消費エネルギーが少なく、再生可能資源で駆動できるモーション コントロール システムは、エネルギー効率の高い機器の鍵であり、持続可能な企業戦略の一部です。

デジタルトランスフォーメーション

今日のメーカーは、日常生活の中でデジタル オートメーションや詳細なユーザー インターフェイスを活用しており、産業システムにも同様のデジタル機能を期待しています。企業が業務をデジタルに変革するにつれ、確実で確実なメリットが得られています。

デバイスに組み込まれたセンサーは、温度、位置、負荷、摩耗をリアルタイムで継続的に追跡します。ダッシュボードに表示されるモニタリング、自動構成と診断、および収集されたプロセス データにより、オペレーターは情報に基づいて自信を持って意思決定を行うために必要な洞察が得られます。接続されたモーション コントロール システムにより、オペレータは生産パフォーマンス、エネルギー使用量、信頼性を分析できます。

ダッシュボードを介してこれらの洞察にアクセスすることで、メーカーはより適切に管理し、業務、そして最終的には生産を継続的に改善できるようになります。

市場競争

労働力不足とサプライチェーンの問題の間で、企業にとって競争力を維持することがこれほど困難になったことはありません。さらに、工業製造のデジタル変革とそれを推進する先端技術により、それに投資する企業は業務を大幅に最適化できるようになりました。

市場の最先端を維持するために、変化する市場のニーズに機敏に対応し、顧客の需要に確実に応える必要性がこれまで以上に高まっています。メーカーは機械のダウンタイムを最小限に抑え、生産を最大化する必要があり、コネクテッド ハイブリッド オートメーション ソリューションを組み込むことで、機械の信頼性と稼働時間を向上させることができます。

エネルギー使用を最適化し、運用を強化し、業界で優位に立つために、企業は完全なモーション コントロール パッケージを求めています。大手テクノロジーサプライヤーはこれを理解しており、サーボドライブ、モーター、電動アクチュエーター、空気圧を組み合わせた一連の高度な統合ソリューションを開発しました。

OEM には、顧客の最大のニーズや懸念に合わせて対処する機械設計にハイブリッド オートメーション システムを組み込む大きな機会があります。

オートメーションと現代の機械設計

企業が課題を克服して生産量を増やす方法の 1 つは、より小型で洗練された機械を生産ラインに統合することです。設置面積が小さいため、より多くの機械を同じ生産スペースに収めることができ、高度なモーション制御技術により、組み立てから最終製品の検査までのより高精度の作業を自動化できます。

メーカーはまた、次のようなモーション コントロール テクノロジーを求めています。サイクル時間を短縮して出力を増加します。位置の柔軟性が向上し、オペレーターがボタンを押すだけで機械プログラムを変更できるようになります。これらの機能を備えた機械を使用すると、より短い時間でより多くの生産が可能になり、持続可能性が向上し、コストが削減されます。

空気圧、電気、またはハイブリッド モーション コントロールの選択方法

モーション コントロールには数多くの製品があり、その中からどのように選択すればよいか混乱するかもしれません。 OEM はどのような場合に電気を使用し、どのような場合に空気圧を使用しますか。また、その両方を使用するのはどのような場合ですか?

モーション ソリューションを選択する際には、考慮すべき要素や懸念事項が数多くあります。

1. アプリケーションのパフォーマンス、柔軟性、精度の要件を満たしていますか?
2. 初期運用コストと継続保守コストはいくらですか?
3. それらは機械のエネルギー効率にどのような影響を与えますか?
4. モーション製品は他のデバイスとどのように統合されますか?
5. データを収集してデバイスの状態を分析できますか?
6. マシンの設計がより簡単かつ迅速になりますか?
7. 新しいテクノロジーの学習曲線はどのくらいですか?

空圧と電気のモーション制御にはそれぞれ、アプリケーションのニーズに応じて明確な利点があり、アプリケーションはどちらかまたは両方からメリットを得ることができます。一部のアプリケーションでは、どれが最適であるかは明らかです。箱をコンベアから押し出す単純な機構としては、空気圧シリンダーが最も合理的です。ただし、これらのボックスをコンベア上の異なるラインまたは位置に分類する必要がある場合は、マルチポジションを備えた電動アクチュエータが必要です。

より複雑なアプリケーションでは、選択が不明確になる場合があります。これは、アプリケーションが両方を使用することで最大のメリットが得られる可能性があることを示す 1 つの兆候です。電気機械シリンダーは、充填用途で空気をシールするために空気圧コネクターを介して圧縮空気を使用できます。組立システムでは、電動リニア多軸システムで空気圧グリッパーを使用できます。また、垂直方向に動作する電動リニア軸では、重量補償に空気圧シリンダーを使用できます。

