革新
量子の飛躍
人以上の科学者と協力して、 十年をかけて建設された大型ハドロン衝突型加速器 (LHC) は、世界最大かつ最も強力な粒子加速器です。これは、全宇宙の存在と構成に関する答えを見つけるために欧州原子核研究機関 (CERN) で開発されました。
大型ハドロン衝突型加速器の中心部には、SPINEA 減速機を備えた明るい黄色のカスタムマニピュレータがあり、衝突型加速器のトンネル内の狭い空間で、強力な磁石と機器を含む 1,800 個の大きなパイプの接続を容易にしています。（画像：CERN)
LHCは、物理学においていくつかの進歩を遂げました。 今年 8 月に衝突型ニュートリノ粒子を初めて検出・観測したことや 、実験物理学者の研究において新たな道が開かれるような成果をもたらしたことなどがあり、 SPINEAの産業用モーションソリューション のおかげでそれらが実現しました。
複雑な 複合体: LHC の設置
LHC は円周27 キロメートルのリングの中にあり、スイスのアルプス山脈の地下100メートルの深さに設置されています。CERN のエンジニアが 2008 年に衝突型加速器の設置を開始したとき、非常に狭くて手の届きにくい場所で部品を組み立てるという課題に直面しました。スロバキアに本拠を置く、高度に設計されたサイクロイド減速機およびアクチュエータの大手メーカーである SPINEA は、その解決策を持っていました。
SPINEA の TwinSpin® 高精度ギアによって、世界最大かつ最強の粒子加速器である CERN の大型ハドロン衝突型加速器 (LHC) 内に、四重極磁石が正確に配置されています。
「衝突型加速器は基本的に、長さ 49 フィート (15 メートル) の双極子磁石を備えたリング状のトンネルであり、それぞれの重さは30トン以上です」とSPINEA営業部長のスラボミール・レスコ氏は言います。「クレーンなどの重量物を持ち上げる装置を設置する場所がなく、管やその他の重要なインフラを接続することがほぼ不可能でした。」
CERN とその衝突型加速器装置サプライヤーの一社から情報を得たSPINEA のエンジニアは独自に計算を行い、「マニピュレータ」と呼ばれる搬送装置用の高精度サイクロイドギアを設計しました。
高負荷容量、高精度、コンパクトな設計を特徴とする独自設計の減速機によって、衝突型加速器の狭いトンネル内でも、強力な磁石と計器が備わっている1,800 本の大きな管に、マニピュレータを接続することができました。
最も重要な精度
今日CERN は、施設内の粒子加速器の適切な制御、パラメータ設定、精度維持のために SPINEA の装置を使用しています。
LHC 内では、管内の 2 本の高エネルギー粒子ビームが、数千個の超伝導電磁石によって誘導され、ほぼ光速に近い速度で移動し、衝突します。
「2 本の針を想像してください。1本はヨーロッパから、もう 1 本は北米から来てきます。どちらも大西洋を越えて伸びており、ちょうど真ん中でぶつかるようなものです。これにより、ソリューションがどの程度正確でなければならないかがわかります。」
Slavomir Lesko
SPINEA セールス ディレクター
「2 本の針を想像してください。1 本はヨーロッパから、もう 1 本は北米から来ています。どちらも大西洋を越えて伸びており、ちょうど真ん中でぶつかるようなものです」とレスコ氏は言う。「これにより、ビームと当社のギア リューションがどれほど正確でなければならないかがわかります。」
科学的手法そのものから、それを促す特別装置の全部品まで、エラーの余地はほとんどありません。
SPINEA の TwinSpin®高精度ギアが、接近するビームを誘導する四重極磁石を正確な位置に配置します。磁石の位置が正確になればなるほど、ビームの衝突が起こり、実験の成功率が高まります。SPINEA ソリューションは、CERN の科学者が LHC 陽子ビームの直径を 1 ミリメートルから 16 マイクロメートル [0.06 mm] まで縮小するのを助けました。
レスコ氏は、TwinSpin ソリューションが提供する信頼性の高い精度と、長期にわたる高性能について述べます。「昨年CERNを訪れたとき、交換すべきものがあるかもしれないと思っていましたが、残念ながらありませんでした」と彼は冗談めいて言います。「なぜなら、私たちが最初に提供したすべてのギアは 15 年経ってもまだ正常に動作していたからです。」
一連のアプリケーションによる産業用モーションソリューション
SPINEA 製品はますます幅広い用途で使用されています
ロボット工学
ロボット工学では、アーク溶接、試験、自動車産業の最終製品の技術パラメータを測定する重要な機器に使用されています。
工作機械
工作機械では、フライス盤ヘッド、研削ヘッド、カッティングヘッド、回転テーブル、ツールチェンジャー、パレットチェンジャーの回転位置決めに使用されています。SPINEA の減速機の重要な特徴により、高い加工精度と優れた加工面の品質が保証されます。
医療用途
医療用途では、SPINEA の製品は、歯科用フライス盤や外科用ロボットで非常に正確な位置決めを実現するために使用されています。
ティムケンが 世界最大の望遠鏡の製作にどのように貢献したかを詳しくご覧ください。
Published: 2023/09/29
Related Stories
An Array of Astronomical Solutions
It’s not surprising SPINEA parts stand the test of time, given the company’s proven product innovation and reliability across a range of highly specialized applications. A year after it was established in 1994, SPINEA garnered its first international patent and began serving the robotics sector. It remains the only European manufacturer of precise cycloidal reduction gears directly involved in new robot development.
SPINEA has since significantly expanded to serve other industries that all demand high-precision industrial motion solutions, from robotics, machine tools, and food packaging to medical applications and even other space-related applications, like the Atacama Large Millimeter Array, the largest ground-based array of large radio telescopes located in the harsh environment of Chile’s Atacama Desert.
“There are 66 telescopes for observing deep space and inside each manipulator high-precision cycloidal SPINEA gears help calibrate them,” says Lesko. “The main purpose is to deliver high accuracy, because if we don’t, we can miss entire galaxies.”
Last year, SPINEA entered Timken’s orbit with a strategic acquisition, the 13th acquisition Timken has executed in the same number of years. It is a significant addition to Timken’s growing industrial motion leadership position, which now represents more than a third of Timken sales.