sDot製IO-LinkバスI/Oのリチウム電池包膜テスト機への適用

リチウム電池産線において、包膜テスト機はPACK組立前の最後の絶縁防衛線です。一旦貼膜に気泡、しわ、または寸法公差外れが発生すると、軽度では良率低下や手直し増加、重度では不良セルがモジュール積層工程に流入し、安全上の隐患を埋め込みます。電池メーカにとって、この工程の良率安定性と故障停止時間は、産線の総合コストに直結します。

本案例はsDot製IO-LinkバスI/Oの包膜テスト機への適用事例であり、I/O通信の面でいかに工程精度と良率を安定させるか、機器に問題が発生した際にいかに保守を支援して停止損失を最小限に抑えるかを重点的に紹介します。

今回の案例で使用するIP67 IO-LinkバスI/O製品

IOL7A-EC01B-8A

（IO-Linkマスタ、EtherCATプロトコル）

IOL7A-16CB-M12

（IO-Link HUB、16チャネルデジタル設定可、ソースタイプ（PNP））

IOL7A-A8C-M12

（IO-Link HUB、8チャネル電圧/電流入出力兼容）

一、機器と工程

包膜テスト機はリチウム電池産線における絶縁保護専用機器であり、コア機能はアルミ筐体セルに絶縁マイラフィルムを自動で被覆し、上部絶縁シートを貼合し、オンラインで絶縁耐圧検査と寸法測定を完了することです。

機器の工程フローは五つの連続工程をカバーします——

二、I/O通信の特長

産線保守の観点では、機器の自動制御には避けて通れない二つの課題があり、それぞれ「良率」と「停止」という二つの重要点に対応しています。

課題1：包膜と検査精度が直接歩留まりを左右するため、信号伝送速度を確保する必要がある

フィルム材の巻出し張力は貼膜の平坦度と折り返し品質に直接影響し、寸法測定データは良品判定を左右します。いずれも収集精度とリアルタイム性が求められる連続アナログ信号であり、信号の遅延や干渉が発生すると、貼膜の気泡、しわ、寸法公差外れなどの不良率が上昇する可能性があります。システムは高タクト運転下でも、アナログ信号の安定した収集と正確な出力を継続的に確保する必要があります。

課題2：デジタル信号とアナログ信号が混在し、故障特定が遅く保守コストが高い

5つの工程ステーションには、セル位置決め、フィルム材の到達、シリンダ動作、吸着パッドの負圧、検査プローブの昇降、不良品排出など、多数のデジタル信号が密集しています。同時に、フィルム材の巻出し張力、蛇行補正精度、比例弁の圧力、寸法測定値などの連続アナログ信号は高い要求精度が求められます。信号異常が発生すると、配線ごと・ポイントごとに確認する必要があり、停止時間が長く保守のハードルも高くなります。

三、sDot製IO-LinkバスI/Oソリューション

上記の課題に対し、sDot製IO-LinkバスI/Oを採用し、EtherCATバスでオムロンNX502-1600 PLCに接続します。

マスタ局層：

IOL7A-EC01B-8AはEtherCATを介してNX502-1600と直接接続し、IO-Link通信の集約と転送を担い、リアルタイム状態診断とリモートパラメータ設定をサポートします。

デジタルスレーブ局：

各工程ステーションにIOL7A-16CB-M12を近接配置し、16チャネル設定可のDI/DOで近接スイッチ、光電センサ、電磁弁などの機器を統合接続し、投入から排出までの全てのデジタル信号収集と実行制御をカバーします。

アナログスレーブ局：

フィルム材の巻出しと寸法測定ステーションにIOL7A-A8C-M12を配置し、8チャネルの電圧/電流入力出力互換で、張力センサと寸法検査システムのデータを収集します。同時に、アナログ出力調整指令で比例弁と蛇行補正アクチュエータを駆動し、張力と貼合精度の閉ループ制御を実現します。

四、sDot製IO-LinkバスI/O

sDot製IO-LinkバスI/Oは現在、IP67とIP20の2種類の保護等級製品を提供しています。IP67対応型番はIOL7A（金属筐体）とIOL7B（樹脂筐体）、IP20対応型番はIOL5で、防塵カバーのオプション選択が可能です。

製品形態は多様で、現場の工况に応じて柔軟に選択できます。EtherCAT、PROFINETなどの主要な通信プロトコルに適合し、デジタル、アナログなど多種類の信号収集ソリューションを提供し、リチウム電池、3C、自動車製造などの高要求な産業シーンで広く使用されています。