金属部品の研削・研磨やバリ取りは、工具の押付力によって加工品質が変わるため、ロボットによる自動化が難しい工程です。特に、ワークの寸法や位置にばらつきがあると、削り量や仕上がりが安定しない場合があります。
SUHNER（スナー）は、電動式の押付力制御装置と各種研磨工具を組み合わせ、溶接ビードの除去から鏡面仕上げまで対応するシステムを展開しています。工具や研磨材の自動交換にも対応し、複数工程の自動化が可能です。
本記事では、SUHNERの特徴や製品仕様、対応ロボット、加工事例について解説します。
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SUHNER(スナー)とは？
SUHNER（スナー）は、1914年にスイスで創業した産業用機器メーカーです。研削・研磨などの表面加工技術を中心に、駆動技術や機械加工技術、自動化機器などを展開しています。
金属加工用の電動工具や研磨材を長年にわたって開発しており、その技術を産業用ロボットや協働ロボットによる加工にも展開しています。
主な対象工程は、溶接ビードの除去、バリ取り、表面研磨、バフ仕上げなどです。ステンレス製のタンクやシンク、各種金属部品など、表面品質が求められる製品の加工に対応します。
SUHNERの特徴
SUHNERの特徴は、研磨工具の選定だけでなく、加工条件の検討からロボットプログラムの作成まで対応できることです。
ロボットによる研削・研磨では、対象ワークに適した工具を選ぶだけでは十分ではありません。研磨材の種類や粒度、工具の回転速度、押付力、送り速度などを調整する必要があります。
SUHNERでは、実際のワークを使用した加工テストにも対応しています。対象ワークの材質や形状、要求品質をもとに、研磨材や加工条件を検討します。
また、ロボットの加工軌道を作成するオフラインプログラミングソフトウェア「Defloi Surf-X」も利用できます。さらに、3Dビジョンによるワーク認識を活用したノーコード方式も用意されています。
こうした加工技術とプログラミング手法を組み合わせることで、品種変更が多い生産工程にも対応しやすい構成です。
SUHNERのロボット向け研削・研磨システム
ロボット向け製品は、押付力制御システム、交換式研磨ヘッド、モーター内蔵型研磨工具、周辺機器の4種類に分類できます。
| 製品分類 | 代表製品 | 主な役割 |
|---|---|---|
| 押付力制御システム | EFC-02、EFCm-02 | 研磨工具の押付力を制御する |
| 交換式研磨ヘッド | AGm、OSm、SGm、FGm、BGm | EFCm-02に取り付け、加工内容に応じて交換する |
| モーター内蔵型研磨工具 | WS、OWS、BSC、RGS-01、WEP100、URS-01 | 工具ごとに備えたモーターで研削・研磨を行う |
| 周辺機器 | ESW、ベルトマガジン、Power-Hubなど | 研磨材交換、工具保管、電源供給、通信を行う |
SUHNERはどのメーカーの協働ロボットにも対応できる？
SUHNERの研削・研磨システムは、特定のロボットメーカー専用ではありません。ISO 9409-1規格に準拠した取付フランジを採用しており、Universal Robots（UR）、FANUC、ABB、KUKAなど、さまざまなメーカーの協働ロボットとの組み合わせを検討できます。
ただし、すべての機種にそのまま取り付けられるわけではありません。メーカーや機種によってフランジ形状が異なるため、必要に応じて取付アダプターを使用します。また、研磨工具の重量や加工反力に対応できる可搬能力も必要です。
さらに、ロボットと研磨システムを連携させるには、電源・通信仕様や制御方法の確認も欠かせません。つまり、機械的な取付条件、ロボットの可搬能力、制御システムの適合性を総合的に判断することで、メーカーを問わず幅広いロボットへの導入を検討できます。
電動式押付力制御システム｜EFCシリーズ
ロボットによる研削・研磨では、工具をワークに押し付ける力が加工品質に影響します。
一般的な位置制御では、あらかじめ教示した軌道に沿って工具を動かします。しかし、ワークの寸法や設置位置にばらつきがあると、工具とワークの接触状態が変化します。
例えば、溶接ビードの高さが部分的に異なる場合、同じ軌道を通過しても押付力は一定になりません。押付力が大きすぎれば削りすぎにつながり、反対に小さければ削り残しが発生します。
