非常に高速かつ高精度な通信が可能になります。 Powerlinkネットワークにとって通信の速度と信頼 性は重要です。というのも、Powerlinkネットワ ークは、同期サーボドライブ・システムなど、要 求水準の高い産業アプリケーションに使われるこ とが多いからです。CompactCom 40シリーズの Powerlink製品は、チップ、ブリック、モジュール の異なる3つの組込み形態でご提供します。これ ら製品すべてが、ホストデバイスからみて、同じ ソフトウェア・インターフェイスを備えることに なります。 したがって、お客様のオートメーション製品を CompactCom用に整えていただければ、完全なフ

06 | pdf-engineering-japan.com | 2014年3月

12

レキシビリティが実現します。 HMSの製品ライン・マネージャLeif Malmbergは 次のように述べています。「当社は、Powerlinkを 将来の重要なネットワークであると位置づけてい ます。なかでも、高い信頼性と高速なデータ転送 を兼ね備えた高性能ネットワーク技術を必要とす る機器メーカや機械メーカの皆様にはとりわけ重 要でしょう。 そのため当社には、とくに中央ヨーロッパ市場 を始めとして、世界中からPowerlinkへの接続性 を求める声が多く寄せられています。したがっ て、このたび、当社組込み製品の最新シリーズ において、Powerlinkへの接続性がご提供でき ることをうれしく思っております。この新しい Anybus CompactCom 40シリーズなら、機器メー カの皆様は、たった一つの開発プロジェクトによ り、Powerlinkへ接続できると同時に、そのほか 19種のネットワークへも接続可能になります」。 注目の技術 Anybus CompactCom 40シリーズは、ホストデバ イスとPowerlink間の高速通信を可能にします。 プロセスデータの待ち時間は15μs以下で、そのプ ロセスデータは各方向に最大1500バイトにも及び ます。

また、チップ、ブリック、モジュールの組込み 形態によるCompactCom 40シリーズは、Anybus NP40ネットワーク・プロセッサを実装した一体 型のイーサネット・ハブを装備し、マルチプレキ シングやPollResponseChainingもサポートしてい ます。応答時間（PollRequestからPollResponse までの時間）は1μs、同期ジッタも最大1μsです。

また、CompactComは、チップ、ブリック、モ ジュールの組込み形態でご提供しており、組込 みレベルをお客様でお選びいただけます。すで にAnybus CompactCom 30シリーズは、数百万 もの産業用オートメーション機器で利用されて います。そして2014年4月には、新しいAnybus CompactCom 40シリーズが発売されます。

Anybusが備えたあらゆるネットワークへ接続性 Anybus CompactComは、産業用マルチネットワ ークへの接続性に関し、世界中でもっとも広範に 利用できるよう構想されています。 機器メーカの皆様はAnybus CompactComを実装 することで、Powerlinkを含む20種の産業用ネッ トワークへの接続性を直ちに達成できます。対応 のAnybus製品をプラグインするだけです。これに より、機器メーカの皆様には、新たなビジネスチ ャンスが開けるとともに、その市場が大幅に拡大 します。 Anybus CompactComとは？ Anybus CompactComは、産業用ネットワークの インターフェース・シリーズです。これらを産業 用デバイスに組み込めば、さまざまな産業用ネッ トワークへの接続性が実現します。

