製造業の研究では、新製品だけでなく、それを製造するための複数の方法が発見されることがよくあります。複雑なウェブ加工アプリケーションでは、さまざまな基材や生産プロセスをテストすることは、困難で時間のかかる作業になります。
そのため、通常の生産スケジュールを中断したり、空き時間を利用して工場内で新しいアプリケーションをテストしなければならないことも少なくありません。
通常、企業は工場で新しいアプリケーションを試すために、通常の生産スケジュールを中断したり、空きが出るのを待つしかないことがよくあります。
しかし、ケベック州に本社を置くカスタムメイドの機械メーカであるピラディア社は、この方程式を変えようとしています。ピラディア社は、パイロット･コーティング･ラインのリーディングカンパニーとして、その評価を高めています。
最近では、感圧接着剤のパイロット･コーティング･ラインで、その専門性が試されました。
多用途性とコンパクトの両立
ピラディア社のP. Eng., R&Dおよびエンジニアリングマネージャであるデイビッド･ロス氏は次のように述べています。「お客様は新素材とさまざまな接着剤の両方をテストしなければなりません。製品開発とテストの段階であるため、プロセスパラメータの変更に簡単に適応できるシステムが必要でした。」
研究開発施設内にパイロットラインを設置する予定だったため、フロアスペースが限られていました。仕様としては、長さ40フィート、12インチのウェブに対応し、最大で毎分150フィートの速度が出せるラインが求められました。
このラインには、一次巻戻し、マルチ･モード･カートリッジ･コーティング機、3ゾーン浮選乾燥機、二次巻戻し、ラミネータ、ワインダーが含まれています。コーティング機のセルは、オフセットグラビア、ダイレクトグラビア、メイヤーロッド、サチュレーションモードの4つの塗工方式に対応しています。
「今回のパイロットラインでは、柔軟性を最大限に高めるため、複数のコーティングモードを素早く切換えられるように設計しました。その結果、お客様は1日に3〜4種類のモードをテストすることができます」と、ロス氏は語りました。
低張力への挑戦
ピラディア社は、低強度のウェブ素材に対応できる装置を提供することも課題としていました。
速度と張力の制御は、どのようなウェブ加工アプリケーションにおいても重要です。しかし、このようなデリケートな基材の場合、パイロットラインは極端に低い張力で運転しなければなりませんでした。実際、12インチのウェブの張力は、わずか1ポンドの単位で維持されています。
「張力制御は繊細で正確でなければなりません。張力がピークに達するとウェブが破断し、装置が張力を失うとコーティングの欠陥が発生します」と、ロス氏は説明しました。
精密なサーボ制御
ピラディア社と現地代理店のルーメン社との関係をいかして、パイロット･コーティング･ラインを設計しました。
ロス氏は次のように述べています。「最初から、ロックウェル･オートメーションのチームと協力して、適切な制御部品を選び、システムを設計しました。また、Integrated Automation Builder (IAB)ソフトウェアの機能を活用したことで、設計プロセスを迅速に進めることができました。」
ピラディア社は、Allen-Bradley®のGuardLogix®セーフティコントローラ、Kinetix® 5700サーボドライブとVP-Seriesサーボモータ、およびPowerFlex® 525および527 ACドライブ に基づいてソリューションを構築しました。システムはEtherNet/IP™ネットワーク上で統合され、Allen-BradleyのPanelView™グラフィックターミナルでモニタされています。
ウェブローラを正確かつ柔軟に制御するには、サーボ技術を使うのが効率的であることがわかりました。機械的な観点から言えば、システムをあるコーティングモードから別のコーティングモードに変更する際に、サーボモータを異なるローラに簡単に取付けることができます。また、制御パラメータはマシンインターフェイスから素早く調整できます。
ロス氏は次のように述べています。「サーボ技術は単純に効率が良いのです。例えば、Kinetixのシングルケーブル技術は配線を高速化し、設置時間を短縮します。また、ドライブのコンパクトな構成は、パネルスペースを節約します。」
統合安全によるパフォーマンスの向上
パイロット塗装ラインには、KinetixサーボドライブとGuardLogixコントローラの高度な機能を使用した統合安全ソリューションが搭載されています。
ロス氏は次のように述べています。「コントローラとサーボがネットワーク上で動作しているため、再配線することなく安全ゾーニングを作成･変更することができます。また、ドライブの安全トルクオフ機能も使用しています」。
制御は、特定のマシンエリアを減速または停止させ、他のマシンエリアは通常の速度で動作させることができます。また、安全トルクオフ機能は、ドライブの電源を落とさずにモータの回転力を取り除くことができます。これらの機能により、作業者が機械の一部に安全に入って機器の調整を行ないながら、残りの工程を通常通りに進めることができます。
また、ロス氏は次のように述べています。「統合安全ソリューションは、オペレータにより良い情報を提供します。「ドアが開いていたり、非常停止が作動したりした場合、オペレータはHMIから診断結果に素早くアクセスし、問題に対処することができます。」
製品の市場投入のスピードアップ
ピラディア社のお客様は、システムの柔軟性と性能が、製品の開発、試験、規制当局の承認のスピードアップに貢献していると評価しています。そして、すぐにでもさらなる多機能性を求めています。
ロス氏は次のように述べています。「最近、お客様からコンマロールコーティングの5つ目のコーティングモードを追加したいと相談を受けました。我々は、装置を改造してそのオプションを可能にすることを楽しみにしています。」
