実点科技 C3 バルブマニホールドの自動車リベット組み立て検査ラインにおける応用

複数台のロボットが協調作業を行う自動車リベット組立検査ラインでは、工程位置の分散、配線の複雑化、高い空圧応答要求が一般的な制御課題となっています。本稿では、実点科技のC3バルブマニホールドがこのようなライン上で実際に応用された事例を紹介します——I/Oユニットとバルブマニホールドを工程位置の近くに配置することで、配線を簡略化し、空圧応答速度を向上させました。

今回の事例で使用した実点科技製品

XBF4-PN04

（分散型PROFINETカプラ）

XBF5A-1616B

（デジタル信号16チャネル入力 シンクタイプ(NPN)/ソースタイプ(PNP)互換、16チャネル出力 ソースタイプ（PNP））

XBF5A-0032B

（デジタル信号32チャネル出力 ソースタイプ（PNP））

C3バルブマニホールドに実点科技独自の電磁弁を搭載

一、設備と工程

自動車リベット組立検査ラインは、自動車部品製造における組立と品質検査を一体化した重要な工程です。ライン全体は自動上料ユニット、多工程位置ターンテーブル、搬送システム、空圧/サーボリベット締結ユニット、オンライン検査ユニット、自動仕分け機構で構成され、ワークの位置決めから品質判定までの全工程作業を完了できます。

ライン全体の工程は主に以下の4つの工程をカバーしています。

二、I/O通信の課題

この自動車リベット組立検査ラインは、複数のデバイスが連携してリベット締結、組立、検査の各工程を実行し、全体としてライン式レイアウトとなっています。自動化制御の面では、主に3つの課題に直面しています。

課題1：工程が分散しており、信号配線が複雑

産業用ロボット、センサ、アクチュエータがライン沿いに分散配置されています。従来のI/Oユニットは主制御盤から末端まで配線する必要があり、ケーブルが長く煩雑になり、取付・メンテナンスが困難です。また、長距離配線は空圧応答性を低下させ、ハード配線がラインの後の拡張も制約します。

課題2：空圧アクチュエータの応答要求が高い

生産工程では、バルブマニホールドは設備動作の同期性と一貫性を確保するため、迅速な切替が求められます。信号の遅延やジッタは、ワークの位置ずれやリベット締結品質の不良を招き、製品の歩留まりに影響を及ぼす恐れがあります。

課題3：現場環境が複雑で、保護等級の要求が高い。

バルブマニホールドは工程の近くに設置する必要があり、スペースが限られているため、保護等級の要求があります。同時に、設備の振動がバルブマニホールドの通信の長期安定動作に影響を及ぼします。

三、実点科技C3バルブマニホールドソリューション

本ソリューションでは、実点科技のC3分散型バルブマニホールドを採用し、分散型I/Oユニットと組み合わせて、PROFINETバス経由でシーメンスS7-1500 PLCに接続します。

制御層：

シーメンスS7-1500 PLCがコアコントローラとして、ライン全体のロジックスケジューリング、データ処理、およびロボットコントローラとの信号のやり取りを担います。

情報層：

実点科技の分散型I/OユニットとC3バルブマニホールドを組み合わせて配置し、各工程のノードに分散設置することで、信号ケーブル長を効果的に短縮し、全体の配線構造を簡素化します。

実行層：

工程のエア供給箇所にC3分散型バルブマニホールドを配置し、分散型I/Oユニットを通じて制御指令を受信し、空圧クランプ、リベット締結用シリンダ、エアブロー洗浄などのアクチュエータを直接駆動することで、空圧ユニットの近接集中制御を実現します。

四、実点科技C3バルブマニホールド

実点科技のC3バルブマニホールドは最大24位のダブルソレノイド電磁弁構成に対応し、保護等級IP65です。自社ブランドの電磁弁を採用し、寿命は5000万回以上、低消費電力設計で、オンラインファームウェアアップグレードにも対応しています。自動車製造、3C電子、リチウム電池など高い要求が求められる場面で広く活用されています。