ロボット減速機の歯車を、焼入れ後に1個から。
内歯車・サイクロイド歯車・波動歯車の内歯を、ワイヤー放電加工で。
減速機の試作で手が止まる理由は、たいてい3つです。1個のために歯切り工具やブローチを起こせない。熱処理で歯形が歪む。量産に入ると、協力工場の枠が足りなくなる。愛知の放電加工専門工場として、焼入れ後の素材から歯形を1個から切り出し、試作の先の量産まで同じ工場で引き受けます。
- 図面1枚で可否と概算
- 営業時間内は当日中に返信
- 秘密保持契約に対応
- 焼入れ後の材料も可
ロボットの関節で、放電加工が効く部品
ロボットの動きを決めるのは関節で、関節の中心には減速機があります。方式が違っても、放電加工の出番は共通しています。硬い材料に、内側を向いた歯や複雑な曲線を、精度よく作る場面です。
内歯車
遊星歯車減速機のリングギアホブが入らない内側の歯形を、ブローチを起こさずに1個から切り出します。焼入れ後の素材からでも加工できます。
サイクロイド歯車
サイクロイド減速機の曲線板設計したサイクロイド曲線を、CADの輪郭どおりに切り出します。焼入れした軸受鋼などの素材にも対応します。
サーキュラスプライン
波動歯車減速機の内歯歯数の多い細かな内歯を、試作の段階から専用工具なしで製作します。歯形の設計変更にもすぐに追従できます。
スプライン・セレーション
関節の出力軸・ハブ止まり穴の内スプラインや、キー溝と組み合わせた形状にも対応します。1個の試作から量産まで引き受けます。
ロボットハンドの爪
エンドエフェクタの把持部ワークに合わせた複雑な把持形状を、焼入れした工具鋼から切り出します。摩耗した爪の作り直しも承ります。
組立治具・金型
量産ラインの治具と型ロボットを量産する組立ラインの位置決め治具や、樹脂カバーの金型の加工と補修に対応します。
遊星歯車・サイクロイド・波動歯車、3つの減速機
協働ロボットや人型ロボットの関節には、主にこの3つの方式の減速機が使われています。赤で示した部品が、ワイヤー放電加工の得意とする部品です。
ワイヤー放電加工の得意な部品そのほかの構成部品
図は歯数とモジュールをそろえて作図しています（遊星歯車減速機：太陽歯車12・遊星歯車18・内歯車48、波動歯車減速機：内歯48・フレクスプライン46、圧力角20°）。
減速機の試作に、放電加工を選ぶ理由
工具を起こさない
内歯車はホブで加工できず、ブローチやピニオンカッターは歯形ごとの専用工具です。1個の試作のために工具を作ると、歯車より工具のほうが高くつきます。ワイヤー放電加工はCADの輪郭から直接切るため、工具が要りません。
焼入れ後に切るから歪まない
歯を切ってから焼入れすると、熱処理の歪みで歯形が崩れ、研削で追い込む工程が増えます。先に熱処理を済ませた素材からワイヤーで切り出せば、熱処理の歪みを歯形に持ち込みません。HRC60以上の実績が多数あります。
形状を選ばない
サイクロイド曲線、転位した歯形、独自に設計した歯形も、輪郭どおりに切り出せます。設計変更があっても、データを差し替えるだけで次の試作に進めます。試作を何度も回す開発の段階ほど、この差が効いてきます。
部品ごとの、加工のポイント
同じワイヤー放電加工でも、部品によって気をつける点が違います。見積りの前に知っておいていただくと、話が早く進みます。
内歯車（リングギア）
遊星歯車減速機ワイヤー放電加工は、ワイヤーを材料に通してから輪郭を切ります。内歯車のように閉じた内側の形は、最初にワイヤーを通すための下穴が必要です。下穴はこちらで開けるので、図面に指示がなくても構いません。加工できるかどうかを決めるのは、歯底のRと歯厚、そして板厚です。薄い歯車は、板厚によっては複数枚を重ねて切り、1枚あたりの費用を下げられる場合があります。
サイクロイド歯車（曲線板）
サイクロイド減速機曲線の精度は、減速機のガタと回転のむらを左右します。設計した曲線を点列やDXFでいただければ、その輪郭をそのまま加工データにします。偏心した中心穴や出力ピンの穴も同じ段取りのまま続けて加工するので、曲線と穴の位置関係がずれません。
サーキュラスプライン（内歯）
波動歯車減速機歯数が多く歯が小さいため、ワイヤーの線径と歯底のRの関係が、加工できるかどうかを決めます。試作の段階で歯形を詰めるには放電加工が向いていますが、量産では専用機の歯切りのほうが速い場合がほとんどです。試作から量産への移り方も含めてご相談ください。
スプライン・セレーション
関節の出力軸・ハブ貫通した穴の内スプラインはワイヤーで切り、行き止まりになった止まり穴は、歯形の電極を作って形彫放電加工で彫ります。どちらも焼入れ後に加工できるため、熱処理後の歯形の狂いを気にせずに済みます。電極の設計と製作も社内で行います。
ロボットハンドの爪
エンドエフェクタ爪の形は、つかむワークごとに変わります。1品種あたり数個という発注が多く、焼入れした工具鋼から直接切り出せる放電加工と相性のよい部品です。一度作った加工データがあれば、摩耗や欠けで交換するときも、同じ形をすぐに作り直せます。
内歯車の加工方法を比べる
量産でいちばん速いのは、専用機による歯切りです。放電加工が有利なのは、試作・少量・焼入れ後・設計が固まるまでの段階です。使い分けの目安を正直にまとめました。