クロステクノロジーの自動化により、OEM は同じアプリケーションで空気圧と電気の両方のモーション制御テクノロジーの相補的な強みを活用し、そのメリットを顧客に伝えることができます。

各テクノロジーがどのように連携できるかをより深く理解するために、各テクノロジーの長所を見てみましょう。

空気圧モーションコントロール

空気圧動作は、圧縮ガスを使用してメカニズムに物理的に作用し、必要な動作を生成することによって実現されます。空圧ソリューションは、ハードウェア、設計、設置において堅牢な動作を提供することが実証されており、通常、空圧システムをアップグレードする際に変更または交換するコンポーネントはサーボ システムに比べて少なくなります。

空気圧モーション制御の最もよく知られた例は、直線運動を生成する内部ピストンを備えたシリンダーです。これが、空気圧が機構を完全に伸縮させる場合にのみ適した離散的な動作技術であると考えられる理由かもしれません。

しかし、モーション コントロール テクノロジー サプライヤーによる継続的なイノベーションにより、可能性が拡大しました。たとえば、連続回転運動は 4 分の 1 回転アクチュエータを使用して実現できます。

センサーと流量制御も動作の監視と最適化に使用でき、差圧制御により装置は連続的な空気圧位置決めを実現できます。比較的小型の電空式オン/オフ ソレノイド バルブまたは調整位置決めバルブを使用して、一定の背圧に対して制御された圧力が加えられます。

オペレータは、ボタンやスイッチを使用して手動で位置を制御することも、プログラマブル ロジック コントローラ (PLC) やループ コントローラを使用して自動的に位置を制御することもできます。

電気的モーションコントロール

サーボモーターと組み合わせた電気アクチュエーターは、高速性、ピンポイント精度、効率性で知られており、電気を回転運動または直線運動に変換することで運動を実現します。これらの閉ループ システムには、通常、モーション コントローラー、サーボ ドライブ、モーター、フィードバック センサーなどのより複雑なコンポーネントと、空気圧モーション ソリューションよりも設計手法が含まれています。

各サーボ モーターは、必要な機能を提供するコマンド信号に従い、正確な位置決め、正確な角速度、可変加速度プロファイルを実現する 1 つのドライブに関連付けられています。このような範囲であれば、サーボ システムはロボット アームから連続回転コンベアに至るまで、さまざまな用途に位置動作制御を提供できます。

サーボ ドライブとコントローラはマイクロプロセッサ デバイスであるため、高度な固有レベルのオンボード機能を備えており、ダッシュボードにローカルおよびリモートの診断およびデータ ログ機能を直接提供できます。

PLC やその他のコントローラをサーボ モーション システムに接続すると、OEM がさらに高度なモーション コントロールと同期を実現できるようになります。特殊な機能には、サブミクロンの再現性による高精度の位置決め、電子カムおよび電子ギアリングが含まれており、機械加工、ロボット工学、製造装置などの最も複雑なアプリケーションにメリットをもたらします。

たとえば、包装ラインは機械式カム ディスクから電気式カム ディスクを備えたサーボ モーション システムにアップグレードできます。機械式ディスクを使用したフォーマットの変更は複雑で時間がかかり、エラーが発生しやすいのに対し、電動カム ディスクを使用した機械式変換はボタンを押すだけで行われます。これにより、時間が節約され、精度が向上し、スクラップが最小限に抑えられ、コストが削減されます。

ハイブリッドモーションコントロール

電空ハイブリッド オートメーション システムは、メーカーが特定の機能ごとに適切なテクノロジーを適用するのに役立ちます。持続可能性、位置の柔軟性、精度、安定性、静かな動作、接続性、監視が最も重要な場合、電気動作には大きな利点があります。スペースに制限があるアプリケーション、堅牢な動作が要求されるアプリケーション、または迅速な設計、設置、試運転が必要なアプリケーションには、空気圧モーション コントロールが最適な選択肢です。

ほとんどの製造施設の生産ラインにはさまざまなタイプの OEM 機器が含まれており、製品は搬送コンベアや蓄積コンベアに沿って機械間を移動します。これらのラインは、空気圧と電気の両方の直線運動を統合する多くの機会を提供します。

