お客様のご要望に確実にお応えできるよう、
豊富な機器を取り揃え様々な加工を行っています。

プラスチック加工 technology

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ロボット部品加工


ロボット部品加工

加工内容・特徴

湯本電機で扱う樹脂(プラスチック)や金属の切削加工部品は、製品開発の試作や製品を組立・生産するための治工具、製品そのものに使用される部品と様々です。
その場その場の仕様によって材質や形状が決定されるのですが、最近は特に軽量化のために樹脂素材を検討されているユーザー様が多いように思います。

当社では従来より産業ロボット部品を数多く製作しています。
産業ロボットとはものづくりの過程において自動化(ファクトリーオートメーション化)する為に用いられるロボットのことを指し、具体的には搬送・移動・積載や、溶接、塗装、梱包、加工、組み立てなどの工程に用いられます。
このうち溶接や、搬送・移動・積載が産業ロボットの大半を占めます。
加工や組み立てといった工程は複雑な内容も多いのですが、技術が進歩するとこちらもどんどん自動化(ファクトリーオートメーション化)が進むかと思います。
主な分野としては自動車、電子機械、食品など様々です。
世界的にもいち早くオートメーション化が進んだ自動車や電子機械の分野は産業ロボットが多く利用されております。
今後もAIの発達に伴いより様々な分野で産業ロボットの普及が見込まれます。
また産業ロボットだけでなく近年では清掃ロボットや、サービスロボット、レスキューロボットなどはAIの発達が大きな要因といえます。

産業ロボットの機械部分の構造は基本的に土台とアーム、先端のハンドからなります。
それぞれが前後左右上下(XYZ軸)、回転(旋回)、開閉することで必要な動きを再現します。
基本的には人の作業から自動化を試みているので、その動きは人の関節を再現しています。
例えば腰の回転を土台テーブルで行い、肩の角度や動き、肘の曲げ伸ばし、手首の曲げや回転、指先の曲げ伸ばしをそれぞれ機械の軸で再現しています。
これらに下半身の動きが加わるともう完全に人型ロボットになりますが、こちらはまだ制御が難しいのでAIの発展に期待したいところです。
人より関節部分の軸を増やすことで自由な動きを可能にしたり、関節を垂直にそろえることで水平な動きを正確にしたりする構造があります。
これらはロボットならではの速さと正確さ(作業の均整化)は大きなメリットですし、ロボットはメンテナンスこそ必要かもしれませんが、電力(あるいはエア)を与えてあげれば基本的には疲れたり、文句を言うことはありません。

当社の産業ロボットの部品加工実績には、土台や主軸によく使用されるSUS(ステンレス)や、アーム部分によく使用されるアルミやエンジニアプラスチックの加工が多数あります。
また最近では、部品を切削加工でなく3Dプリンターで製作する事例も増えて参りました。
ロボット部品では駆動するパーツが多いので、強度を必要とする場所が多いのですが、従来の3Dプリンターではその強度がネックとなっておりました。
そこで弊社では精度と強度の需要に応えることができる熱溶解積層法(FDM方式)の3Dプリンターは3台導入しております。
分かりやすい事例ですと、ギアを積層で製作することもあります。
この積層という手段を視野に入れることで、中空形状や、肉抜きされた形状、クランプが難しく切削加工しにくい形状を設計することも可能です。
さらには3Dプリンターで積層後、切削加工により仕上げるといったことも弊社の得意な加工方法です。
3Dプリンター加工専門のチームを立ち上げました。
詳細はこちらから。(湯本電機の3Dのプリンター加工専門サイトに移動します。)

設計者の皆様は機械分野に精通されているので、立派な図面を作成可能ですが、材料の規格や加工上の懸念点等を考慮すると、製作費用に跳ね返ってくることもしばしばあります。
産業ロボット部品分野においては、樹脂(プラスチック)から金属まで多様な材質、切削加工だけでなく3Dプリンターでの積層も可能なので、用途をお聞かせ頂ければ実績より提案ができるのが弊社の強みですので是非ご相談ください。

樹脂加工・プラスチック加工は湯本電機にお任せ下さい。
短納期で高品質の樹脂加工品を大阪・東京から全国へお届けします。

湯本電機では切削加工から3Dプリントまで、様々なプラスチック加工に対応しております。
対応可能な加工については「プラスチック加工・樹脂加工 加工方法一覧」へ。

設計・その他
プラスチック加工のワンポイント講座

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提案事例設計・その他に関連する提案事例をまとめました

金属部品を樹脂化 黒ベークライトで治具の絶縁・軽量化

使用素材 黒ベークライトの事例

基盤で使う固定治具に従来アルミを使っていましたが、その治具に絶縁性を求められるようになったため、樹脂での製作をご依頼頂きました。
お客様の求められる条件は以下の2つでした。

