実点科技EtherCATプロトコルリモートI/Oの機械加工部品外観検査および測定における応用

近年、国の強力な支援のもと、「中国製造2025」戦略の実施は大きな成果を上げており、中国のスマート製造は急速に発展しています。機械製造分野では自動化技術によりデバイスを改造し、デバイスが自ら継続的に自動生産、加工、最適化などの工程を行えるようにしており、各業界のデジタル変革の成果は喜ばしいものとなっています。

自動化技術によるパワーアップを経て、伝統産業は高品質、高数量、作業効率向上などの面で質的な飛躍を遂げました。本稿では2Dカメラ、3D検測輪郭計の工業検査における2つの実際の事例を切り口として、実点科技のリモートI/Oが提供する優れたソリューションを詳しくご紹介するとともに、スマート製造の旗印のもとで活躍する実点科技の姿を示します。

実点科技リモートI/Oの2Dカメラシステムにおける応用

1、オムロンNX1P2 PLC制御による精密検査デバイス図

精密小型部品検査装置はハイクビジョンの工業用2Dカメラを採用しており、製品ごとの異なる視野や大きさに合わせて、サーボによりカメラを上下に位置決めすることで、さまざまな製品の検査に対応できます。

▲ 精密部品検査デバイス図

2、制御原理の説明およびシステムブロック図

検査デバイスはオムロンのNX1P2 PLCをEtherCAT マスタとして採用し、サーボを制御してハイクビジョンの2Dカメラを上下に移動させます。一方、製品の検出光電信号、サーボの上下限位および原点信号、周辺のボタンや表示灯の信号などのデジタル信号は、2台の実点科技EC4-1616AリモートI/Oユニットによって収集されます。

オムロンのFinsプロトコルによりハイクビジョンの2Dカメラと通信を行い、カメラに撮影動作をトリガします。生成された画像はカメラのアルゴリズム処理を経て、最終的なOKおよびNG信号をPLCに通知します。PLCがNG信号を受信した場合、実点科技EC4-1616AリモートI/Oユニットの出力信号により警報灯を駆動して警報表示を行います。

▲ PLCとリモートEC4-1616A

▲ 電気制御システムブロック図

実点科技リモートI/Oの3D輪郭計における応用

1、キーエンスKV-8000 PLC制御による3D輪郭計デバイス図

検査デバイスはKUKAロボットにより入庫物流から材料を取り出し、選択台に載せて検査を行います。検査完了後、ロボットが再度材料をつかんで回転ポジショナに移動させて検査を行い、最後にロボットが材料をつかんで出庫物流に載せます。

▲ KUKAロボットによる自動材料供給・排出

2、制御原理の説明

検査デバイスはキーエンスのKV-8000 PLCをEtherCAT マスタとして採用し、サーボを制御してキーエンスの3D輪郭計の前後および上下移動を実現します。一方、製品の検出光電信号、サーボの上下限位および原点信号、周辺のボタンや表示灯などの信号は、実点科技のEtherCAT プロトコルによるスライス型I/OユニットXB6-EC2002ST、XB6-3200A、XB6-0032Aによって収集されます。

PLCはEtherNet/IPプロトコルによりKUKAロボットと通信を行い、ロボットの材料取得要求および材料排出要求信号のやり取りを実現します。キーエンスの3D輪郭計はTCP/IPプロトコルによって工業用パソコンと通信を行い、PLCも同じプロトコルで上位機器と通信を行います。上位機器はPLCから送信されたスキャン信号を受信すると、命令制御により3D輪郭計を駆動してスキャンを行わせ、3D輪郭計のスキャンデータはリアルタイムで工業用パソコンにフィードバックされます。続いて画像データ処理を行い、実際の製品の測定データを取得した後、点群図を生成します。

▲ スライス型XB6-EC2002ST

3、キーエンスKV STUDIOプログラミングソフトウェアのコンフィグレーションおよびシステムブロック図

システムでは、キーエンスKV-8000 PLC本体にTCP/IPとEtherNet/IPプロトコルを統合したネットワークインタフェースが標準で搭載されており、EtherCATプロトコルによるモーションコントロールおよびリモートI/OはKV-XH16ECユニットにより実現されています。

▲ システム構成図

実点科技 EC4シリーズおよびXB6シリーズ製品紹介

実点科技の一体型I/OユニットEC4-1616Aとスライス型I/OユニットXB6-EC2002ST、XB6-3200A、XB6-0032Aは、以上の2つの事例でいずれも優れた性能を発揮しており、EC4シリーズおよびXB6シリーズの代表的な製品として、各業界で幅広く採用されています。

▲ 一体型EC4-1616A

▲ スライス型XB6-EC2002ST

▲ XB6-3200AとXB6-0032Aの配線図

実点科技のEC4シリーズ一体型I/Oユニットは、EtherCAT産業用イーサネットバスを採用し、製品構造がコンパクトで設置スペースを取らず、わずか102mm×72mm×25mmというサイズで、コンフィグレーションの柔軟性において随一の存在です。XB6シリーズのスライス型I/Oユニットは、バスカプラとI/Oユニットを組み合わせた設計構造が合理的かつ実用的で、通信バックプレーンにX-busバスを採用し、スキャンタイムは最大1msと、拡張性と伝送速度を兼ね備えたオールラウンダーです。

一体型であれスライス型であれ、実点科技のI/Oユニットはリアルタイム性が高く、ユニットの種類が豊富で、コンフィグレーションや診断が容易といった利点を備えており、お客様の高速データ収集、システムコンフィグレーションの最適化、現場配線の簡素化、システム信頼性の向上などに幅広い選択肢と確かな保証を提供し、各業界において「専門性が価値を生む」という評判の事例を積み重ねています。