多品種パーツ供給装置 内製事例 さまざまなサイズのパーツの供給を自動化
当社生産設備の実例から多品種パーツ供給装置を取り上げ、製品選定のポイントを解説します。
あわせて、装置設計をサポートするためのサービスをご案内します。ご検討の際は、お気軽にご相談ください。
装置実例 多品種パーツ供給装置
装置概要
さまざまなサイズのパーツを、パーツフィーダのように1つずつ供給する装置です。
指定されたパーツをストッカーからラック・ピニオン機構で切り出し、供給口まで搬送します。
複数のパーツを1台で供給できるため、段取り替えによるラインの停止ロスを削減します。
| 軸数 | 3軸 | |
|---|---|---|
| 旋回部 | テーブル寸法 | Φ400×12mm |
| 搬送質量 | 9.3㎏ (テーブル＋パーツの入った円筒8本のストッカーを含む) |
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| パーツ 全8種 | サイズ | Φ10×5mm～Φ30×10mm |
| 質量 | 5～20g | |
| 装置のサイクルタイム | 6.5s/1cycle (工程間で1.0sかかる場合) | |
| 速度 | 旋回部 | 13.3deg/s (1.5s/1cycle) |
| 切り出し部 | 80mm/s (1.5s/1cycle) | |
| パーツ送り部 | 405mm/s (1.5s/1cycle) | |
| 主電源 | AC100V※ | |
- ※ ドライバの制御用・駆動用電源はDC24Vです。
システム構成
各軸をModbus(RTU)にて制御しています。
構成品一覧
| 品名 | 定価 | （WEBショップ価格） | ||
|---|---|---|---|---|
| 軸1 | 中空ロータリーアクチュエータ | DGM130R-AZAK | 192,500円 | (163,620円) |
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ドライバ （位置決め機能内蔵タイプ） |
AZD-KD | 42,900円 | (36,460円) |
| モーターケーブル | CC050VZF2 | 9,600円 | (8,160円) | |
| DC電源用ケーブル | CC02D010-3 | 1,050円 | (890円) | |
| FLEX用通信ケーブル | CC02FLT | 4,900円 | (4,160円) | |
| 軸2 | 電動スライダ | EASM4LNXD040AZAK | 71,200円 | (60,520円) |
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ドライバ （位置決め機能内蔵タイプ） |
AZD-KD | 42,900円 | (36,460円) |
| モーターケーブル | CC050VZF2 | 9,600円 | (8,160円) | |
| DC電源用ケーブル | CC02D010-3 | 1,050円 | (890円) | |
| RS-485通信用ケーブル | CC001-RS4 | 2,200円 | (1,870円) | |
| 軸3 | αSTEP | ARM24SAK-T10 | 33,900円 | (28,810円) |
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ドライバ （位置決め機能内蔵タイプ） |
ARD-KD | 39,600円 | (33,660円) |
| モーターケーブル | CC050VA2F2 | 7,000円 | (5,950円) | |
| DC電源用ケーブル | CC02D010-3 | 1,050円 | (890円) | |
| RS-485通信用ケーブル | CC001-RS4 | 2,200円 | (1,870円) | |
| 合計 461,650円 | （392,370円） | |||
- モーターケーブルの長さはすべて5mとしています。
軸1
中空ロータリーアクチュエータ DGⅡシリーズ
軸2
電動スライダ EASシリーズ
軸3
αSTEP ARシリーズ
軸① - 旋回軸
<高強度・高剛性>中空ロータリーアクチュエータ DGⅡシリーズ
さまざまなサイズのパーツを積載するために
高強度・高剛性の機構を採用
旋回軸は、パーツストッカーを搭載しています。パーツの重量への対応、また、テーブル上のストッカ―の重量の偏りによる負荷モーメントの変動への対応が必要です。
