| ベンダー サーボプレス 射出成形 バネ製造 | |||||||||||||||||||||||
| サーボプレス・成形機制御 |
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| サーボプレス・射出成形・ベンダー・精密成形などにもオープンMCの応用は広がっています。 位置・速度・トルクを自由・正確に制御します。運転プログラムの中に加工条件をうまく設定し、 ロボット制御的な簡単な手法で、精密な成形をおこないます。組立・搬送・検査など 複合的な動作も、多軸・マルチタスク制御で可能です。 さらに、PCやPLCとの連係で、ワーク計測の画像処理やライン制御も自由に拡張できます。 機構や作業内容の特殊性にはカスタマイズで対応し、機械・設備メーカ殿の独自性を 活かします。 【サーボプレス・成形機制御とは?】 成形動作で製品を加工します。緻密モーションによって、加工精度は格段に向上します。 射出成形 :型締め、射出など微妙なトルク制御と位置/速度制御をおこないます。 サーボプレス :正確な下死点制御、微妙なトルクや速度の制御で精密加工が可能です。 ベンディング :スプリングバックなども考慮して、加工データベースを活かして制御します。 パンチング :抜き加工自体も高精度・高タクトとなります。また、抜き形状などCAMとの 連係による生産性向上も目立ちます。 【オープンMC応用事例】 |
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| パラレル機構ベンダー | サーボプレス | パイプベンダー | |||||||||||||||||||||
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| 1 成形機(機械・設備メーカ殿)の課題 | |||||||||||||||||||||||
| ■緻密な成形ができない(機械式の問題) 機械式プレスでは、力・速度・位置などを正確に監視・制御する事が難しい。 一律の繰り返し動作では、金型やワークのばらつきで、加工精度が上がらない。 ■下死点制御が不正確(機械式の問題) 機械式では、下死点制御が機構任せ。金型毎の正確な下死点制御が困難。 エンコーダフィードバック検出による正確な下死点制御がしたい。 時には、一定のトルク値で下死点を決めたい場合もある。 ■サーボ応用の経験が少ない(今まで、機械式) 今までは機械式なので、サーボプレスやサーボ応用の経験が不足。 サーボ応用は難しそうで心配。 ■設備を社内開発したいが経験がない。 成形機のNCは、サーボ応用としては非常に高度なレベルで、技術的にハードルが高い。 メカやジグ周りには自信があるが、電気・制御・ソフトはどうも苦手。 ■位置・速度・力を正確に制御したいが サーボアンプにその切り口がない。また、切り口がアナログ信号やIO制御では、信号配線が 多くて、コストアップや品質低下となる。 ■PLCラダーの負担が大きい。 ラダーで各々の動作毎に指令するのは非効率。 無理に作成してもラダーが複雑になりすぎる。 ■成形のサーボ系のメカニズムが難しい。 成形の物理現象とサーボ系の挙動との関係の理論解析は難しい。 サーボプレスのサーボ系の研究は重要であり、新技術開発のチャンスもある。 理論解析と実践がうまくできたら、生産技術が向上し、差別化が推進できる。 ■設備毎に特殊 機構や作業内容で動作も特殊になり、それに応じた制御が必要。 汎用のNCやコントローラでは、各々の特殊機能への対応は難しい。 ■機構が特殊 リンク機構や特殊な多軸機構になることもある。 ■成形の運転プログラムが難しい。 力・速度・位置の制御をうまく切り替えて運転したい。 微妙な動作や状態を緻密に連続的に切り替えていく仕組みが必要。 運転プログラムの中にうまく表現していきたい。 ■成形ノウハウやデータベースを活かしたい。 加工条件やスプリングバック推定などのノウハウを活かしたい。 成形ノウハウが集約した専用ソフトを活用し、モーション制御と直結したい。 ■ノウハウの守秘 ノウハウは活かしたいが、コピーされては困る。守秘が重要。 ■周辺制御も必要 ワークの搬入/搬出・ゲートカット・バリ取りなど前後の作業や制御も必要。 射出材料のヒータや温調制御なども時には必要。 ■システムの拡張性 設備のライン化・複合化が必要になっている。また、ワーク種の変更で、マシンへの 要求仕様も変わるが、既存設備で柔軟に対応したい。 いろいろなセンサーや機器との連係も必要。 ■画像処理連係(ワークの判定) 材料や加工品の寸法・キズ・スプリングバックなどを画像でリアルタイムに検査したい。 また、その情報をフィードバックして、制御に活かしたい。 ■専用のCAM パンチングでは、素材から最適配置で抜き加工するための専用ソフトが重要。 その他の成形加工でも 素材や加工条件から自動的に運転データを作成したい。 |