EFCシリーズは、力と加速度を高い頻度で測定し、加工中の押付力を調整するシステムです。ワーク形状や接触状態の変化に追従することで、加工品質のばらつきを抑えます。
SUHNER EFC-02｜電動式押付力制御ユニット
EFC-02は、ロボットと研磨工具の間に取り付ける電動式押付力制御ユニットです。工具とワークの接触状態を計測し、加工中の押付力を調整します。
例えば、曲面を研磨する場合、工具の接触位置や向きが連続的に変化します。EFC-02を組み合わせることで、こうした変化に追従しながら研磨できます。そのため、位置制御だけでは加工品質が安定しにくい工程に適しています。
また、DC48V電源とModbus TCP通信に対応しています。専用のPower-Hubを使用せず、独立した押付力制御ユニットとして運用することも可能です。
ただし、EFC-02自体には研磨工具を回転させるモーターがありません。実際の加工では、別途グラインダーやサンダーなどの駆動装置を組み合わせます。
主要スペック
| 項目 | 仕様 | 項目 | 仕様 |
|---|---|---|---|
| 重量 | 4.05kg | 外径 | φ138mm |
| 最大高さ | 198mm | 電源 | DC48V／1A |
| 通信 | Modbus TCP | 保護等級 | IP54 |
| ロボット側取付 | ISO 9409-1（50／80／100mm） | 工具側取付 | ISO 9409-1（80-6-M8） |
SUHNER EFCm-02｜自動工具交換対応のモジュール型システム
EFCm-02は、押付力制御機構と研磨工具の駆動モーターを備えたモジュール型システムです。専用の工具チェンジャーを使用し、加工内容に応じて研磨ヘッドを交換できます。
例えば、アングルグラインダーで溶接ビードを除去したあと、オービタルサンダーへ交換して表面を仕上げる構成が可能です。これにより、粗研削から仕上げ研磨まで複数の工程を一つのロボットセルに集約できます。
EFCm-02には出力2kWの駆動モーターが搭載されています。モーターの最高回転数は7,150rpmですが、実際の研磨工具の回転数は各ヘッドのギア比によって異なります。
また、各研磨ヘッドにはRFIDが備わっており、工具の使用情報をEFCm側へ伝送できます。工具の使用状況を把握し、保守管理に活用できる仕組みです。
主要スペック
| 項目 | 仕様 | 項目 | 仕様 |
|---|---|---|---|
| 重量 | 10.9kg | 寸法 | 283×184×231mm |
| モーター出力 | 2kW（連続定格） | モーター最高回転数 | 7,150rpm |
| 通信 | Modbus TCP | 給電方式 | 専用Power-Hub経由 |
| ロボット側取付 | ISO 9409-1（50／80／100mm） | 工具接続 | SUHNER専用チェンジャー |
| 工具管理 | RFID対応 | 保護等級 | IP54（ヘッド接続時） |
SUHNER EFCm-02用の交換式研磨ヘッド
EFCm-02には、加工用途に応じて5種類の研磨ヘッドを取り付けられます。いずれも専用の工具チェンジャーによる自動交換と、RFIDを利用した使用情報の管理に対応しています。
SUHNER AGm-1:1.4｜アングルグラインダー
AGmは、円盤状の研磨材を使用するアングルグラインダーです。溶接ビードの除去やバリ取り、金属表面の粗研削などに使用します。
M14スピンドルを採用しており、ファイバーディスクや不織布ディスクなどを取り付けられます。研磨材の種類や粒度を変更することで、粗研削から表面仕上げまで対応できます。一方、狭い内隅など、ディスクが入りにくい箇所にはストレートグラインダーなどが適しています。
主要スペック
| 項目 | 仕様 | 項目 | 仕様 |
|---|---|---|---|
| 重量 | 2.4kg | 最高回転数 | 10,000rpm |
| 最大力 | 200N | スピンドル | M14 |
| 集塵機能 | なし | RFID | 対応 |
SUHNER OSm-1:1.4-VE｜オービタルサンダー
OSmは、研磨ディスクを偏心運動させてワーク表面を研磨するヘッドです。金属表面の仕上げ研磨や塗装前の下地処理、塗装面の研磨などに使用します。
