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解決事例 レーザー加工機メーカーW社(従業員数:約300名) “低コスト” でレーザー加工の精度を維持!? 「4軸一体型クローズドループステッピングシステム」が“滑らかな曲線”を実現

課題・問題

従来,日本製の工作機械や産業機械は,高い技術力を武器に主に先進国でシェアを拡大してきました。しかし,市場の中心が新興国にシフトし,またアジア各国のメーカーが存在感を増すなか,国内メーカー各社には技術力の向上に加え,品質とコストのバランスがとれた製品作りが求められています。

コスト削減のためにサーボシステムを置き換えたいが,品質は維持したい…

各種工作機械の製造・販売をおこなうW社。同社ではこのほど,新たな「レーザー加工機」の開発に取り組んでいました。この次期モデルは市場シェア拡大のための戦略的製品として位置付けられるもので,開発チームは品質はもとよりコスト面においても,海外の競合メーカーに対し競争力を持つことを第一の目標として指示されていました。W社開発設計部のR氏はこう語ります。

「コスト削減のために装置全体の仕様を見直し,サーボシステムをステッピングシステムに置き換えることを検討しました。しかし,試作機で検証した結果,加工品質は著しく低下してしまいました。ステッピングシステムはモータからのフィードバック信号が無い“オープンループシステム”のため,モータの不意な脱調によるエラー検出ができなかったのです。」(R氏)

クローズドループステッピングシステムを検討するも,追従性の遅れが問題に…

「次に,エンコーダが付いているクローズドループステッピングシステムであれば,振動も少なく,ある程度の加工精度も保てると考えました。しかし,位置偏差,つまり指令パルスに対する追従性の遅れが問題になり,従来のサーボシステムほどの加工品質を得ることはできませんでした。」(R氏)
いかにコストを抑えつつ,海外製品よりも高いパフォーマンスを実現するかR氏は悩んでいました。

課題
  • コスト削減のため,品質を保ちつつサーボシステムを置き換えたい。
  • クローズドループステッピングシステムは位置偏差が問題に。
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