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| 2 成形機制御向けのオープンMCの特徴 | |||||||||||||||||||||||
| ■簡単モーション モーション機能は、全てオープンMCに完成形で内蔵しています。ラダーやPCソフトからは、 簡単な操作・指示だけで、緻密モーション動作ができます。 ラダーやPCソフトの設計なしでも、テクノの標準運転ソフトだけでも十分に動作します。 試運転や導入は、簡単です。 |
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| 標準ソフトで簡単運転 | |||||||||||||||||||||||
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| ■運転プログラム 一連の動作は、運転プログラムとしてオープンMCに内蔵できます。マクロ機能で変数・ 演算・判断なども使えます。また、マルチタスクで並列運転も可能です。 G言語 :工作機械などで使用する運転プログラムです。 テクノ言語 :G言語の機能に入力判別や出力制御を強化したロボット言語です。 マルチタスク :EX(8タスク) SLM/PLMC40(マスター/スレーブ/バックグランド) マクロ機能 :マクロ変数・演算・判定で運転内容をフレキシブルに変更 |
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| テクノ言語の例 | |||||||||||||||||||||||
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| ■正確な下死点制御や動作パターン サーボ制御では、0.1μmオーダの検出も簡単です。運転データによって、任意の 位置を下死点にできます。任意の加減速や速度で運転でき、加工に最適なパターンが 自由に定義できます。0.5msec毎の細かい指令の連続もなめらかに動作します。 ■トルクの検出や制御 モータの発生トルクがリアルタイムで検出できます。また、ロードセルなどで実際の 押しつけ力をフィードバックも可能です。 ■トルク値の監視やロギング 加工時のトルクやピーク値を監視するので、異常動作や不良品の判別が可能です。 正常加工でもトルク値を記録しておくことで、製品毎のバックデータとなります。 そのためのロギング機能やマクロ変数としてPCやPLCからも読み出す事もできます。 ■Mechatrolinkによる位置・速度・トルクの制御 Mechatrolinkは、省配線のサーボ接続で、QCD全てにメリットがあります。 トルク指令・トルク制限付きの補間指令・通常の補間指令などを0.5msec単位で 切り替えや指令ができます。(7軸以上では、1msec単位) 配線も簡単で、コストメリットも大です。 ■トルク関連命令の事例(テクノ言語の専用対応) |
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| ■リニアモータによる超精密成形 リニアモータの場合、成形時の力をほとんどそのまま指令・監視できます。 成形メカニズムの解析や微細・超精密成形には最適です。 ■最適な加減速制御 微妙な加減速制御で成形精度を向上できます。加工条件の一つとして自由に 設定できます。 加減速の形状 :直線形・S字形・指数形など選択可能。 加減速設定 :時定数は、マクロ変数やパラメタ設定で変更が自由。 オーバライド :送り速度は、常時1%〜200%で変更可能。 ■電子カム 高速な繰り返しでは、主軸角度を基準に従軸位置をテーブル化して、電子カム制御も 役立ちます。特にフレキシブル電子カムでは、動作中にワークや条件を瞬時に判断し、 動きのパターンテーブルを変更して、動作を変化させることも可能です。 ■位相補償 電子カムなどの高速同期マシンでは、高速領域での従軸と主軸の動作タイミングの ズレが問題となる場合があります。オープンMCでは、「位相補償」でそのズレを解消 します。50hz動作でも正確に同期している事例もあります。 |
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| 連動プレスの構成イメージ | 正確な従軸動作 (位相補償の効果) |
