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Hirschvogel社は、過去2年間にすでに2度、Fagor Arrasate社のトランスファー技術を採用し、同じシステムを2台導入している。2台の2000トンツインプレスは、まず2015年に、もう1台は2016年に受注した。1月に試運転に成功した1台目のプレスはすでに中国で部品を生産しており、2台目は現在、メキシコにあるバイエルン企業の新工場で組み立て工程に入っている。
デンクリンゲン（ドイツ）に本社を構えるヒルシュフォーゲル は、スチールおよびアルミ鍛造・機械加工部品の主要サプライヤ ーのひとつであり、同分野における最先端技術で広く知られ ています。顧客には、世界のすべてのTier1およびOEM自動車メーカーが含まれる。デンクリンゲン本社のほか、ドイツ、中国、北米、メキシコ、ポーランド、インドに子会社を持ち、従業員数は約5,000人、連結売上高は約1兆110億ユーロにのぼる。
Hirschvogel社との最後のプロジェクトは、Fagor Arrasate社の戦略に完璧に合致しています。Fagor Arrasate社は、顧客の要求に応じて設計された堅牢で複雑なトランスファープレスの供給において、世界的なリファレンスであり続けることに注力しています。現在ご紹介しているプロジェクトは、一定の大きさで連続運転モードの機械式縦型トランスファープレスを推進・開発し続けるという鍛造製品の目的にも合致しています。通常、温間鍛造に使用される偏心キネマティック・チェーン・プレス（このプロジェクトの場合）や、通常、冷間押出成形に使用されるキネマティック・チェーン・ナックルジョイント・プレスは、Fagor Arrasate社が提供する連続運転モードの鍛造プレスに含まれます。
これらの開発が成功した主な要因は、両技術チームの緊密な関係と、顧客の技術的要求を認識し遵守することに重点を置くFagorの姿勢にあります。Fagorの成形システムに関する豊富な専門知識により、同社の技術チームはHirschvogelの鍛造プロセスの要件に適合するように設計を変更することができます。このことが、システムプロバイダーの選定に大きな役割を果たしました。ダイスペース中央のオフセンター作業ステーション、ベッドのサーボ駆動エジェクタの適応、およびプロジェクトの過程で機械に実装されたその他の重要なソリューション（本記事で後述）は、この共同作業の結果の一例です。
国 China Mexico
ソリューション 温間・熱間鍛造機械プレス
セクター フォーミング
システム全体は、プレス、ベッドエジェクター、スライドエジェクター、トランスファーの4つのサブアセンブリに分けられる。
プレス
このプレスの設計における重要な要因は、定格力とスライドの寸法に比べ、傾動トルクが高く、1ステーションあたりの力が大きいことである。
先に述べた大きな力の影響を打ち消すため、設計段階でいくつかの対策が考慮された。その中には、ガイド間の距離を長くすること、製作物の構造的完全性を高めること、補強要素を追加すること、設計中に重要な部分の耐久性を優先させることなどがある。
機械の応力を軽減し、耐久性を向上させるために必要な前述の対策に加えて、このタイプのプレスで取られたもう一つの具体的な対策は、偏心荷重を克服することであった。ステーション4と5が金型スペースの中心により近くなるように、ステーションをシフトすることに重点が置かれた。
この決定は機械の設計当初に行われ、ベッドとスライドの排出システムの変位を伴うものであったが、ヒルシュフォーゲルが行った研究の結果、この機械で加工される予定の重要部品のほとんどは、最終ステーションでより高い応力を必要とするという結論に達した。
機械式サーボ駆動のベッド内エジェクター
ベッドに設置されたサーボドライブエジェクターの最大の特徴は、その動きがクラウンの動きに依存しないことです。別個のサーボモーターによって駆動されるため、その動きはクラウンの位置とは別に制御することができ、工程の途中でコントロールパネルから設定を行うことも可能です。
ベッドエジェクタは、ヒルシュフォーゲルとファゴール・アラサテートがプロ ジェクトの定義において最も緊密に協力した部分です。ファゴール・アラサテートは、サーボ駆動エジェクタを含む数多くのエジェクタ設計を有していますが、ヒルシュフォーゲル社は、異なる挙動を持つサーボ駆動エジェクタを必要としていました。