DGⅡシリーズは、中空出力テーブルの軸受にクロスローラーベアリングを採用。高荷重搬送と高許容モーメントを実現しています。
テーブル中央から200mmの位置の負荷モーメントと変位量の関係
大きい型番ほど、受けられる許容モーメントが大きく、かつ負荷モーメントに対する変位量が小さくなります。
近回り運転でタクトタイム短縮
パーツを最短で供給するため、必要パーツのストッカーを供給口に近い方へ旋回させます。
ここではDGⅡシリーズ αSTEP AZシリーズ搭載の「近回り運転」機能を使用することで、テーブルが供給口座標(指定座標)への最短距離の回転を自動的に選択し駆動しています。これにより、パーツの供給にかかる時間を削減しています。
0°の位置から270°に移動する場合、
反時計回りの最短の回転方向を自動的に選択して駆動します。
始業時・遮断後の運転再開時間を短縮
この装置のテーブル軸は、始業時や動力遮断後の原点復帰に時間と手間がかかります。
DGⅡシリーズ αSTEP AZシリーズ搭載は、モーター後部に搭載したアブソリュートセンサで常に現在位置を検出・保持しています。そのため、原点復帰せず、運転を再開できます。
原点復帰運転が必要な場合でも、原点センサが不要のため、センサ感度を気にせず高速で原点復帰することが可能です。また、原点センサの配線やメンテナンスの手間も削減できます。
搭載機器
中空ロータリーアクチュエータ
DGⅡシリーズ
中空ロータリーテーブルとαSTEPの一体型製品です。アクチュエータ内部は減速機構のため、高出力駆動が可能です。
軸② - パーツ送り軸
<柔軟な搬送に対応>電動スライダ EASシリーズ
パーツのサイズに合わせた搬送が可能
この装置では、供給口にある冶具の中心にパーツをセットするため、パーツごとに搬送距離を調整しています。
EASシリーズは異なる距離の位置決めデータを256点まで設定できるため、異なるサイズのパーツでも冶具の中心に合わせた位置決め運転が可能です。
-
タクトタイム短縮と正確な位置決めの実現
EASシリーズは異なる運転データを組み合わせ、連結運転が可能です。パーツの送り出しは早く、供給口では減速することで、タクトタイムを削減したうえで正確な供給ができます。
①パーツの送り出しはじめは早く
②供給口手前で減速
③供給口前でゆっくり搬送 -
外部センサに関する設計の手間・トラブル削減
設備において、センサの配線やトラブル対応、定期メンテナンス作業は時間と手間がかかります。
EASシリーズ αSTEP AZシリーズ搭載は、モーター後部に搭載したアブソリュートセンサで常に位置情報を検出でき、原点等の外部センサを用意する必要がありません。これにより、センサに関する手間やトラブルを削減することができます。
搭載機器
電動スライダ EASシリーズ
モーター部に高効率・省エネルギーなαSTEP AZシリーズを搭載。スライダ部はストレートタイプと折返しタイプの２種類をご用意しています。載せて運ぶご用途は、まずEASシリーズからお選びください。
関連製品
電動スライダ EZSシリーズ
モーター部に高効率・省エネルギーなαSTEP ARシリーズ、AZシリーズを搭載。スライダ部はストレートタイプと折返しタイプの２種類をご用意。ステンレスシートを採用した簡易防塵構造によって異物の侵入を防止し、発塵も抑制します。
軸③ - 切り出し軸
<小型・高トルク>αSTEP ARシリーズ
小型から揃う標準品のギヤードモーター
切り出し軸は設置スペースが限られる上、大きな負荷がかかるためギヤヘッドが必要でした。機構はラック・ピニオンであり、停止精度はバックラッシ約60arcminの条件に入ったことから、ここでは□28mmと小型でリーズナブルなTHギヤードタイプを選定しました。
αSTEP ARシリーズ ギヤードタイプは、トルク、サイズ、バックラッシなどでお選びいただくことができ、装置設計の自由度向上に貢献します。
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| バックラッシレス | ノンバックラッシ | ||
| THギヤード （平歯車機構） |
PSギヤード （遊星歯車機構） |
PNギヤード （遊星歯車機構） |
ハーモニックギヤード （ハーモニックドライブ®） |
| バックラッシ60arcmin | バックラッシ35arcmin | バックラッシ3arcmin | 0 |
＜□28mm※ DC電源入力ギヤードタイプのラインアップ＞
- ※ ハーモニックギヤードタイプは□30mm