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| ■作業ヘッド・ジグ周りの同期制御 テクノ言語では、センサーの入力判断やシリンダやソレノイドの出力制御も可能です。 ジグや補助ピンの出し入れなど、いろいろなヘッド装置をモーションと同期して制御し ます。補間指令と同時に出力信号をON/OFFできますので、動きながらでも毎回 同じ位置で正確に動作できます。 |
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| PLCモーションのIO制御の仕組み | |||||||||||||||||||||||
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| ■特殊機構への対応 特殊な機構には、オプションやカスタマイズで対応します。 平行軸制御 1つの軸を両側の駆動軸で同期制御。型締めなどにも応用できます。 機構変換 リンクや極座標構造のときは、変換式をインプリメント |
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| PLCモーションの制御の仕組み | |||||||||||||||||||||||
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| ■カスタマイズ(特殊対応) 標準システムをベースに、ソフト改造で特殊システムに対応します。 テクノの技術資産を有効に活用し、効率的な専用化対応が可能です。 テクノの開発スタッフが直接お客様と打ち合わせして、高品質で効率的な専用化を いたします。取りまとめ・設計・試運転・アフター支援などご要望に応じて対応します。 各マシンの特殊性・独自性は、便利なオプション機能やカスタマイズで活かされます。 ■マクロ(変数/演算)によるフレキシビリティ 運転プログラムの中で変数・演算・判別が可能です。同じ運転プログラムでも、 加工条件で動作内容を変更できます。目標位置、速度、トルク、タイマー値などを変数に できます。 トルク値モニタと大小比較で自動判別もできます。 また、オープンMCの内部情報のほとんどがマクロ変数として読み書きできるので、 ラダーやPCソフトからリアルタイムに操作や監視も可能です。 ■マルチタスクによる拡張性・周辺制御もカバー マクロ機能やマルチタスクで、ワークの搬入/搬出や周辺制御もできます。 テクノ言語では、センサーの入力判断やシリンダやソレノイドの出力制御も可能です。 EXでは、8タスクまで同時処理できるので、8ステーションの管理ができます。 手動/自動モードを混在させてもOKです。 ■軌跡精度の評価とサーボ系の最適調整 蔵の解析ツールで軌跡精度を定量的に評価できます。その結果、機構やサーボ系を 含む最適調整も容易です。特に真円度の評価では、機構を含むサーボ系の応答性・ 摩擦のようすなど、精度検証のあらゆる要素が効果的に評価できます。 |
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| 真円度解析例 | サーボ応答解析例 |
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| ■サーボプレスメカニズムの定量解析 各軸の位置・速度・トルクを同時サンプリングして、時系列データを解析できます。 位置情報と発生トルクが完全に同時データであることが、解析上で重要なポイントです。 成形メカニズムをサーボ系の観点から計測・解析し、理論と実践をリンクします。 |
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| サーボプレスの同期性の解析事例 | |||||||||||||||||||||||
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| ■積極的な品質管理 定量解析機能を応用して、リアルタイムに作業毎のトルクや反力を監視して、品質管理に 応用できます。 |
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| 3 オープンMCの共通の特徴 | |||||||||||||||||||||||
| オープンMCの得意分野の全般に共通の特徴です。 ■高級NC相当の基本性能 完全パス動作 微小補間のなめらかな連続 多軸制御 PLMC40/SLM4000:4軸 PLMC−MUEX:16軸 多軸補間 PLMC40/SLM4000:4軸 PLMC−MUEX:9軸 制御周期 0.5/1/2msec 最小連続補間 0.5/1/2msec 制御周期毎の細かい正確な多軸同期 |
