SLAC国立加速器研究所のX線レーザー実験用ロボット
SLAC国立加速器研究所は、世界最強レベルの出力を誇るX線自由電子レーザー「Linac Coherent Light Source（LCLS）」を擁する米国の国立研究機関です。LCLSは大規模アップグレードプロジェクト「LCLS-II」を完了し、X線照射性能を従来の毎秒120パルスから、毎秒100万パルスへと飛躍的に向上しました。
SLACのような最先端研究施設で重要視されるのは、X線の照射性能だけではありません。「ビームタイム」と呼ばれる実験稼働時間の一秒一秒が極めて貴重です。複数の実験装置や試料を迅速かつ正確に入れ替えられる高精度なロボットシステムの導入は長年の課題となっていました。
ベッコフのPC制御技術の採用
このような課題に対応するため、精密ロボットシステム開発を専門とする米国のSquare One Systems Designは、パラレルロボット「Tri-Sphere Robotic Positioning System」を開発し、特許を取得しました。Tri-Sphereは一般的な回転関節型産業用ロボットと同様の6自由度の動作を実現し、同時に最大約5,440kgの可搬能力と、幅わずか100ナノメートルという極めて細いX線ビームへの高精度な位置決めを両立しています。
Tri-Sphereシステムに採用されたベッコフの製品および技術は以下の通りです。
- 組込み型PC：「CX2033」はメインコントローラとして全ての自動化・制御タスクを処理
- リアルタイムEtherCAT通信：高速・高精度なモーション制御を実現
- コンパクトドライブターミナル：ステッピングモータ用「EL7041/EL7047」、アブソリュートエンコーダ用「EL5042」により、省スペースかつ高度な制御を実現
- TwinCAT NC PTPソフトウェア：複雑な多軸モーション制御に対応
- TwinSAFEターミナル/FSoE：作業員がハッチ内にいる際の安全監視と非常停止機能を提供
導入効果
Square One Systems Designのエンジニアリング・ディレクターであるボブ・ビオラ氏は、Tri-Sphereの導入効果について次のように説明します。
「SLACでは、ビームラインを停止することなく、作業ハッチ外でTri-Sphere上に実験用のセットアップを準備できます。これにより作業が大幅に加速し、実験の段取り替え時間は従来の2日間からわずか12時間に短縮されました」
Ms.ガジェット
ベッコフの技術の将来
ベッコフ米国支社のビジネスディベロップメントリーダーであるマシュー・ガルシアは、次のように総括しています。
「Tri-Sphereプロジェクトは、Square Oneとベッコフの協業の成果を示す好事例です。当社の技術が、SLACをはじめとする施設において、研究成果や運用効率の向上に貢献していることを大変嬉しく思います」
SLACでの導入実績が示すように、Tri-Sphereは科学研究分野における重要な課題の克服に貢献しています。困難な試験環境にも適応可能な柔軟性と高い性能を備えた本システムは、すでに世界的に著名な他の研究機関にも導入が進んでおり、次なる発見への道を切り拓いています。
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