詳細 2014年3月 | pdf-engineering-japan.com | 06

13

新製品

フライス工具開発による整形外 科置換術用部品加工の品質と生 産性の向上

フライス工具開発による整形外科置換術用部品加工の品質と生産性の向上

医

療用加工部品の製造では、航空宇 宙部品および原子力部品で要求さ れる精 度、信頼性、品質、トレ ーサビリティと同等もしくはそれ 以上の基準を満たす必要がありま す。さらに、世界的な競争と医療費を抑える取り 組みによって、生産性を最大化し製造コストを削 減する必要に大いに迫られています。工具メーカ ーは、医療用部品メーカーがこのような課題を克 服できるように、複雑な整形外科置換術用部品の 加工用にカスタム設計された各種フライス工具を 提供しています。 股関節置換および膝関節置換 人体用の置換部品お よび再製造部品の需要が急増しています。股関節 置換および膝関節置換、外傷部品の再建、オーソ バイオロジクス用部品を見てみると、これらの部 品の販売額は全世界で 252 億ドルを超えてい ま す。この合計額の 50 パーセント以上が股関節お よび膝関節用部品で、医療 OEM 大手 5 社が売り 上げの ほぼ 90 パーセントを占めています。2 つ の主な要因がこの成長に拍車をかけています。1 つ目は世界人口の寿命が伸びた結果、平均年齢が 徐々に高くなっている点です。最も急増している のは 65 歳以上で、年間 3.5 パーセント増加して います。偶然にも、膝関節手術を受ける患者の平

06 | pdf-engineering-japan.com | 2014年3月

14

均年齢は 65 歳です。整形外科用インプラントの 急増の一因となっているその他の主な傾向は、太 り過ぎまたは肥満の人の数が増加していることで す。世界人口 72 億人のうち、15 億 7 千万人が太 り過ぎで、5 億 3 千万人が医学的に肥満(BMI > 30%)であるとみなされています。過度の体重によ り、関節置換手術の主な原因である変形性関節炎 を引き起す可能性が高くなります。 膝関節置換用の部品 通常、完全な膝関節置換は 3 つのサブコンポーネントから構成されます。大腿 骨の円形下部を置換する大腿骨コンポーネント、 脛骨の上部を置換する脛骨トレイ、これら 2 つ の部品間に挿入されクッションの役目をする脛骨 インサートまたはベアリングインサートです。通 常、ベアリングインサートは UHMWPE (超高分 子量ポリエチレン、エンジニアリング樹脂の一種) から生産され、大腿骨コンポーネントと脛骨トレ イはほとんどの場合、コバルトクロム(Co-Cr)合金 で、チタン合金の場合もあります。これらの合金 は、強度および硬度が高く、加工時の剛性(ヤング 率)および摩損性が高い、生体適合性を有する材料 です。 大腿骨コンポーネントの加工 大腿骨コンポーネントの加工技術には、研削加

工とフライス加工の両方が含まれます。加工の課 題は、手作業による研磨を最小化した優れた仕上 げ面を持つバリのない形状を達成し、同時に最大 限に生産性を高め、工具寿命を延ばすことです。 このような条件の厳しいフライス加工向けに、セ コ・ツールズは専用に設計されたテーパ型ボール ノーズカッタを開発し、不等間隔フルートで加工 時の振動を最小限に抑える機能を備えた Jabro® JHP770 高性能カッタを改良しました。加工方法 には、コーナのプランジング加工、外周の加工、 ジョイント部の粗および仕上げ加工、カム仕上げ 加工とジョイント部の複合加工が適用されます。 大腿骨コンポーネントには、大腿骨の末端にある 顆部の構造を模した円形の輪郭があります。従 来、この形状は研削によって生産されてきました が、この加工では高熱が発生し、部品が変形する 可能性があります。セコ・ツールズでは、研削加 工をフライス加工に置き換えるため、工具を開発 し、テストを実施しました。大手の医療 OEM が この工具を試用し、特殊な超硬ソリッド Jabro® ボールエンドミルを採用した倣いフライス加工手 法で Co-Cr 鋳鉄の大腿骨コンポーネントを仕上げ ました。その結果、部品当たりの加工時間が最大 11分短縮され、以前の研削手法と比較して 50 パ ーセントの時間が短縮されました。工具寿命は 12