偏心運動の直径は5mmで、最大150mmの研磨ディスクに対応しています。また、ディスクの回転を同期制御する機能を備え、加工開始時や終了時の表面品質にも配慮した設計です。集塵カバーを外部の集塵設備へ接続することで、研磨粉じんの回収にも対応できます。
主要スペック
| 項目 | 仕様 | 項目 | 仕様 |
|---|---|---|---|
| 重量 | 2.8kg | 最高回転数 | 10,000rpm |
| 最大力 | 200N | 偏心運動直径 | 5mm |
| 対応ディスク径 | φ50～100mm／φ120～150mm | スピンドル | 5/16インチ |
| 集塵機能 | あり | 特殊機能 | ディスク回転同期制御 |
SUHNER SGm｜ストレートグラインダー
SGmは、軸付き砥石や研磨ホイール、バフなどを使用するストレート型ヘッドです。ER20コレットに対応し、タンクや容器の内面、溶接部のコーナー付近などの研削・研磨に使用します。
細長い工具を取り付けられるため、大きな研磨ディスクが入りにくい箇所にも対応できます。また、ヘッドのオフセット構造によって工具本体とワークの干渉を抑えやすくなっています。標準型と高速型があり、研磨材や加工条件に合わせて選定できます。
主要スペック
| 項目 | 標準型 | 高速型 |
|---|---|---|
| 型式 | SGm-1:1.7-OF | SGm-1:2.3-OF |
| 重量 | 3.4kg | 3.5kg |
| 最高回転数 | 12,100rpm | 16,300rpm |
| 最大力 | 150N | 150N |
| 工具取付 | ER20 | ER20 |
※ER20コレットは、使用する工具の軸径に合わせて別途選定します。
SUHNER FGm-1:1.6｜フィレットグラインダー
FGmは、内隅や隅肉溶接部など、通常のグラインダーでは加工しにくい箇所に使用する小型研磨ヘッドです。ステンレス製のシンクやタンク、箱形部品の内側などへの使用を想定しています。
細長い構造によって狭い箇所へ工具を接近させやすく、研磨ディスクやブラシによる仕上げ研磨、清掃、軽いバリ取りに対応します。最大力は25Nで、軽負荷の加工に適しています。また、対象ワークの形状に応じたカスタマイズも可能です。
主要スペック
| 項目 | 仕様 | 項目 | 仕様 |
|---|---|---|---|
| 重量 | 2.8kg | 最高回転数 | 11,400rpm |
| 最大力 | 25N | 工具取付軸 | φ6mm |
| 集塵機能 | なし | RFID | 対応 |
SUHNER BGm｜ベルトグラインダー
BGmは、研磨ベルトを使用するヘッドです。溶接ビードの除去やバリ取り、金属表面の仕上げ研磨などに対応します。
コンタクトホイール径100mmと50mmの2種類があり、加工箇所の形状によって使い分けられます。100mmタイプは比較的平らな面、50mmタイプは曲率の小さい箇所に適しています。また、専用のベルトマガジンと組み合わせることで、研磨ベルトの自動交換も可能です。
主要スペック
| 項目 | φ100mm型 | φ50mm型 |
|---|---|---|
| 型式 | BGm-1.1-BC-100/100/40 | BGm-1.1.7-OF-BC-50/100/40 |
| 重量 | 5.2kg | 5.8kg |
| 最高回転数 | 7,000rpm | 12,100rpm |
| 最大力 | 150N | 150N |
| コンタクトホイール | φ100×40mm | φ50×40mm |
| ベルト寸法 | 50×762mm | 50×762mm |
ベルトの周速度はコンタクトホイール径と回転数によって変わります。そのため、加工条件は研磨材の種類や粒度も含めて選定します。
SUHNER 工具・研磨材の自動交換装置と周辺機器
SUHNERでは、研磨ディスクやベルトの自動交換装置に加え、工具保管装置や電源・通信ユニットも用意しています。消耗品の交換や工具の切り替えを自動化することで、長時間の連続運転に対応しやすくなります。
SUHNER ESW｜研磨ディスク自動交換装置
ESWは、面ファスナー式研磨ディスクの取り外しと装着を自動化する装置です。直径125～150mmのディスクに対応し、最大150枚を収納できます。