たとえば、一般的な飲料包装の生産ラインには、ボトルの延伸ブロー成形、ボトルの充填とキャップ、輸送と蓄積、ボトルのラベル付け、充填とラベルの検査、ボトルのケースへの詰め込み、ケースのパレット化とシュリンクラップの機能が含まれています。ストレッチブロー成形、箱の折り畳み、接着剤の塗布はすべて空気圧動作の恩恵を受け、充填装置およびラベル貼付装置内でのボトルの搬送と位置決めはサーボ動作の恩恵を受けます。

シンプルな搬送コンベヤとパレタイジング システムは、両方の動作形式からメリットを得ることができます。コンベヤは電気モーターで駆動でき、製品のストップとゲートは空気圧作動を使用して動作できます。バルクケースの処理は空気圧を使用して実現でき、補間と位置の微調整はサーボモーションを使用して制御できます。

ハイブリッドオートメーションシステムのメリット

主要なモーション コントロール テクノロジー サプライヤーは現在、電気、空気圧、またはハイブリッド モーション コントロールを含む統合されたフル ソリューション パッケージを提供しています。これらの包括的なソリューションは、現場レベルのインテリジェント デバイス、モーション コントロール、マシン コントロール、および分析を特徴としています。

空圧オプションには、空圧シリンダー、バルブ システム、コントローラー、分析、ゲートウェイ経由のダッシュボードが含まれ、電気オプションには、電気リニア アクチュエーター、サーボ モーターとドライブ、コントローラー、ゲートウェイ経由のダッシュボードが含まれます。どちらのテクノロジーもダッシュボードを提供しますが、データはサーボ ドライブから直接利用できるため、空気圧システムにはセンサーを追加する必要があります。

このような完全な統合ソリューションは、OEM とその顧客の両方に多くのメリットをもたらします。ハイブリッド オートメーション システムはすでに設計および組み立てが完了しているため、調達、開発、試運転を合理化できます。それ以外の場合、OEM はコンポーネントを個別に調達し、それらを自社で適合させて設計する必要があります。これには時間がかかり、サプライチェーンが複雑になるだけでなく、サイジングの問題が発生する可能性があります。

ハイブリッド オートメーション システムは、OEM がさまざまな種類の製品を生産し、切り替え時間を最小限に抑え、時間の経過とともに変化する要件に対応できる機械を設計できる柔軟性も提供します。多くの企業は、運用コストを削減しながらスループットを向上させるという継続的なプレッシャーに直面しているため、これにより生産期間が短縮され、機械の稼働率が向上し、装置の寿命が延長される可能性があります。

モーション コントロールの電子的再構成により、オペレータはモーション プロファイルをオンザフライで変更でき、一部のシステムは将来性のある設計を提供し、現在または将来の世代の機械に実装できる機能を備えています。顧客に最高レベルの柔軟性を提供するには、幅広いアプリケーション要件をカバーする非常に汎用性の高い電動アクチュエータを備えたシステムを探してください。

ハイブリッド オートメーション システムは、競争力を維持するだけでなく、メーカーの持続可能性も向上させることができます。これらのシステムは機械効率を向上させ、スクラップを削減し、その結果、リソースの消費とコストを削減できます。エネルギー効率を高めることで持続可能性の目標をより適切に達成できるようになり、コストを削減することで総所有コストを削減できます。再現性と均一性を高めるには、最高レベルの信頼性と精度を提供する電気直線運動を備えたシステムを探すことが重要です。

柔軟性、効率性、パフォーマンスの向上

OEM は、次のような主要なアプリケーション要素を評価することで、ハイブリッド オートメーション システムがアプリケーションにメリットをもたらすかどうかを判断できます。

1. エネルギー消費、
2. 運営コスト、
3. ポジションの柔軟性、
4.精度、
5.振動と騒音、
6. CAP-EX、
7.接続性、
8.サイズ、
9. インストールと
10. 試運転時間と耐久性。

望ましい結果を達成する最も適切なソリューションを選択するには、テクノロジーとサイジング オプションの包括的なポートフォリオを備えたモーション コントロールおよびデジタル トランスフォーメーションの専門パートナーと協力することが重要です。このようなパートナーは、OEM がソリューションを委託し、長期的なサポートを提供するのを支援できます。

ハイブリッド オートメーション システムを使用すると、企業はパフォーマンス、柔軟性、持続可能性、接続性、コストのいずれかを選択する必要がなくなります。正確で強力な直線運動、変化する生産要件に対応する柔軟性、生産を最大化するためのデータと洞察、エネルギー消費の最適化、総所有コストの削減など、すべてを備えています。