時間を超え、1 個のカッタで 80 部品以上を加工 できるようになりました。5 軸フライス加工機の 径方向の切込み深さの優れた制御が、工具寿命が 延長された一因となっています。このような制御 に欠けた 4 軸のア プリケーションの工具寿命は 6 ～ 8 時間です。また、研削加工からフライス加工 への変更により、変形によりスクラップ部品が発 生する可能性も排除されました。このアプリケー ションの詳細については、下の表 1 を参照してく ださい。 脛骨トレイの加工 Co-Cr 脛骨トレイの加工においても、仕上げ面と生産 性に関する課題があります。さらに、バリを残さずに 直角の固定部品の細部を生産する必要があります。こ の部品の加工には、表 2 に概要を示すように、通常最 大 7 つの異なる加工作業があります。 脛骨トレイ加工の最新の開発が、加工 3 と 6 に適用 されています。脛骨インサートが配置される基礎部分 の優れた仕上げを達成するため、特殊なワイパー形状 を持つセコ・ツールズの新しいマルチフルートカッ タが加工 3 で適用されています。この工具の Ra 値は 0.1µm 未満です。加工 6 では、セコ・ツールズは側面 の仕上げ/面取りを組み合わせたカッタを導入していま す。仕上げ工具と面取り工具の組み合わせにより、刃 2014年3月 | pdf-engineering-japan.com | 06

15

新製品 降のセクションで詳細を説明します。 顆部のコンタリング加工における課題の克服 大腿骨コンポーネントとベアリングインサート両方の 顆部の形状は、加工が困難となる場合があります。上 の表の加工 4 と 5 は、ベアリングインサートの顆の 輪郭加工を図示しています。プレミア特殊仕上げエン ドミルが開発される前は、顆部の表面は、研磨された HSS 成形カッタまたは従来の超硬ソリッド工具を使用 して加工されていました。しかし、どちらの方法にも 欠点があります。 • 成形工具では、しばしば部品の表面に目視できるカ スプが形成されます。これは特に加工機械の制御が遅 く、スムーズな切削パスを生成するのに十分な速さが ない場合に顕著です。• HSS カッタのゼロすくい角と 低いねじれ角により、適切な面仕上げ結果を得ること が難しくなります。 • 従来の超硬工具を使用した場合、半径のある製品形状 のみが許容されます。さらに、カッタ本体の設計上の 制限により、すべての半径が生成できるわけではあり ません。これらの工具の欠点により、必要な表面粗さ が達成できない場合、手作業による研磨や重曹ブラス トなど、さらに信頼性の低い加工が必要でした。これ らの加工は、時間、コスト、および品質の面で予測が 困難でした。 これらの問題を克服するため、Jabro® Premier Finisher （ジャブロ・プレミア・フィニッシャー)(図 5)の設計 は、接線または直線に接続する凹面および凸面断面に 基づいています。金型工具と比較して、この工具の形 状公差への対応はかなり優れています。しかし、これ らのカッタの製造では、刃先形状、凹面および凸面間 の重なり、輪郭半径が小さい輪郭の開始箇所と終了箇 所などへの特別な注意が必要で、工具の最大径に関す る考慮も必要です。製造では、工具の研削盤の圧力の 突然の変化、または過度の発熱を回避する制御が必要 です。この発熱は、必要な加工をするために十分に鋭 利ではない刃先で発生し、その結果、切削ではなくせ ん断が発生します。超高分子量ポリエチレンのワーク で良好な仕上げを達成するには、クリーンな切削が不 可欠です。 先形状(MEP)の優れた制御を実現し、2 次的なバリを防 止し、手作業の再加工を排除し、工具コストを削減し ます。 ベアリングインサートの加工 膝関節置換用のベアリングインサートは、通常、一般 的に超高分子量ポリエチレンとして知られているエン ジニアリング樹脂(プラスチック)を使用して製造され ます。この材料は比較的軟質な材料であるため低切削 力ですが、表面粗さの要件が 0.10µm Ra であるため、 鋭利で最高品質の仕上げ工具で加工する必要があり ま す。セコ・ツールズは Jabro® ブランド内に、医療 OEM の世界的なリーダー企業の特定の要件を満たすた めに設計された「プレミア仕上げ」のソリッドエンド ミルを開発しました。この部品を加工する 6 つのステ ップを表 3 に示します。ステップ 4 と 5 については以 06 | pdf-engineering-japan.com | 2014年3月