交換時には、使用済みディスクを取り外して新しいディスクを装着します。センサーによって取り外しと装着の状態を確認できるため、ディスク交換をロボットの自動運転に組み込めます。
主要スペック
| 項目 | 仕様 | 項目 | 仕様 |
|---|---|---|---|
| 対応ディスク径 | φ125～150mm | 最大収納枚数 | 150枚 |
| 固定方式 | 面ファスナー式 | 交換確認 | センサー対応 |
SUHNER ESW150｜穴位置合わせ機能付き研磨ディスク自動交換装置
ESW150は、所定の位置に穴が配置された研磨ディスクを自動交換する装置です。直径150mm・7穴タイプのディスクに対応し、研磨ディスクとバックアップパッドの穴位置を正確に合わせて装着できます。
また、センサーによって使用済みディスクの取り外しと新しいディスクの装着を確認します。各種オービタルサンダーとの組み合わせにも対応しています。
主要スペック
| 項目 | 仕様 | 項目 | 仕様 |
|---|---|---|---|
| 対応ディスク径 | φ150mm | 穴数 | 7穴 |
| 固定方式 | 面ファスナー式 | 穴位置合わせ | 自動対応 |
| 交換確認 | センサー対応 | 対応工具 | オービタルサンダー |
SUHNER Belt Magazine｜BGm用研磨ベルト供給装置
Belt Magazineは、EFCm用BGmシリーズに対応した研磨ベルト供給装置です。新しいベルトをあらかじめ収納し、BGmのベルト交換機構と組み合わせて使用します。
幅50mm・周長762mmのベルトに対応し、コンタクトホイール径50mmと100mmのヘッドで使用できます。また、センサーによるベルトの有無や受け渡し状態の確認にも対応します。
主要スペック
| 項目 | 仕様 | 項目 | 仕様 |
|---|---|---|---|
| 対応ベルト寸法 | 50×762mm | 対応製品 | BGmシリーズ |
| 対応ホイール径 | φ50／100mm | 取付 | 90×45mmアルミフレーム対応 |
SUHNER SBM 50/450｜BSC用研磨ベルト供給装置
SBM 50/450は、モーター内蔵型ベルトグラインダーBSC 50/450に対応した研磨ベルト供給装置です。幅50mm・周長450mmのベルトを供給し、交換作業を自動化します。
ベルトの装着状態はセンサーで確認できます。また、複数のマガジンを並べることができるため、交換用ベルトの供給数を増やした設備構成にも対応します。
主要スペック
| 項目 | 仕様 | 項目 | 仕様 |
|---|---|---|---|
| 対応ベルト寸法 | 50×450mm | 対応製品 | BSC 50/450 |
| 主な機能 | ベルト自動供給 | 装着確認 | センサー対応 |
SUHNER Docking Station｜交換式ヘッド保管装置
Docking Stationは、EFCm-02用の交換式研磨ヘッドを保管する装置です。使用していないヘッドを所定の位置に保持し、ロボットによる自動工具交換に対応します。
防じんカバーによって粉じんや汚れからヘッドを保護します。また、工具の有無を確認するセンサーを組み合わせることで、工具交換時の状態監視にも対応できます。
主要スペック
| 項目 | 仕様 | 項目 | 仕様 |
|---|---|---|---|
| 対応製品 | EFCm用交換式ヘッド | 防じんカバー | あり |
| 工具保持方式 | SUHNER専用チェンジャー | 取付 | 90×45mmアルミフレーム対応 |
SUHNER Power-Hub｜電源供給・通信ユニット
Power-Hubは、EFCシリーズへの電源供給と、ロボットコントローラやPLCとの通信を担うユニットです。EFC用とEFCm用で仕様が異なり、設備の電源や通信方式に合わせて選定します。
EFCm用には三相AC200～240V仕様と380～480V仕様があり、Modbus TCPやPROFINETなどの通信方式に対応します。また、4G通信による遠隔接続に対応する仕様も用意されています。
主要スペック
| 項目 | 仕様 | 項目 | 仕様 |
|---|---|---|---|
