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サーボプレス最適化の賢明な方法

サーボプレス関連の機械装置メーカ(OEM)やコンポーネント製造メーカは、どうすれば主導権を握り、差別化を生み出し、特別な柔軟性を実現できるでしょうか?

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10年以上前に、サーボプレスが爆発的な勢いで自動車市場に登場してきた時のことをよく覚えています。サーボ機構を備えたプレスの登場は、最新のマルチモデル、マルチプラットフォーム対応の車両生産施設の要件や、大手サプライヤに対する関連する要求を満たす資本効率、製造の柔軟性、および品質の向上の必要性と重なり合っています。

従来のフライホイール/クラッチ式機械システムをサーボ機構設計に置き換えることによって、機械メーカは工場におけるプレスの柔軟性とパフォーマンスに関する既成概念を打ち破りました。

現在まで話を進めると、柔軟性の高い製造とマルチモデルの車両生産は今や常識であり、軽金属、他の新しい複合素材、製品形状、およびジャストインタイムやジャストインシーケンス納入方式を必要とする生産ビルド計画に対する定期的な調整に対応するため、さらなる俊敏性の向上がますます必要とされています。

もしあなたがプレス加工部品の製造メーカまたはサーボプレスの機械装置メーカ(OEM)だとしたら、このようなトレンドに遅れずについていくことができますか? この問題は制御システムの機能に依存することが多くあり、それと同じぐらいに重要なことは設計理念に依存しています。

設定可能な制御の魅力

サーボプレスが市場に出てくるまでは、機械のラム動作はモータの周期的な定速機能の一つでした。サーボ技術はストローク全体を通じてラムの動作プロファイルを設定可能にし、材料および部品形状の形成要件への適合性が向上します。言い換えれば、プロセスのどの時点でもラムの速度、加速度、および位置を独立して制御することができます。

複雑な部品や特殊な最新素材に合致するモーションプロファイルをデジタル的に制御できる能力は、プレスのパフォーマンスや精度、「ファイナル完成車合格率」を改善することができます。

また、サーボ技術は、機械式プレスの切換えにおいて避けて通ることができない多くの骨の折れる調整作業をなくすことで、俊敏性の向上にも役立ちます。金型の交換を別にすれば、変更はレシピ式のオペレータインターフェイスを使用して(またはMESスケジューリングシステムから直接受け取ることができる)、デジタル的に完了します。

オープン設計によって広がる可能性

しかし、新しいニーズが生まれた時にどれほど容易にサーボプレスをサポートできるのでしょうか?

モーションプロファイルの数が制限され、独自の「ブラックボックス的な」技術に基づく制御システムでは、継続的に柔軟性を実現することは困難です。アプリケーションコードが「ロック」されているため、調整作業は通常、制御システムサプライヤからのサポートが必要になり、時間とコストがかかります。

当社は最近、既存のシステムにかわるコスト効率の高い方法として、オープンで設定可能な設計コンセプトに基づくスマートなサーボ・プレス・ソリューションを開発しました。このソリューションは既製の制御システムのコンポーネントや技術から導き出され、このソリューションを使用すれば、プロセッサメモリ以外の制限を受けない無数のモーションプロファイルを設定することができます。

モータの選択肢が多いほど、カスタマイズが多様

オープンで設定可能な設計を持つことと同じくらい価値があることとして、サーボプレスの設計に適したモータを適用することがパフォーマンスを最大化する上で重要です。しかし、サーボプレス制御システムによっては、設定可能性だけでなく、使用可能なモータの選択肢についても柔軟性がありません。可能な唯一の選択肢は、必要以上に大きく、またはアプリケーションに対して最適化されていない場合があり、余分なコストがかかり、パフォーマンスに影響を及ぼし、機械のエネルギー効率を低下させる可能性があります。

もっと賢明なサーボプレスへのアプローチがあります。複数のモータサプライヤが提供する複数のモータタイプに対応するように構築された制御ソリューションを選択します。

幅広いモータオプションを自由に選択でき、特定のアプリケーションで必要となる正確なトルク、速度、およびその他の特性に合わせてはるかに簡単にプレスを設定することができます。

プレスを超える制御の統一

スマート・サーボ・プレス・ソリューションは、ロジック、モーション、および安全制御に関する単一の制御プラットフォームを使用し、機械設計を迅速化します。統合されたプラットフォームにより、安全を含むすべてのマシンイベントに対する作業者の可視性が向上します。

安全機能については、スマート・サーボ・プレス・ソリューションは、プレス機だけにとどまらず、スタッカ、デスタッカ、デコイラ、および積み降ろしオートメーションなどの最前線および最後尾の機械設備までも含みます。この装置は、小規模なアプリケーションでプレスを制御するのと同じコントローラに統合することができ、またはEtherNet/IPを介してプレスコントローラとインターロックし、同期することができます。そのため、最前線または最後尾の機械設備でも、プレス・コントローラ・プロジェクトと同じ高度な安全モーションコマンドおよびプロファイルを活用することができます。

その結果、単一の統一されたソリューションで作業員を保護することができ、操作やメンテナンスも容易になります。

継続的な最適化の力

お客様のサーボプレスは、自動車製造環境で何十年も使用できる能力を持っています。スマート・サーボ・プレス・プラットフォームは、現在のパフォーマンスを最適化すると共に、お客様のマシンのライフサイクル全体を通じて最適化を行なうために構築されています。

例えば、スマート・サーボ・プレスは、予知保全機能を備えた可変周波数ドライブなどのスマートデバイスの機能を活用することができます。または、状態モニタを統合し、資産活用やパフォーマンスを改善することができます。

また、スマート・サーボ・プレスは、高度な分析プラットフォームや機械学習を利用できるように構築され、パフォーマンスの偏差を迅速に特定し、継続的な改善を実現します。また、スマート・サーボ・プレスの機械装置メーカは、拡張現実(AR)やその他の高度なデジタル技術を使用して、メンテナンスやトレーニングを容易にする方法も開発中です。

自社の機械またはプロセスをどのように差別化し、デジタル価値を付加するかは、想像力によってのみ制限されます。

スマートな自動車製造をサポートするサーボ・プレス・ソリューションについては、こちらをご覧ください。


Bill Sarver
Bill Sarver
Senior Consultant, Global Automotive Industry, Rockwell Automation
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