16

セコ・ツールズは、プレミア特殊仕上げ工具の製造研 削加工を改良し、あらゆる問題領域を排除して、切れ 刃半径約 5μm の全刃長にわたって一定のすくい角を提 供します。 プレミア特殊仕上げ工具は、CNC 制御の品質に応じ て、100 ～ 200 m/分の範囲で適用できます。一般的 に、制御システムが良好であるほど、より高い送りが 可能となります。回転ごとのフルート当たりの送り は、通常、0.004 ～ 0.006 * カッタ径です。例: 20mm 径カッタでは、0,02 ～ 0.10mm/フルート。 カッタのケアプレミア仕上げ成形カッタの標準的な工 具寿命は、1,000 ～ 2,000 部品です。通常、カッタは磨 耗するまで加工機械内に収納したままにします。これ は、カッタを取り出して保管する場合に損傷するリス クが高いためです。以下に詳述するこれらの工具のそ

の他のケアやメンテナンス手順を実行することを推奨 します。取り扱い: 工具は刃先が簡単に損傷してしまう ため、細心の注意を払って取り扱うようにする必要が あります。指の爪との接触でさえ、刃先に軽い損耗が 発生することもあることに留意して、金属同士が接触 しないようにご注意ください。物流管理: 配送や運搬時 の保護は不可欠です。 工具には保護用ワックスを適用し、梱包チューブ内に 密閉してください。「取扱注意」や「再梱包不可」な どの特別の指示を示すシールを貼ってください。測定 と検出: 医療産業では、密閉された(検証された)工程で 品質を確保するために、トレーサビリティが非常に重 要な要件です。そのため、すべての工具は独自のレー ザマーキングで提供します。

徹底した清浄を行うようにご注意ください。 金属の切り屑が工具の刃先に直接接触すると破損しま す。このため切り屑のないクーラントを確保するため に適切なクーラントフィルタリングシステムが、機械 に装備されている必要があります。また、インプラン トのサプライヤは超高分子量ポリエチレン材料の品質 にも考慮する必要があります。材料の不良により、含 有物のために工具が摩損することがあります(図 6)。カ ッタの早期摩耗は、加工されたポリエチレンがクリー ンではない徴候を示すことがあります。この場合、調 達手順の品質に注意を払う必要があります。

信頼性と品質基準は、非接触型の測定法と密閉研削手 順で設定します。結果のレポートを梱包チューブ内に 同梱し、お客様に品質保証を証明します。工具の調整: オペレータはカッタから保護用ワックスを除去する方 法についての指示を受け、提供されるレポートで適切 な径を確認する必要があります。工具が著しく摩耗し た場合は、品質再生を最大 5 回行うことができ、品質 再生工程中の運搬では、制御できない損耗や損傷を防 止するために安全な梱包が必要となります。 清浄度: 整形外科用インプラントで一般的な金属(チタン 合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼)の切削にも 使用される加工機械に工具を適用する場合は、機械の

詳細 2014年3月 | pdf-engineering-japan.com | 06

17

新製品

ブレーカ形状により性能を 最大化し、バリと剥離を最 小化

ケ

ナメタルは、3/16～5/8インチ （4.763～15.875mm）の穴径範囲 で、CFRP／金属積層材の穴加工に 対応する、全く新しいB55_DALド リルを発売します。このドリルは、 あらゆる組み合わせの積層材に使用することができ ます。CFRP／チタン／アルミニウムの積層材だけで なく、CFRP／チタン、CFRP／アルミニウム、およ びチタンまたはアルミニウムのみの積層材に対応可 能です。これらのドリルは、標準のスルークーラン ト、MQLまたは乾式加工でも利用することができま す。 新たな材料には、新しいソリューションが必要です。 強度を最大限にしながら重量を最小限にするために、 航空宇宙産業は、複合繊維強化ポリマー（CFRP）をチ タンやその他の材料の間にはさんだ積層材を使用する 研究を続けています。これにより、翼、機体、コック ピットおよびその他の部品を軽量化し、優れた性能を 実現できます。炭素繊維と金属の機械的特性が大きく 異なるため、留め具穴の穴加工には高い耐摩耗性と最 適な工具形状が求められ、切削工具に課題を投げかけ ています。高品質でバリのない穴を維持することが重 要です。