| EFCm用電源 | 三相AC200～240V／380～480V | 基本通信 | Modbus TCP |
| その他の通信 | PROFINET、EtherCAT、EtherNet/IPなど | 遠隔通信 | 4G対応仕様あり |
| 主な機能 | 電源供給・通信 | 対応製品 | EFC／EFCm（仕様別） |
SUHNERのロボット研削・研磨事例
ステンレス部品の溶接ビード除去
ステンレス製部品の溶接ビード除去では、アングルグラインダーとストレートグラインダーを組み合わせて加工します。研磨材にはセラミック砥粒を使用し、自動ディスク交換装置も組み込む構成です。
アングルグラインダーは、比較的広い範囲の溶接ビードを研削する工程に適しています。一方、ストレートグラインダーは、狭い箇所や内側のコーナーなどを加工する際に使用します。
溶接ビードを除去するだけでなく、母材との段差や研削傷を整える必要もあります。そのため、加工箇所や仕上げ段階に応じて工具と研磨材を使い分けます。
また、加工軌道にはオフラインプログラミングソフトウェアのDefloi Surf-Xを使用します。工具姿勢や加工経路を設定し、ワーク形状に合わせて研磨工程を構築します。
研磨材の自動交換装置を組み合わせることで、ディスクの交換作業を含めた自動化も可能です。
KUKAロボットによるステンレス鏡面研磨
ステンレス部品の鏡面研磨では、KUKA製ロボットとオービタルサンダー、ストレートグラインダーを組み合わせます。小ロット生産に対応した構成で、複数の研磨材を使い分けながら仕上げます。
研磨材にはTrizact系研磨材や綿製バフホイールを使用します。また、自動ディスク交換装置を組み合わせ、工程に応じた研磨材の交換にも対応します。
鏡面研磨では、一度の加工だけで目的の表面状態に仕上げることは難しく、段階的な研磨が必要です。一般的には、粗い研磨材から細かい研磨材へ変更し、表面の研磨傷を徐々に小さくしていきます。
こうした複数の工程をロボットで実行することで、手作業で行っていた仕上げ研磨の自動化につながります。
また、Defloi Surf-Xを使用してロボットの加工軌道を作成するため、品種変更を伴う研磨工程にも対応しやすい構成です。
SUHNER製品を導入する際のポイント
ロボットの可搬重量と加工反力
まず確認したいのが、研磨ユニット全体の重量です。
例えば、EFCm-02の重量は10.9kgです。AGmを取り付けた場合は13.3kg、BGmの100mmタイプでは16.1kgとなります。さらに、研磨材や取付部品などの重量も加わります。
そのため、ロボットの定格可搬重量だけでなく、工具の重心位置や許容モーメントを含めて検討する必要があります。
また、研削・研磨中にはワークから加工反力を受けます。押付力が大きい工程では、ロボットの剛性や工具姿勢によっても加工状態が変化します。そのため、実際の加工条件を含めてロボットを選定することが重要です。
加工対象と要求品質に応じた工具選定
工具の選定では、ワークの材質や形状、必要な削り量、要求される仕上がり品質を確認します。
例えば、溶接ビードの粗研削では、研削力の高いディスクやベルトを使用する方法が考えられます。一方、広い平面の仕上げ研磨では、オービタルサンダーが選択肢となります。
同じ加工内容でも、材質やワーク形状によって適切な工具は異なります。そのため、導入前には実際のワークを使用した加工テストが重要です。
電源・通信・安全対策
EFC-02はDC48V電源を使用しますが、EFCm-02は専用Power-Hubによる給電が必要です。また、モーター内蔵型研磨工具には三相AC400～480Vを使用する製品があります。
国内設備へ組み込む場合は、工場側の供給電圧や電源容量を確認する必要があります。通信についても、使用するロボットやPLCとの接続方式を確認します。
安全面では、研磨工具の高速回転に加え、研磨材の破損や切粉・粉じんの飛散に注意が必要です。協働ロボットを使用する場合でも、工具を含めた設備全体のリスクアセスメントが求められます。
また、EFCシリーズの押付力制御は加工品質を安定させるための機能です。作業者との接触安全性を保証するものではないため、必要に応じて安全カバーや集塵設備、立入防止措置などを設けます。
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