日常生活で活躍するサーボ駆動技術 

油圧ドライブからサーボドライブへ：STOBER、IDカードの製造で精度とエネルギー効率を向上させる 

治具・特殊機械メーカーのTiepner社は、IDカードの生産や個別成形を可能にするシステムを開発・設計しています。これまで、打ち抜き工程は油圧ドライブによって行われていました。油圧ドライブは確かに信頼性が高く堅牢でしたが、求められる精度で駆動せず、エネルギー消費量も多いため、それに伴う運用コストも高くなっていました。そのため、現在、この機械メーカーはSTOBERの駆動技術を採用しています。現場では、ドライブコントローラや同期サーボモータに加え、要求度の高いタスクに対応した高性能な仕様から経済的なバリエーションまで、さまざまな減速機が使用されています。

ドイツ・プフォルツハイム – 2026年4月15日 – 身分証明書、運転免許証、またはジムの会員カードなど、財布に入っているこういった小さなプラスチックカードがなければ、私たちの日常生活は成り立たないでしょう。しかし、それらがどのように製造されているのか、またそれを支える技術がいかに複雑なのかを考えたことはありますか？Christian Höltge氏はその答えを知っています。彼は、テーギングに拠点を置く特殊機械メーカー、Tiepner社の代表取締役です。同社は、ドイツ連邦印刷会社などがID-1形式のクレジットカードや身分証明書を製造し、個別成形するためのシステムを開発・設計しています。「これらのカードは、エンボス加工、チップ、磁気ストライプ、またホログラムやRFIDモジュール、メモリモジュールのようなセキュリティ機能を搭載できる複数のフィルム層で構成されています」と、Höltge氏は説明します。この家族経営企業は、プラスチック溶接用の工具や治具の製造も手がけています。同社の顧客には、ドイツ連邦印刷会社に加え、医療機器業界や自動車産業の企業も含まれています。「自動車業界は急速に衰退の道をたどっています」と、Höltge氏は語ります。「だからこそ、新たな市場や用途を開拓するために組織の再編と製品のカスタマイズが必要です」。競争環境は厳しいものとなっています。柔軟性、品質、信頼性はますます重要性を増しています。同社は従業員13名で世界中で事業を展開しており、さらなる成長を目指しています。そのために、Tiepner社は特にパートナー企業との提携を結び、販売とマーケティング活動を着実に拡大しています。 

精度への徹底したこだわり

身分証明書やパスポート、その他の重要な書類の製造では、シートやロールから成るさまざまなのフィルムが自動的に集積されます。設備がフィルムを位置合わせし、材料厚みを検査し、これらを正確な位置に重ね合わせます。その後、ラミネート加工されたパッケージが抜き打ち機械へ送られます。打ち抜き工程の後、カードは寸法精度、表面品質、その他の特性に関して検査された後、マガジン内に積み重ねられます。これまで、3回打ち抜きには油圧ドライブが使用されてきました。油圧ドライブは高い駆動効率、無段階調整機能、そして堅牢な構造を特徴としています。しかし実際には、セッティング精度や結果の再現性に限界が見られました。さらに、メンテナンスの手間が増え、漏れが生じるリスクも高まりました。  

Tiepner社の担当者たちは、軸の設計を最適化し、ユニットをよりコンパクトに設計し、エネルギー効率を向上させ、容易な運転開始を実現したいと考えていました。そのためには、打ち抜きユニットを油圧ドライブからサーボドライブに改修する必要があります。稼働中は、電気ドライブの方がエネルギー消費の点で経済的な場合が多く、一方で油圧システムはすぐにコストがかさむ可能性があります。電気ドライブはメンテナンスも簡単です。そもそもオイル漏れが発生しません。温度変動も、電気ドライブの効率にほとんど影響を与えません。これに対して、油圧システムの場合、性能が油の温度に大きく左右されることがあります。 

Tiepner社とプフォルツハイムのSTOBERは、2020年から接点があります。「当時、STOBERはドライブソリューションを納入しましたが、お客様には今日まで大変ご満足いただいています」と、STOBERのエリアセールスマネージャーであるJulian Wendeは語ります。セールスエンジニアは、新プロジェクトに関する現場での最初の打ち合わせで、設備、その機能、そして幅広い応用分野について全体像を把握することができました。エンジニアはそれに感銘を受けたようでした。    