本記事で説明する本装置のサーボ駆動エジェクターは、Fagor Arrasateのオリジナル・サーボ設計のように、各ステーションの各ピンが別々に上方へ移動することや、各ピンの移動量を自動調整することを必要としない。しかし、各ピンがその移動の間中力を発揮すること、およびTDCから下方に移動する際に各ピンが別々に作動することは必要である。
Fagor Arrasateの設計の主な要因は、リフティング動作に2つのサーボモーターを使用していることであり、これによってピンのリフティングトラベル全体を通して最大排出力が確保されています。片方のモーターが故障するような珍しいケースに加え、アプリケーション・ポイントと発揮される力の間の比率が保たれる限り、排出システムは1つのサーボモーターのみでも動作可能である。
ベッドエジェクターのピンの持ち上げは、同じシャフトに取り付けられた2つのカムによって生み出される動きによって、すべてのピンのために共同で行われます。したがって、完全な機械式システムであるため、持ち上げ角度は一定（80°）です。リフティングの開始点は調整可能で、145°から210°の範囲でユーザーがコントロールパネルから選択できます。
一方、排出ピンはそれぞれ独立したサーボドライブを備えており、下降動作におけるピンの動きの始点と終点の両方を調整することができる。このシステムにより、ベッドピンの下降動作はコントロールパネルから完全にプログラム可能となった。
各ピンの下降動作が独立してサーボ制御されるため、排出曲線の保存量を最小限に抑えることが可能になった。
それぞれの排出ピンは、電子制御された機械的ヒューズによって固定されており、スライドとの干渉があり、ピンにかかる力が定格操作力を超えた場合に故障します。各ヒューズの状態は電子制御されており、いずれかが故障した場合、プレスは停止し、スクリーンに警告が表示される。
スライドのメカニカルイジェクター
スライドエジェクターは、ベッドエジェクターと同様に、鍛造作業が行われた後、部品を排出することを目的としており、場合によっては、部品がトランスファーによって把持される上向きの位置にある限り、部品を保持します。ベッドエジェクターとは異なり、スライドエジェクターでは、部品を排出するのに必要なトルクと動力はプレスクラウンから供給されます。
リュウズからエジェクターへの動力と動作の伝達は、一連のレバーを通して行われ、レバーはキネマティックチェーンとエジェクションシステムを連結し、スライドに対するエジェクターの相対的な動きを可能にします。
Fagor Arrasate社の経験とノウハウにより、スライド・エジェクターは、プロジェクトの定義段階において、顧客が要求する正確なエジェクション曲線を実行できるように設計されています。
エレクトロニック・カルダン（ファゴール・アラセートの開発）とパワー・マネージメント
従来、ベッドエジェクターに必要なトルクと動力を伝達する技術として、プレスの慣性フライホイールからエジェクターのカムシャフトに必要な運動エネルギーを伝達するカルダンシャフトが使われてきた。
Fagor Arrasate社は、サーボモーターの市場導入に伴い、機械的な調整を行うことなく、排出曲線を素早く変更できるサーボ駆動システムを設計しました。このシステムの改良により、基準交換時間の短縮により、機械の柔軟性が大幅に向上しました。
しかし、このようなエジェクターの柔軟性と動的能力を実現するためには、エジェクターが最も力を発揮する時に過大なパワーを要求する大型のサーボモーターを設置する必要があり、その時に必要なパワーが大幅に増加する。
この場合、設置電力を削減する方法は、イナーシャフライホイールからエジェクターに必要なエネルギーを取り出すことであった。したがって、エジェクターのモーターが電力ピークを要求するとき、メインドライブのモーターは発電機モードになり、慣性フライホイールから運動エネルギーを吸収してエジェクターのサーボモーターに振り向ける。言い換えれば、エジェクターのために電子カルダンが開発されたのである。
射出作業は、鍛造作業と比較して、ほとんどエネルギーを必要としない。プレスが最大能力で運転される場合、排出に必要なエネルギーは最大鍛造エネルギーの約2％に達すると推定される。この排出エネルギーはごくわずかではあるが、瞬間的なものでなければならないので、必要なエネルギーは大きい。
