精密歯車向け6軸ロボットインサート成形自動化：名力社の最新事例

名力精密では、自動化とは単に部品をあるステーションから別のステーションへ移動させること以上の意味を持ちます。当社の最新の精密ギアインサート成形自動化プロジェクトでは、 6軸産業用ロボット、自動インサート供給システム、カスタム設計された精密治具、および位置決め検証を組み合わせることで、プラスチック射出成形におけるインサートの正確かつ再現性の高い配置を実現しています。

精密歯車用途の特定の要件に基づいて開発されたこの統合システムは、ロボットによるハンドリング、金型設計、およびプロセス制御が連携して、手作業による介入を減らし、製造の一貫性を向上させる方法を示しています。このロボットの背後には、1983年以来名力が行ってきたこと、すなわち社内での精密金型設計と精密射出成形があり、これまでに5,000個以上の精密金型（うち1,000個以上はインサート成形金型）を製造してきました。

プロジェクト概要

応用	成形インサート付き精密プラスチックギア
プロセス	インサート射出成形
ロボット	専用設計のグリッパーを備えた6軸産業用ロボット
挿入給餌	自動振動供給システム
固定具	特注設計の精密治具
品質管理	自動位置決めおよび配置検証
インサートモールド	精密インサート金型は、名力社が社内で設計・製造しました。
品質システム	IATF 16949認証取得済み

自動精密ギアインサート成形プロセスをご覧ください

最新の工場ビデオでは、自動供給、ロボットによるピックアンドプレース動作、治具の位置合わせ、金型への部品装填シーケンスをご覧いただけます。

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当社の6軸ロボットインサート成形システムの仕組み

1. 自動挿入給紙

振動式供給システムが個々のインサートを整理し、ピックアップ位置に供給します。制御された供給により、ロボットによるロードシーケンスの開始点が再現可能になり、手作業によるインサートの取り扱いが軽減されます。

2. 6軸ロボットによるピックアップと搬送

6軸ロボットは、専用設計のアーム先端グリッパーを使用してインサートをピックアップし、ステーション間で搬送します。多軸動作により、部品への接近、作業領域内での移動、射出成形金型へのアクセスにおいて柔軟性を発揮します。

3. 精密治具とインサートアライメント

特注の精密治具は、インサートの向きと位置決めを常に一定に保ちます。治具の形状とグリッパーの設計は、インサートが金型キャビティに到達する前に位置合わせを維持できるよう、一体的に開発されています。

4. 精密位置決めと配置検証

位置決めチェックは、インサートが適切な位置に正しく配置されていることを確認するために、自動化されたシーケンスに組み込まれています。これらのチェックは、成形サイクルが進む前に誤った位置決めが発生するリスクを軽減するのに役立ちます。検査方法は、各部品の形状と品質要件に応じて選択されます。

5. ロボットによる金型装填とインサート射出成形

金型が開いた状態で、ロボットはインサートを所定の金型位置に移動させます。ロボットの動作シーケンス、金型、射出成形装置は、インサートが成形作業中に所定の位置に保持されるように調整されています。その後、承認された金型および部品設計に従って、溶融したエンジニアリングプラスチックがインサートの周囲に成形されます。

6. 繰り返し可能な自動生産サイクル

成形工程の後、ロボットと供給システムは次のサイクルに向けて準備を行います。供給、搬送、治具位置決め、成形を連携したプロセスに統合することで、手作業を減らし、再現性の高い生産を可能にするよう設計されています。

基盤：自社開発の精密インサート金型

ロボットによる自動化の精度は、使用する金型の精度に左右されます。このプロジェクトでは、インサート金型、成形プロセス、自動化セルを同一チームが共同で設計したため、インサートの位置決め機能、キャビティ精度、ロボットの動作はすべて同じ公差目標値で動作します。

1983年以来、精密金型製作

5,000個以上の精密金型を製造

1,000種類以上のインサート成形金型

±1μmの超精密加工

ロボットによる積載のためのインサート金型設計

当社の金型エンジニアは、ロボットによる装填を前提として、インサート位置決めポケット、保持機構、遮断面、グリッパークリアランスなどを設計しています。これらの細部まで正確に設計することで、ロボットは金型閉鎖時や射出時にバリやインサートのずれ、損傷を起こすことなく、毎回同じようにインサートを配置することが可能になります。

超精密工具製造

ギアのキャビティとインサートシートは、±1μmの精度を持つYASDA製超精密加工センターと、 GF AgieCharmilles製放電加工機およびワイヤーカット放電加工機を用いて社内で加工しています。金型製作を100%社内で行うことで、キャビティ精度の直接的な管理、金型試作の迅速化、金型調整の迅速化を実現しています。