  • 他の部品の色と統一するため、色は黒色であること
  • 比較的安価であること

より詳細な条件を伺うと、はんだを使うため耐熱温度は最低100℃以上、高温状況下で寸法安定性の高いものが良いということでした。
温度域は110℃程度でそこから多めに見積もっても±10℃程度であるということでした。
そこで耐熱温度が-50℃~130℃の黒ベークライトでの製作を提案させて頂きました。
ベークライトは電気絶縁性に優れ、電気絶縁材料として広く使われている樹脂・プラスチックです。
さらに紙ベークライトは、電気絶縁性の優れた材料の中でも特に安価です。
また機械的強度に優れ、様々な治具に利用されています。
紙ベークライトは吸水率が非常に高く、紫外線により劣化するという欠点がありますが、今回の治具が使用される環境下ではこれらは問題がありませんでした。
結果黒ベークライトの治具を採用して頂き、その後問題なく使用できているとのことです。

【お客様の声】
プラスチック加工でネットで見つけ、問い合わせさせて頂きました。
同じ市内で相談しやすい切削加工業者さんがいて助かりました。
(製造業/大阪府)

【ワンポイント】
ベークライトは電気絶縁性に優れた樹脂・プラスチックです。
機械的強度に優れますが、積層板であるため層に垂直方向には強度がありますが、平行な方向には弱い側面があります。
加工・使用時には力の加わる向きには注意する必要があります。
紙ベークライトは絶縁材料の中では特に安価です。

紙ベークライトの素材ページはこちら

布ベークライトの素材ページはこちら

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金属から樹脂への材質変更

使用素材MCナイロンの切削加工事例

お菓子製造ライン内のアルミ合金製のローラー部品が摩耗により破損し、より耐久度の高くして新しいものを製作したい依頼を頂きました。
当初は金属素材での材質変更を想定されておりましたが、耐久性を高め、コスト面での協力も可能なMCナイロンに材質を変更することを提案しました。
強度も問題なく、煮沸処理することで食品衛生法もクリア、コーティングも必要なく、低コストである上に部品の軽量化も実現できました。

基本的に樹脂と金属素材は強度に大きな差があります。相当な強度が必要とされる場合はスーパーエンジニアリングプラスチックなどの高機能素材を使用することになりコストが増加することが多いです。
今回のように実はプラスチック素材に適当な条件のものがあることもあります。

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分割加工によるコストダウン

設計と加工方法変更によるコストダウンの事例

部品の要件を満たすための設計・加工方法は、正解が1つであるとは限りません。
最初に設計した図面での製作が最もコストがかかる方法になっていることもあります。

ここではボディ部品の形状について、予算内で製作した事例について紹介します。

このケースは、幅1000mmを超える大きなサイズの案件です。
お客様はコーナーを90度指定、固定の箇所に当たる部分も一体加工で考えておられました。
角の90度の必要性を問うとピッタリ当たるように設計したということでした。
ですが、図面どおり製作するとコストがかかるので、加工Rではなくコーナーに穴を開けることで対応しました。
さらに一体加工をすると、固定箇所以外を全てドリルで削る必要があったので、タップ加工し、固定箇所と本体をネジで止める提案をし、予算内にコストを抑えることができました。

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UHMW-PE(ニューライト)へ材質変更でコストダウン

使用素材 UHMW-PE(ニューライト)の事例

海外製の機械を中古品で購入し、しばらくは使用できていましたが、故障したので分解して中を見てみると、PTFE製のローラーが破損していました。
メーカーに問い合わせると廃番となっており、部品の入手が不可能だったため、なるべく安くその部品を作って欲しいというご相談を頂きました。

使用環境や使用条件を伺うと、その部品は摺動性は必要ですが、PTFE程の耐熱性は必要ないことが分かりました。
そこでこの部品はUHMW-PE(ニューライト)での製作を提案させて頂きました。

UHMW-PE(ニューライト)は滑り特性に優れ、摺動部品などに使用される素材です。
また、スーパーエンジニアリングプラスチックであるPTFE(テフロン)よりも安価です。
この部品加工ではUHMW-PE(ニューライト)での製作を了承して頂き、過剰品質を防ぎ、コストを抑えることができました。

【お客様の声】
廃番となっていた部品でしたので、ダメもとで見積もり依頼を出させていただきました。
何社か依頼しておりましたが、元々同じ材質のPTFEで見積もっていたため、高額でした。
どうしようか悩んでいるところに、別の素材でも条件を満たしているのでどうかとUHMW-PE(ニューライト)をご提案いただき、お願いしました。
同じ材質じゃないとダメだと思いこんでいたので、別の材料でコストダウンをできたことに感謝しております。
(製造業/東京都)

【ワンポイント】
ご使用環境や用途によっては代替可能な素材があります。
過剰品質となる素材を選定すると、余分なコストがかかってしまいます。
ご使用環境や用途をヒアリングさせて頂くことで、最適な素材を提案することができます。

UHMW-PE(ニューライト)の素材ページはこちら

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