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| ワンボードMC SLM4000 |
パルス列指令 PLCモーション PLMC40 |
Mechatrolink指令 PLMC−MUEX |
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| ■周辺コントローラとの接続・連係 ライン制御の前後や周辺の装置と簡単に連係できます。 IO制御 入出力信号でハンドシェーク。(テクノ言語の入力判別機能) RS232通信 シリアル通信です。通信仕様を公開しています。(テキスト通信機能) イーサネット FA-M3R経由ですが、高速にやりとりできます。(パソコンリンク機能) ■自立モーションでラダー/PCソフトの負担は最小 オープンMC自体で全てのモーション機能を内蔵し完結しています。 ラダーやPCソフトは簡単な指令だけで、豊富なモーション機能を利用できます。 ◆G言語やテクノ言語でプログラム運転 ◆自動/手動機能の全てをモジュールに内蔵 ◆いろいろなオプション機能は、各々が完成形 ■PCソフトとの自由でリアルタイムな連係 自立でありながら、PCともリアルタイム連係が可能です。 DLLでソフトインタフェースを公開しています。 ◆PLCモーション:イーサネットでPCと接続 ◆SLM4000 :USB/RS232でPCと接続 ◆ユーザPCソフトへの組み込み ◆専用運転ソフト・生産管理・画像処理ソフトなどとのリアルタイム連係 |
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| ソフトインターフェースの公開 | |||||||||||||||||||||||
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| ■専用PCソフトで運転 テクノのDLLを利用して、Windows上のソフトからダイレクト運転が可能です。 DLLを経由して、オープンMCの全ての機能が自由・リアルタイムに使えます。 各々の専用ソフトに簡単に組み込めますので、独自システムが簡単に実現します。 ■専用CAMから直接運転 パンチングマシンでは、素材の鉄板上に効率的に抜き形(図形)を配置する必要が あります。また、ベンダーやプレスでもいろいろな加工条件をもとに自動的に 運転プログラムを発生させる専用CAMが重要です。オープンMCは、DLL経由で 簡単に連係し、直接の運転もできます。 ■画像処理との連係 PCベースの画像処理とも、上記のDLL経由で簡単に接続できます。 ワークの判別、加工後の精度検証、キズなどの検査などに応用できます。 ■PLC「FA−M3R」とも自由でリアルタイムな連係 上記のPCとのIF公開は、そのままPLCに対しても同じです。加えて、PLCとのIFでは 特殊レジスタが多様されていて、より高速にデータのやりとりが可能です。 ■PLCモーションの拡張性 横河電機PLC「FAM3R」に内蔵するPLCモーションは、汎用PLCの資産を活用します。 ◆IO拡張・アナログ・カウンタ・通信など各種モジュール ◆ラダーCPUやRTOSモジュールとも高速・強力に連係 ◆ソフトIFの公開でラダーやc言語ソフトからリアルタイムな制御が可能 ◆汎用ラダー制御で独自の制御システムの構築も簡単 ■汎用サーボで最高性能 パルス列指令やMechatrolinkで汎用ACサーボと接続でき、回転形・DD・リニアなど いろいろなタイプのモータが利用できます。 特にMechatrolinkで安川電機ΣVシリーズとの組み合わせは、位置・速度・トルクの 制御が可能で応答性も業界最高のレベルです。 ■Mechatrolinkサーボのメリット モータ選定 回転形、DD、リニアなど幅広い選択が可能です。 高性能 PLMC−MUEXで、0.5msec周期で6軸補間が可能です。 業界最速クラスの多軸補間性能です。 省配線 通信方式なので、コスト・配線面でメリット大です。 多軸でも負担がありません。 アブソエンコーダ Σvでは、アブソエンコーダが標準的です。原点復帰が不要で、 サーボオフからの復旧動作も容易です。 ■独自で先端的な生産技術の組み込み ソフトIFを利用して、独自で先端的な生産技術への組み込みが可能です。 緻密モーションのカスタマイズでさらに差別化を推進できます。 ■導入支援 お客様のご要望に応じたサポートをいたします。 サーボ応用 サーボの選定・周辺の設計・試運転など マニュアルにも具体的な説明がありますが、個別のご相談にも応じます。 電気・制御 周辺の電気設計やソフト設計も対応します。特に経験の浅いお客様には、 雛形としての設計や設計資料のご提供もいたします。 |