歯車成形プロセスエンジニアリング

POM、PA66、PPS、PEEKなどのエンジニアリングプラスチックは、歯の厚さ、歯根、歯先において不均一に収縮します。名力は、金型内でDFMレビュー、Moldflow解析、歯形収縮補正を適用することで、正確なインボリュート形状の成形と安定したバックラッシュを実現し、一般的な歯車の公差は±0.01 mm、マイクロギアでは±0.005 mmまで対応しています。

ギアの計測と検証

成形歯車は、両面歯車転がり試験と、当社の計測およびCTスキャン技術を活用した寸法検査によって検証されます。IATF 16949品質システムに基づき、大量生産における工程能力はCPK目標値1.33以上となるよう監視されます。

インサート成形金型、オーバーモールディング用金型、精密歯車金型エンジニアリングに関する当社の詳細情報をご覧ください。

精密歯車インサート成形において自動化が重要な理由

精密歯車部品は、インサートの位置、成形形状、および組み立ての一貫性に非常に敏感です。インサートの位置ずれがわずかでも、完成品の嵌合性や性能に影響を与える可能性があります。そのため、精密歯車用の自動インサート成形には、ロボットだけでなく、精密な工具、信頼性の高い部品供給、安定した把持、および検証済みのローディングプロセスが必要となります。

• 挿入物の向きを一定に保つ：自動供給と専用治具により、取り扱い時のばらつきを低減します。
• 再現性の高いロボットによる金型装填：プログラムされた6軸動作により、正確かつ一貫したインサート搬送を実現します。
• 手作業の削減：統合された自動化により、オペレーターに依存する取り扱い手順が制限されます。
• プロセスの信頼性：位置決め検証は、処理を進める前に、挿入物の提示方法や配置が間違っているかどうかを特定するのに役立ちます。
• 拡張可能な製造アプローチ：生産量、部品形状、品質要件に合わせて、カスタマイズされた自動化システムを開発できます。

一つのエンジニアリングチーム：精密工具、歯車成形、カスタムオートメーション

名力精密は、社内における精密金型設計、プラスチック射出成形、インサート成形、およびカスタム自動化を統合しています。この統合的なアプローチにより、当社のチームはプロジェクトの初期段階から、金型へのアクセス、インサートの保持、グリッパーのクリアランス、治具の公差、および検査要件を検討することができます。

当社は、精密プラスチックギア、金属インサート、その他のエンジニアリング部品を安定的に製造する必要のある用途において、お客様と協力しています。台湾に拠点を置くIATF 16949認証取得メーカーとして、名力は自動車業界向けの品質システムと体系的なプロセス開発もサポートしています。

当社のカスタム自動化ソリューションと精密プラスチックギア成形技術について、さらに詳しくはこちらをご覧ください。

よくある質問

ロボットインサート成形とは何ですか？

ロボットインサート成形では、産業用ロボットを使用して金属またはプラスチック製のインサートを射出成形金型に配置し、その周囲にプラスチックを射出成形します。この工程を自動化することで、手作業によるインサートの装填が不要になり、成形サイクルごとにインサートの位置をより安定させることができます。

自動インサート成形において、金型設計が重要な理由は何ですか？

金型は、インサートが毎回同じ方法で位置決め、保持、オーバーモールドされるかどうかを決定します。精密なインサートポケット、保持機構、および遮断設計により、バリやインサートのずれを防ぎ、正確なキャビティと収縮補正により、ギアの形状を公差内に維持します。そのため、名力は自動化と並行して、インサート金型を社内で設計・製造しています。

手動でインサートを装填するのではなく、6軸ロボットを使用する理由とは？

6軸ロボットは、金型や治具に複数の角度から接近し、プログラムされた動作をサイクルごとに繰り返すことができます。これにより、作業者によるばらつきを低減し、金型付近での手作業を最小限に抑え、安定した再現性の高い生産を実現します。

どの部品が自動インサート成形に適していますか？

自動インサート成形は、精密プラスチックギアや、シャフト、ブッシング、ねじ込みインサートなど、金属インサートが成形されたその他の部品によく用いられ、特にインサートの向きや再現性が重要な場合に有効です。

自動化プロジェクトを評価するために、どのような情報が必要ですか？

2D/3D図面、インサート仕様、材料要件、年間予想生産量、自動化目標をお知らせください。当社のエンジニアリングチームが部品、金型、製造工程を総合的に検討し、最適なアプローチをご提案いたします。