電子カルダンでは、サーボ技術が提供する柔軟性が維持されるだけでなく、設置電力は、エジェクターが機械式カルダンによってクラウンから駆動される機械に設置される電力よりも高くならない。
このプロジェクトに電子カルダンを導入する前に、Fagor Arrasate社のエンジニアはR&Dグループと協力して電子カルダンのプロトタイプを開発した。その結果、理論的に予想された通りの性能を発揮した。
なお、ヒルシュフォーゲルに納入される機械は、「電子カルダン」を採用した世界初のプレスである。
エコロジーの観点からは、エジェクターの昇降動作を制御するサーボモーターが慣性フライホイールに蓄積されたエネルギーを再利用することと同様に、下降動作を制御するサーボモーターは1サイクルあたり約5kWを回生する。
ライン統合
鍛造ラインの中で、Fagor Arrasate社のプレス機は、ラインの他のセクションを管理する機械であり、つまりラインのマスター、または全プロセスの「IDコントローラ」です。
この「コントローラー装置」の統合は、プログラマブルロジックコントローラーをベースとした装置で使用され、コントローラーは、トランスファー、誘導炉、コンベアベルト、ローダーなどの遠隔モジュールを管理することができる。
プレス機が何らかの異常を検出したり、運転条件が変更されたりした場合、これらの設定ポイントは他の周辺機器に転送され、それ自体が発生した新しい条件に適応するようになる。
プロセス潤滑への高い保護
温間鍛造プレスが運転される複雑な環境条件では、機械の潤滑、トランスファー、プロセス潤滑が別々に運転される必要があるため、異なる潤滑剤を隔離し、機械と鍛造プロセスの適切な運転を確保するための特定の対策を講じる必要があります。
この種の機械で実施される最初の重要な対策は、工程と機械の油を互いに分離させるために、機械の露出部分の大部分を保護し、「鍛造工程」の潤滑油がこれらの表面に直接かからないようにすることである。そのために、クラウンとダイススペースの最も露出した部分を保護する特別なガードとウェイカバーが組み込まれている。さらに、ベッド上に落ちる鍛造工程の油を方向転換し、潤滑ユニットに戻す一連のダクトも装備されている。
Fagor社の経験に基づくその他の対策としては、プレス機で使用される空気の処理がある。ガイドのオイルパンに使用されているエアフィルターや、空気圧シリンダーの排気をアップライトに集中させることなどはその一例です。
さらに、作業区域に直接露出する配管と油圧継手エレメントの両方が防錆材料で製造され、すべての安全規則に従って配線が適切に保護されていることにも注目すべきである。
環境に存在するプロセス潤滑油のミストが機械潤滑油と混合されるという事実のため、プレス潤滑油の特別なデカンテーションとフィルタリング処理が行われました。この目的のために特別な油圧ユニットが使用され、2つのタンクに分かれています。最初のタンクは二重壁または仕切りがあり、最適なデカンテーションが行われ、すべての強磁性粒子が除去されます。一連の特殊フィルターを通過したオイルは、2つ目のタンクに送られ、そこで再びフィルター工程を通過する。
Hirschvogel 社は、Fagor Arrasate 社を、この開発期間を通じて信頼し、Fagor Arrasate 社は、最新技術を搭載し、お客様の要件に完全に適合した、高速で信頼性の高い鍛造用機械式トランスファープレスを提供できる数少ないグローバルサプライヤーの1社として位置づけています。
自動車市場の変化のダイナミクスと現在の需要レベルは、年間数百の新モデルを発表し、部品をジャスト・イン・タイムで納品することをサプライヤーに要求しているため、サプライヤーは生産工場において最高レベルの生産性、柔軟性、効率性を維持する必要に迫られています。鍛造用トランスファープレスが特別な重要性を持ち、生産チェーンに高い付加価値と鍛造企業の対応能力を提供するシナリオはここにあります。これが、Fagor Arrasate社が鍛造用トランスファープレスの最前線に立ち、トランスファープレスにより高い柔軟性を提供する様々なシステムを顧客と共に開発することを約束した理由です。
Fagor Arrasate社は、この2つの新しいプロジェクトにより、優れた品質で鍛造用トランスファープレスを製造する能力があるだけでなく、顧客の声に耳を傾け、顧客の高度に熟練した技術チーム（生産、計画、プロセス、メンテナンスの各担当者）の要求を満たすソリューションを製造する意欲があることを証明した。