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| 4 機械・設備メーカのメリット |
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| 機械・設備メーカ殿の先端技術やノウハウを最大限に活かして、差別化したマシンを 開発・販売いただくことが可能です。また、守秘性も高いので簡単にまねはされません。 ■オープンMCの導入は簡単 オープンMCの導入は、非常に簡単です。立ち上げ期間を短縮できます。 標準運転ソフトのみで、ラダー設計や専用PCソフト開発なしでも、全ての機能が動作 します。難しいモーション機能の作り込みは不要です。機能は、完成形でご提供します。 サーボ応用の導入実務もマニュアルに具体的に説明しています。また、ご要望で ご支援もいたします。 ■緻密で高精度な成形 位置・速度・トルクを0.5msec単位で制御して、高精度な加工を実現します。 品質・タクトともに向上します。 ■特殊機構でも正確な制御 機構に応じて、オプション選択やカスタマイズで最適な制御を効率的に実現します。 機構の特徴が最大限に活かせます。 ■特殊機能も効率的に実現 作業の特殊性に応じた最適な制御で、最高の生産性とマシンの差別化を推進します。 独自の生産技術を最大限に発揮でき、システムの付加価値を高めます。 ■専用ソフトからダイレクト運転/独自の生産技術 ソフトIFの公開を利用して、ラダー/C言語ソフト/PCアプリから独自の制御機能を 実現できます。生産管理・加工条件データベースソフト・専用の運転ソフトなどから 直接運転できます。自社のノウハウや独自の生産技術が100%活かせます。 ■前後や周辺の搬送・ロボット制御も同一コントローラで制御 汎用的なロボット制御やマルチタスクの手法で、多ヘッドの並列制御も可能です。 周辺装置も一括に管理・制御でき、データ管理の効率やコスト面でメリットが大きいです。 ■精度解析とサーボ調整の時間短縮 PLMCは、多軸の同期性を定量解析できます。特に真円度は、機構やサーボ系の 評価としては、非常に効果的です。 加工機やステージ制御でなくても、機構の基本性能を把握する事は、重要です。 ■成形メカニズムの解析 トルクを含む同期性の解析により、成形メカニズムの定量解析が可能です。 マシンやワーク毎の最適な成形条件を求めることができます。 ■ラインシステムへの組み込み PLMCは、コンパクトなモジュール構造で、1台のPLCの下に複数台の並列運転も 容易です。ソフトIFも自由度が高く、全システム制御の中に組み込みが簡単です。 ■PC/PLC/緻密モーションのリアルタイム連係 PCやPLC上の生産技術やノウハウを積極的に活用できます。ユーザソフトへの 組み込みや連係が簡単で、システム全体の独自性が追究できます。 ■汎用サーボで最高性能 PLMCとΣサーボの組み合わせは、モーション制御として最高レベルです。 業界最高レベルのモーション性能を適切なコストで利用できます。QCD最高の選択です。 |
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| 5 成形の加工プログラム事例 | |||||||||||||||||||||||
| 実際の射出成形機の運転プログラムの一部です。型締め部分の事例です。 マクロ変数によって、動作パターンを調整できます。 |
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| 5−1 マクロ変数の設定 | |||||||||||||||||||||||
| 運転データは、全てマクロ変数で指定できます。タッチパネル・ラダー・PCから自由に設定 できます。いろいろな目標位置、指定トルク、指定速度、タイマー、判定値などの動作条件 パラメタが全てマクロ変数に割り当ててあります。 |
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| 5−2 運転プログラムの一部 | |||||||||||||||||||||||
| 実際の運転プログラムは、非常に簡単です。複雑な動作でもこのように簡単に記述できます。 |
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