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リチウム電池生産では、物料の流れの連続性と制御性が重視されます。物流ラインは各工程間で物料の搬送と仕分けを担い、その運転安定性は生産ラインのタクトと物料の流れの効率に直接影響します。IO-Linkは、こうした機器の自動化制御における主流の選択肢となりつつあります。本記事では、リチウム電池自動化物流ラインを対象に、sDot製IOL7AシリーズIO-Link製品の適用事例を紹介します。
本記事で使用するsDot製製品
IOL7AシリーズIO-Linkマスタ
IOL7Aシリーズ デジタルハブ
機器の概要
リチウム電池自動化物流ラインは、リチウム電池生産工程における物料の搬送と流れに使用され、搬送、バッファ、仕分けなどのユニットで構成されます。物料は供給工程を経て搬送ラインに投入され、ラインに沿って流れ、位置決めと仕分けが行われた後、目標とする機器の機台へ搬送されます。主な作業フローは次のとおりです。
工程 | 動作説明 |
①投入 | 物料は投入位置からコンベヤラインへ進入します |
②搬送流通 | 物料はコンベヤラインに沿って各ステーションへ搬送されます |
③位置決め・仕分け | 物料はステーションで位置決めされ、パスに従って分流されます |
④機器接続 | 物料は対象機器の機台へ搬送されます |
⑤排出出力 | 搬送を完了した物料は下流へ出力されます |
sDot製ソリューション
物流ラインには搬送方向に沿って複数の工位が配置され、位置検出、操作制御、実行動作の制御点は各工位に分散し、入力と出力の比率は物料の仕様や工程配置に応じて調整されます。制御点を電櫃に集中配置すると、信号線をライン各工位から電櫃まで長距離にわたって引き回す必要があり、ケーブル本数が多く配線が複雑になります。また、運転中の点数の変更や故障の調査時には、電櫃側に戻って1点ずつ確認する必要があります。
本ソリューションでは、IOL7AシリーズIO-Linkマスタとデジタルハブを組み合わせます。ハブのチャネルは入出力方向を必要に応じて設定でき、1台のハブでさまざまな点数構成に対応できるため、同一型式で各工位の点数と方向の違いに対応できます。マスタとハブは工位に分散して配置し、収集と実行は機器側で行います。
ソリューション構成
制御層：
オムロンPLCをコントローラとして、物流ラインの搬送と仕分けのロジック制御を担います。
ネットワーク層：
IOL7A-EC01B-8AマスタはEtherCATでPLCに接続し、1台のマスタで8つのIO-Linkポートを提供します。各ポートにはハブを接続し、ネットワークは搬送ラインに沿って分散配置します。
フィールド層：
IOL7A-EC01B-8AマスタとIOL7A-16CA-M12ハブを搬送ライン上に取り付けます。マスタは200台、ハブは1000台で、各マスタには5～6台のハブを接続します。ハブの各チャネルにはフィールド機器を接続します。入力側には光電スイッチ、近接スイッチなどの検出機器を接続し、物料の有無、工位への到達、機構の位置信号を収集します。操作ボタンも入力チャネルに接続し、人の操作指令を収集します。出力側には電磁弁を接続し、阻止機構とシリンダの動作を駆動します。ポートはプロジェクトの要求に応じて余裕を確保します。
適用効果
項目 | 適用効果 |
保守性 | ノードの配置が明確で、故障箇所を直接特定でき、保守時に電柜側へ戻って一つずつ確認する必要がありません |
配線の簡素化 | 現場信号をステーション側で接続するため、盤内の配線量が削減されます |
接続の容易性 | 下流機器に直接接続でき、工位拡張時に点数を追加しても集中配線の変更は不要です |
sDot製IOL7AシリーズIO-Link製品
IOL7AシリーズIO-Linkマスタ：IOL7A-EC01B-8Aは8個のIO-Linkポートを備え、EtherCAT通信、金属筐体、IP67保護構造に対応し、1台のマスタ局に最大8台のIO-Link機器を接続できます。
IOL7Aシリーズデジタルハブ：IOL7A-16CA-M12は16チャネルのデジタル入出力を備え、チャネル方向は設定可で、入力反転、出力フェールセーフなどのパラメータ設定をサポートし、IP67保護構造に対応します。
