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ボディインホワイト（BIW）溶接設備は、自動車車体製造工程における中核設備です。治具の信号点数は多く分散しており、溶接時に発生するスパッタや粉塵が現場機器に直接作用するため、I/Oの配置方式は現場レイアウトと長期運転に影響を与える重要な要素となります。今回の事例では、BIW溶接設備を対象に、sDot製IO-Linkシリーズ製品の適用事例を紹介します。
今回の事例で使用したsDot製製品
（PROFINETプロトコルIO-Linkマスタ、8×Class-Aインターフェース、IP67）
（IO-Link Hub、16チャネルデジタル入力、ソースタイプ（PNP）、IP67）
（IO-Link Hub、16チャネルデジタル出力、ソースタイプ（PNP）、IP67）
（IO-Link Hub、16チャネル設定可入力/出力、ソースタイプ（PNP）、IP67）
一、設備概要
BIW溶接設備はBIW構成部品の溶接成形に使用され、複数の溶接ロボット、溶接治具、搬送ユニットで構成されます。主な作業フローは以下のとおりです。
工程 | 動作説明 |
①構成品の投入 | 白ボデー構成品が搬送または吊り上げ方式によりステーションに進入し、仮位置決めが完了します |
②クランプ位置決め | 治具のシリンダが動作し、構成品を溶接位置に固定します |
③ロボット溶接 | 溶接ロボットが溶接打点位置に位置合わせし、スポット溶接作業を完了します |
④状態監視 | 治具のクランプ完了と溶接完了の状態を監視します |
⑤解放と搬送 | 治具を解放し、構成品を次のステーションへ搬送します |
二、sDot製ソリューション
この生産ラインには溶接治具が多数存在します。これらの信号を一箇所の制御盤に集中配線すると、現場の配線が増加し、しかもロボットの作業エリアを横断して敷設する必要があるため、敷設とトラブルシューティングの負担が増大します。本ソリューションでは、sDot製IO-Linkマスタとスレーブ局で分散型I/Oユニットを構成します。マスタとスレーブ局はいずれもIP67保護構造です。
三、システム構成
制御層：
シーメンスS7-1500 PLCをコントローラとして、溶接ロボットと治具動作のシーケンス制御を担当します。
ネットワーク層：
IO-LinkマスタはPROFINETを介してPLCに接続され、1本のバスで複数局の分散配置をサポートします。マスタとスレーブ局間は標準ケーブルで接続され、ネットワーク構成が明確です。
フィールド層：
この生産ラインにはIO-Linkマスタが100セット余り、スレーブ局が400セット余り配置されています。マスタとスレーブ局は溶接ロボットの架台下部、PVCカバー内部に取り付けられ、各マスタの配下に6～8台のスレーブ局が接続され、一部は冗長予備として配線せずに確保されています。スレーブ局の入力チャネルは治具の位置決め信号を収集し、出力チャンネルはクランプシリンダの電磁弁を駆動します。
四、適用効果
項目 | 適用効果 |
配線の最適化 | 長距離分岐線の本数が減少し、組立および配線チェックの作業量が低減します。 溶接エリアに露出する配線長はそれに応じて短縮する |
現場適応性 | IP67保護構造により、スパッタや粉塵から保護できます |
保守が容易 | リモートでのパラメータ設定と状態診断をサポートし、着脱式コネクタにより交換が容易 |
五、sDot製IO-Linkシリーズ製品
sDot製IO-Link IOL7Aシリーズ製品はEtherCAT、PROFINETなどの通信プロトコルに適合し、金属筐体を採用、IP67保護構造を備え、挿抜式接続、診断オプション、耐衝撃、耐振動などの特長を有し、自動車製造、物流などの産業分野で広く使用され、機器の迅速な接続、データの高効率伝送、システムのインテリジェント管理を実現します。
