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このサイトではテクノロジーサービスのメールマガジンで紹介した仕事例や商品・サービスをまとめています。


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負荷制御耐久試験装置

 柴田が負荷制御耐久試験装置についてお伝えします。

 モータなどの回転型アクチュエータを試験する装置です。
 通常はパウダーブレーキで負荷を制御しますが、製作した装置ではDDモータ
 を使用しました。


 [試験対象アクチュエータ] <-> [トルクメータ] <-> [DDモータ]


 トルクメータからのフィードバックを使いDDモータで任意のトルク(負荷)
 が試験対象に加わるように制御します。


 パウダーブレーキを使う場合と比較して以下の利点があります。

 ■高速応答
   トルクを高速に制御できるので、任意の負荷トルク波形を試験対象
   に加えることができます。

 ■停止時でもトルクを加えられる。
   停止時や低速時でも安定して負荷を加えることができます。

 ■電力を回生できる。
   パウダーブレーキでは負荷エネルギーを熱に変換しますが、DDモータ
   では電力として回収できます。ドライバに回生機能がついていれば、
   熱を発することなく電力を電源に戻すことができます。


 今回の装置ではお客様の要求するトルク波形がけっこう複雑な波形でしたが、
 ほぼご要求通りにトルク負荷を加えられる装置が出来上がりました。




回転速度計測

 村山が回転速度計測についてお伝えします。

 エンコーダ等の出力パルスを取得し、モータの回転速度を求めますが、比較
 的低速で複数の回転速度の計測を廉価に構成する方法がないか実施してみま
 した。

 専用基板を製作する方法もありますが、初期費用やネットワーク接続を前提
 に考えると既製品の利用も選択肢の一つです。
 F/V変換器や回転計は高機能ですが結構な価格となってしまいます。

 そこでPLCの利用を考えました。
 ほとんどのPLCはパルス入力(カウンタ)機能を持っています。(2~4ch程度)
 この機能を使用し複数のパルスを計測後、演算により回転数を求めます。

 精度をより良く計測するためには最適なサンプリング周期の選択と高い周波
 数に対しては一定時間内に発生したパルス数を計測するダイレクト方式、低
 い周波数に対しては周期を計測するレシプロカル方式をとることが一般的で
 す。またその切換点を適切にすることも必要です。

 ただし、前述の方法はPLCの入力応答周波数に依存するため、それ以上の周
 波数には対応できません。





図面

 守本(裕)が「図面」についてお伝えします。


 製品を作る上で図面は必要不可欠なものです。
 外観図、実装図、加工図、配線図、等々。
 
 文章だけの説明より図があった方が理解しやすいと思います。
 やはり形を目で見てイメージできることは大きなメリットです。
 
 
 そんな重要な要素である図面を描くときに意識することは

 『製作者以外の人間が見ても理解できる』

 これに尽きます。
 
 
 図面製作中は常に他人が見ても理解できるか考えます。
 これは自分の理解を深めることにも繋がる重要なことです。
 自分で理解できない図面が他人に理解できるはずはないのです。
 
 ただ、最初から完璧な図面ができるわけではありません。
 急な仕様変更、記入漏れや記入ミス、修正をする機会はたびたびあります。
 そういった変更点を図面に反映させることを忘れてはいけません。

 「自分が覚えていればいいや」という考えは非常に危険です。
 その時は覚えていたとしても、ずっと覚えていられるということはありません。
 何より、図面にないことを他人が理解できるはすがないですよね。
 必ず記録に残しておきましょう。
 
 図面は製作者本人だけが見るわけではありません。
 誰でも理解できるように、と意識を持つだけでいいのです。




リレーショナルデータベースを利用した品質管理アプリケーション


 望月がリレーショナルデータベースを利用した品質管理アプリケーション
 についてお伝えします。

 最近の案件で、複数装置の測定結果を自動収集した上で正規分布化し、
 日替わりでグラフ表示するというアプリケーションを作成しました。


 一日で数百件、年間で数万件以上に及ぶ測定データを管理するにはCSV
 ファイルなどへの保存では少々大きすぎます。
 
 また、収集対象がローカルの装置ではなく、複数台にわたる測定装置の
 場合、データアクセスの取り合いが難しい問題となります。

 こういったケースで有効なのがデータベースです。


 さらに、リレーショナルデータベースであれば複数データ間では共通と
 なるような情報、例えば別の日に測定したそれぞれの結果に対して
 測定条件は同じなどの場合、測定結果そのものと測定条件を別テーブル
 で管理し、それぞれのテーブルを固有IDで関連付ける事でデータ容量の
 削減やアクセス時間の短縮にもなります。

 測定装置として単純な測定結果の規格値に対する合否はもとより、昨今
 では品質管理の観点から測定結果の日々の傾向から製造ラインの異常を
 事前に判断するような必要があり、今後このような形のアプリケーション
 の要求は増加するものと思います。

 また、こういったシステムであれば、合格品ではあるが潜在的な不具合
 をもつ2次不合格品を出荷前に検出できる事があります。

 これは現状では単なる正規分布による判断ですが、膨大な収集データを
 生かし、将来的にはマシンラーニング手法による判定等も視野に入れる事
 が可能かと思います。

 今回作成したアプリケーションでは、測定装置の各クライアント側には特に
 データベースの導入を行なわず、サーバー側がネットワーク経由で測定
 データを収集し、データベースに保存する構成をとっております。

 この形であれば、既存の装置であってもネットワーク接続された環境で
 あれば、データサーバ側が勝手にデータ収集し、各データフォーマットを
 理解してデータベースに落とし込ませる事で測定結果のデータベース化が
 可能となります。




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