| 加工方法 | 専用工具 | 焼入れ後の加工 | 試作・少量 | 量産 | 形状の自由度 |
|---|---|---|---|---|---|
| ワイヤー放電加工 | 不要 | できる | ◎ | 台数と加工時間しだい | ◎ |
| ブローチ加工 | 歯形ごとに必要 | 原則は焼入れ前 | ×（工具代が高い） | ◎ | × |
| ギアシェーパー | ピニオンカッターが必要 | 原則は焼入れ前 | △ | ◎ | △ |
| 歯車研削 | 砥石と専用機 | できる | △ | ○ | △ |
※一般的な目安です。歯の大きさ、材質、数量で最適な方法は変わります。当社で切るより専用機のほうが安いと判断した場合は、その旨をお伝えします。
対応できる精度と大きさ
| 項目 | ワイヤー放電加工 | 形彫放電加工 |
|---|---|---|
| 寸法精度の目安 | ±0.005mmクラス | ±0.01mmクラス |
| 仕上げ面 | Ra0.1μm程度の平滑面から梨地面まで、用途に応じて指定できます | |
| 最大ワーク | 820×730×300mm | 1,200×800×450mm |
| 角の処理 | ワイヤー径に応じた小さなRまで | 電極形状に依存し、微小Rが付く |
| 保有台数 | 1台（FANUC α-1iB） | 7台（三菱電機 EX30ほか） |
| 材質 | 鉄系・ステンレス・アルミ・チタン・インコネル・超硬など、電気を通す材料 | |
| 焼入れ材 | HRC60以上の実績が多数あります。硬さで精度は落ちません | |
先にお伝えしておくこと。±0.005mmより厳しい公差、完全なピン角（R0）、電気を通さない材料（樹脂やセラミックなど）は、放電加工だけでは対応できません。
試作1個から、量産まで同じ工場で
ロボットは、試作から量産までの距離が短い製品です。試作を受けた工場が量産の枠を持っていないと、量産に入った時点で協力工場を探し直すことになります。
- STEP 01試作1個形状と組み付けを確かめる段階です。図面1枚、CADの輪郭データ1つから切り出します。
- STEP 02評価用に数十個評価機や展示機の台数分です。設計変更は、データの差し替えで追従します。
- STEP 03量産月産数千個の規模では、放電加工機を専用ラインとして確保し、多数個取りの治具で効率化します。
- STEP 04継続して供給複数台体制で供給を止めません。秘密保持契約と、加工データの提出にも対応します。
見積りのときに送っていただくもの
全部そろっていなくても構いません。分かる範囲で送っていただければ、足りない情報はこちらからお尋ねします。図面がない段階でも、スケッチや写真からご相談いただけます。
- 図面（PDF・DXF・STEPなど）
- 材質と、熱処理後の硬さ
- 数量（試作の個数と、量産の見込み）
- 希望納期
- 歯の諸元（モジュール・歯数・圧力角・転位係数）または輪郭データ
- 公差と面粗さの指定
- 相手部品（かみ合う歯車や軸）の情報
- 使用条件（荷重・回転数・潤滑）
ご依頼の流れ
- STEP 01図面を送るお問い合わせフォームに、図面やCADデータ、写真を添付してください。
- STEP 02可否と概算を返信営業時間内であれば当日中に、加工できるかどうかと概算をお返しします。
- STEP 03秘密保持契約と正式見積り必要に応じて秘密保持契約を結び、正式なお見積りをお出しします。
- STEP 04加工・検査・出荷通常は1週間前後、特急は2〜5日が目安です。形状と数量で変わります。
よくあるご質問
モジュールの小さい、細かな歯も加工できますか？
ワイヤー放電加工は、ワイヤーの線径に応じた小さなRまで追い込めます。どこまで細かい歯を切れるかは歯底のRと歯厚で決まるため、図面を拝見したうえで、可否と注意点を具体的にお答えします。
焼入れ後の材料から歯形を切れますか？
はい。放電加工は材料の硬さに左右されない加工で、HRC60以上の焼入れ材の実績が多数あります。先に熱処理を済ませてから歯形を切るため、熱処理の歪みを歯形に持ち込みません。
試作のあと、量産もお願いできますか？
対応します。月産数千個の規模では、社内の放電加工機を専用ラインとして確保し、多数個取りの専用治具で効率化します。数量によっては専用機での歯切りのほうが安くなる場合もあり、そのときは正直にお伝えします。
秘密保持契約は結べますか？
はい。開発中の製品のご相談が多いため、秘密保持契約の締結に対応しています。必要に応じて、加工データの提出にも対応します。
図面がなく、CADの輪郭データだけでも大丈夫ですか？
大丈夫です。DXFやSTEPなどの輪郭データがあれば、そのまま加工データの作成に使えます。図面が固まっていない段階でも、スケッチや写真からご相談いただけます。
放電加工した面は、そのまま歯面として使えますか？
放電加工の面には、ごく薄い変質層ができます。荷重や摺動の条件によっては、仕上げの条件を細かくするか、後工程を追加します。用途を伺ったうえで、必要な仕上げをご提案します。
あわせて見ていただきたいページ
図面1枚、CADデータ1つからで構いません。
加工できるかどうかと概算を、営業時間内なら当日中にお返しします。開発中の製品のご相談は、秘密保持契約を結んだうえで進めます。