最適に調整された駆動技術

「当社は、SI6シリーズのドライブコントローラを多軸駆動システムで納入しました」と、Wendeは語ります。このドライブコントローラは、幅45ミリのコンパクトな設計により、制御盤内の設置スペースをほとんど必要としません。同時に、幅広い便利な機能を備えています。「しかし、SI6のコンパクトさ以上に重要なのは、冗長な電源モジュールの数を少なくできる点です」と、Höltge氏は説明します。「そのため、数多くのドライブコントローラを中央電源モジュールPS6に接続することができます。これによって、各軸のヒューズや配線も不要になります」。 

取り付けられているのは、コンパクトな同期サーボモータEZなどです。このシリーズは最大トルク、高ダイナミクス、低トルクリップルを実現します。  

トルク、回転数、スムーズな駆動、効率性、サイズといった要求事項に応じて、さまざまな減速機が設備に取り付けられています。その中には、駆動効率が極めて高いPシリーズの遊星歯車減速機や、スムーズな駆動と静音動作を特徴とするSTOBERの代表的なヘリカルギヤも含まれています。  

「高ダイナミクスが求められる要求の厳しい位置決めタスク用のドライブに加え、昇降用や搬送用のドライブも必要です」と、Wendeは説明します。これらのドライブは、スムーズな駆動、バックラッシ安定性、耐用年数といった点で、機械の全体的な高い品質基準を満たしていなければなりません。ヘリカルベベル減速機とLeanモータを直付けで組み合わせたKLMギヤードモータにより、ユーザーは非常にエネルギー効率の高いドライブを手に入れることができます。このドライブは、打ち抜き加工されていないカードシート用の昇降ユニットなど、オートメーション用途に最適です。 

KLMは極めてコンパクトで、非常に長い耐用年数を実現する堅牢なハウジング形状を備えています。また、軽量であり、モータの効率区分はIE5であるため、特に高効率で駆動します。さらに、取り付け作業の手間が最小限であるという利点もあります。エンコーダが不要なため、標準の電源ケーブル1本だけでドライブを無段階制御することができます。これにより、配線の手間が軽減され、運転開始が簡素化され、コストが削減されます。 

ドライブコントローラSI6と組み合わせることで、位置と回転数が検出されます。通信はPROFINETを介して行われます。認証済みのこの通信インターフェースにより、ユーザーは上位コントローラに簡単に統合することができます。 

より高精度で、より柔軟に

STOBERは、各コンポーネントが相互に連動する高性能なシステムを納入しました 設計エンジニアは、すべてをワンストップで入手できるだけでなく、あらゆる駆動タスクを実現する際に、実務経験豊富な担当者からサポートを得られるというメリットがあります。「コンサルティング、設計、納入から現場での運転開始に至るまで、大変満足しています」と、Höltge氏は総括しています。「パッケージ全体が見事に調和しています。中小企業である当社でも、手厚いサポートを受けることができました」。 

STOBERの新しい駆動技術によって、3 × 6ミリから3 x 10ミリのまでのサイズのシートをより正確かつ効率的に加工することができます。ユーザーは、セットアップ時間の短縮、直感的な操作、柔軟な構成という利点を享受できます。最大稼働時には、このシステムは1時間あたり約12,000枚のカードを製造します。「これが当社の競争力を特に高めています」と、Höltge氏は満足げに語ります。この設備は、高い処理能力だけでなく、メンテナンスの手間が少ない点でも優れています。  

画像キャプション： 

画像提供：STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG  

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STOBERは、お客様個々のソリューションに合わせて、減速機、モータ、ラック、ドライブコントローラで構成される効率性の高い特注の駆動技術コンポーネントを開発・生産しています。これらのコンポーネントは、特にオートメーション、ロボット、プラスチック機、梱包機、工作機械といったさまざまな産業で使用されています。STOBERは、14の拠点と80社のサービスパートナーを擁し、40カ国以上で事業を展開しています。ドイツ・プフォルツハイムに本社を構えるほか、ハンガリーと米国に自社生産設備があります。この家族経営企業は現在、世界中で約1,000人の従業員を雇用しています。

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ドイツ:	オーストリア:
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