多品種 I/Oの検査処理能力を飛躍的に向上する、新たなアプローチを導入
ベッコフオートメーション（ドイツ・フェアル）は、弊社の本社工場（フェアル）で、磁気浮遊式システムXPlanarを活用し、検査処理能力を「1シフトあたり1万台」と飛躍的に向上させることに成功しました。
従来にない全く新しいアプローチで、従業員数と作業スペースを増やすことなく生産増に導いた本事例についてご紹介いたします。
XPlanarによるI O製品の最終検査の様子
XPlanarでI/O製品の検査点数を1シフトあたり１万台に
2021年秋、ベッコフではI/O製品の最終検査方法について全面的な見直しに着手しました。
そして、このたび2023年第一四半期に稼働を開始いたしました。
全面見直しの狙いは、多品種ターミナルの生産現場における検査点数とスループットの大幅な向上でした。新たなシステムは、ベッコフの設備製造部門が全て自社開発したものです。1シフトあたり約1万台のターミナルのプログラミングおよび最終検査を全自動で実行できます。洗練されたシステムコンセプトに加え、磁気浮遊式リニア搬送システムのXPlanarと、PC制御技術、さらには豊富なEtherCATターミナルを実装することにより、高速かつ柔軟なシステムが実現しました。
ファームウェアが正しくプログラムされたI/Oターミナルの場合、ターミナルの種類や搬送順にかかわらず、1台あたり3秒で検査システムを離れることができます。このシステムでは現在、 200種類以上のターミナルをプログラムし、検査が可能です。また、システム中に異なる種類のターミナルが混在する場合でも、スループットに影響はなく1シフトあたり１万台の出力は変わりません。
計100枚のXPlanarタイル上を浮遊する33台の可動子の位置は、TwinCAT HMIで作成したUIにリアルタイムで表示される。
XPlanarの自由度をフル活用
柔軟で高速なシステムプロセスの基礎となるのが、100枚のタイルで構成されるXPlanarシステムです。
XPlanarベースセットを6セット使用しました。各セットには12枚のタイル（3×4）が含まれます。これを使用して、両サイドの往路と中央の復路を構築しました。プログラムとテスト用の追加ステーションは、搬送用の基本システムの両側に28枚のタイルを使用して設置しました。各タイルは、電源（AC400V）、セーフティ、イーサネット（LAN）、EtherCATを備えた標準インターフェイスで接続できます。このため、将来的に拡張が必要な場合も大きな改造なくシステムレイアウトの変更が可能です。
XPlanarは、機械をモジュール化することにより多くの部分で機械設計を簡素化します。例えば、プログラミングステーションには、XPlanarのXY軸の精密な位置決め機能が使われています。これにより、I/Oが正しい位置に到達するとすぐにプログラミング用のピンをターミナル接点まで下げてファームウェアのロードを開始できます。
-
XPlanar 4つの特性とシステムレイアウト上のメリット
– 2次元搬送：ターミナルの個別搬送により、プログラミングやテストステーションでの並列処理を実現
– XY軸の精密位置決め：プログラミングステーションで追加のハンドリングシステムが不要になる
– Z軸運動（昇降）：バスターミナルの昇降動作がテストステーションの複雑な機構を簡素化
– 360°回転：鏡面対称のセットアップが可能
ベッコフI/O製品の生産責任者であるマイケル・クラスマイヤーは、次のように述べています。
「当社のI/O製品は、2チャンネルのデジタル入力からコンパクトなドライブテクノロジまで、さまざまな性能レベルの豊富な製品で構成されています。ターミナルによって、年間生産台数は数千台から、多いもので数十万台に上ります。全製品は、ドイツ東ヴェストファーレン州はフェアルの自社工場で生産しています。私たちの目的は、現在の従業員数とスペースで生産量を増大させることです。このために全自動テストは必要不可欠なものなの
です。」
詳細は以下をご参照ください
■ベッコフオートメーション https://www.beckhoff.com/ja-jp/
ベッコフオートメーションはPC制御に特化した制御装置メーカー。「TwinCAT」という弊社独自のソフトウェアを活用し、Windows OSなどを搭載したPCをCNCやPLCとして活用することが可能で、これによりリアルタイムな機械装置の制御を実現している。また、ベッコフは極めて高速で同期性の高い「EtherCAT」というオープンな通信プロトコルの開発元でもある。EtherCAT推進団体であるEtherCAT Technology Group（ETG）の会員は、72カ国・地域の7,150組織。世界最大級の通信プロトコルとして知られる。
これらのTwinCATとEtherCATの技術を用いたPCコントローラはロボット、自動車、包装機械、プラスチック、
風力発電、工作機械など、世界中のさまざまなアプリケーションで使用されている。