詳細

新しいB55_DALドリルのダブルアングルポイント設

06 | pdf-engineering-japan.com | 2014年3月

18

計により、優れたセンタリング性を実現し、鋭利な切 れ刃は積層材のトップレイヤーを滑らかに切削し、バ リを発生させることなくチタンやアルミニウム面から 滑らかに切れ刃を抜くことができます。微細粒超硬 Beyond™ KN15™材種は、MQLまたは乾式加工でも優 れた切り屑排出を実現できるように高度に研磨加工さ れています。

径と長さの幅広いバリエーションを用意し、ロボット や自動穴あけ装置を使用しても、あらゆる穴加工作業 に対応できます。さらに、新たなスタックドリルは、 独自のプロセス仕様に対応できるよう再研磨が可能 で、これらの新たな工具のコスト効率をさらに高いも のにしています。

詳細は、www.kennametal.comをご覧ください。

新製品

HMSは、IXXATブランドか ら、CAN FD用の新しいCAN PCイ ンターフェイス・シリーズを市場に 投入し、広範なドライバやツール群 によってサポートします。

高速かつ高効率 ― HMSの新しいCAN FD用PCインターフェイス

新

たなCAN-IB 500およびCAN-IB 600 が、HMSの提供する2つのインターフ ェイス・カード（パッシブ/アクティ ブ）です。このインターフェイス・カ ードは、CANのみならず、新しいCAN FD規格をもサポートしています。また、どちらのカード もPCI Express規格に準拠しています。そして、最大2つ のCANインターフェイスを備え、これらはCANあるいは CAN FDモードのいずれでも運用できます。チャンネル のガルバニック絶縁については、オプションとしてご利 用いただけます。 さらに、アクティブ・タイプのCAN-IB 600では、マイク ロ・コントローラが組込まれています。そのため、たと えば高精度なタイムスタンプや、カードが送受信するメ ッセージのアクティブ・フィルタリングといった、デー タ前処理への要求が高度なアプリケーションであっても 利用できます。 これらのカードは、IXXATのWindowsドライバ・パッケ ージ（VCI）と、リアルタイム・ドライバ・パッケージ （Linux、RTX、IntimeおよびQNX用ECI）のいずれによ ってもサポートされています。 そのうえ、IXXATのCANopen用とSAE J1939用APIも、 この新インターフェイスをCANモードにおいてサポー

トしています。また、CANやCAN FDのネットワーク解 析のために、HMSでは高機能なWindows ツールである IXXATのcanAnalyserを提供しています。 従来のCANは、ペイロードデータ8バイト、最大伝送速 度1Mbit/sですが、とくに手ごろな価格や汎用性から、 幅広く多彩なアプリケーションでその一端を担っていま す。とはいえ、これまでなら、大きなデータ伝送量が必 要なアプリケーションでは、その他の技術に頼らざるを えませんでした。当然、それにはコスト増が伴います。 ところが現在、CAN FDは、最大64バイトのペイロード データ量と、より高速なペイロード伝送ビットレートを 備え、CANがもつ旧来の制約を取り払いつつあります。 このことから、CAN FD は、CANでは実現できなかった ようなアプリケーションにとっても、魅力的なものとな っています。 この新しいCAN FDカードのより詳細な情報につきまし ては、www.ixxat.deをご覧ください。

詳細 2014年3月 | pdf-engineering-japan.com | 06

19