- ハーモニックドライブRは、株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズの登録商標または商標です。
- 直交軸ギヤードタイプなどもラインアップしています。
搭載機器
全軸共通
αSTEP AZシリーズ・ARシリーズ
軸状態の監視と独自制御により装置のダウンタイムを削減
各軸の状態を確認するため、今回の装置では全軸をαSTEPで構成しています。αSTEPは“オープンループ制御”と“クローズドループ制御”の利点をハイブリッドした独自制御をおこなうモーターです。モーターの位置を常時監視し、位置決め完了時にはEND信号を出力します。
通常時は指令に同期してオープンループ制御で運転しますが、過負荷時には即座にクローズドループによる制御に切り替わり、位置の補正をおこないます。
また、連続した過負荷が加わった場合はアラームを出力するため、信頼性も高いモーターです。
経年的な摩擦の増加や意図しないパーツのひっかかりによる負荷の変化があった場合でも、装置のダウンタイムを減らし生産性向上に貢献します。
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安価なシステム構成で装置の状態をモニタ可能
設備を構成するモーターの状況を確認する場合、ステータス確認のため、ネットワーク環境が必要です。
今回の装置事例ではmodbus通信を使用することで、シンプルなシステムを構成しています。ネットワーク環境を構築するための専用接続ポートが安価なため、上位制御機器にかかる費用を抑え、安価なシステム構成を実現しています。 -
さまざまな制御ネットワークに対応
αSTEP AZシリーズ、ARシリーズは様々な制御ネットワークに対応しています。お客様のネットワークに合わせて、選択することが可能です。
搭載機器
αSTEP バッテリレス アブソリュートセンサ搭載 AZシリーズ
当社独自のクローズドループ制御を採用したαSTEPに、新開発のABZO（アブゾ）センサを搭載。アブソリュート方式の位置決めをバッテリ不要で可能にしました。先進の位置決めをお求めやすい価格で実現します。
製品選定段階から装置設計をサポート
モーターの選定をサポート
パソコンでモーターの選定がおこなえる「モーター選定ツール」をご用意しています。
また専任スタッフがお客様に代わって選定することも可能です。
詳細はリンク先をご参照ください。
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装置事例に関する資料をご用意
装置の仕様や外形寸法、動作パターンに関する資料をご用意しています。同様の装置を検討する際にご活用ください。
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PLCとの接続資料をご用意
PLCとの接続および簡単な動作までの流れを説明したセットアップマニュアルをご用意しています。立ち上げ時間の短縮にご活用ください。
〈対象メーカー〉
オムロン株式会社、株式会社キーエンス、株式会社日立産機システム、富士電機株式会社、三菱電機株式会社、株式会社安川電機、シーメンス株式会社
トラブルの際はサービスエンジニアが訪問
モーターに関する様々な疑問やトラブルに対し、お客様の現場にサービスエンジニアがお伺いし対応します。
またオンラインサポートもおこなっておりますので、お気軽にご利用ください。
関連コンテンツ
ロボットの内製を幅広くサポート
実際に制作した垂直多関節ロボットデモ機を元に製品選定のポイントと、ロボット内製を検討されている方に向けて関連サービスをご紹介します。
多品種パーツ供給装置
さまざまなサイズのパーツを、パーツフィーダのように1つずつ供給する装置です。指定されたパーツをストッカーからラック・ピニオン機構で切り出し、供給口まで搬送します。
ワーク処理装置
ワークへ自動で液体塗布をおこなう装置です。ワークを加工位置に合わせて昇降旋回ユニットで上昇旋回し、直交ロボット（ガントリユニット）でさまざまなサイズや形状のワーク処理をおこないます。
スカラロボット（水平多関節ロボット）
ワークのピック＆プレイスや工程間搬送を自動化させた内製（自作）スカラロボットです。従来、人の手作業で行っていた接着、計測、組み立てを自動化させたラインで使用しています。
4軸多関節ロボットアーム
AZシリーズを搭載したロボットアームです。平行リンク機構により手首軸を制御することなく先端を水平に保ちます。（オリムベクスタWEBサイトへリンクします。）