装置の制御構成

 今回は村山が紹介する自動機等、装置の制御構成についてです。

 お客様の要望を具現化するにあたり大まかな構成はメカ設計者と一緒の
 検討となりますが、メカ体構成が決定すると制御構成の検討となります。

 実現可能なものなのか、事前確認テストおよび試験の必要性の判断も大切
 です。

 信頼性があり単純な制御構成が最良と思います。
 しかし今ではコントローラ(CPU組み込み) + ソフト対応が当たり前のよう
 に前提となっています。

 コントローラもPC, PLC等に代表されるものから汎用ロボットや専用
 ユニットのコントローラ、製作品に到るまで何等かのソフトを組み込んで
 動作するものが大方です。

 後々の仕様追加や変更等を考慮するとソフト組み込みのコントローラ選択
 が大半を占めてしまいます。

 またコントローラも最適なものを見つけだし利用することが重要ですが
 全てを把握確認することは不可能なので、ある程度のめどをつけるための
 知識は必要です。

 未確認部分については事前テスト等で確認し明確にしておく必要もあり
 ます。制御構成の大部分はコントローラとソフト対応で決まるように思い
 ますが、その他の制御機器の選択および構成も重要です。

 特に安全規格、輸出、個別装置規格等に対応する場合は端子台、コネクタ、
 電線、ダクト等の小物から使い方を含めた仕様の考慮が不可欠です。
 規格未対応のコントローラであれば周辺機器で補ってやらなければなりま
 せん。どちらかと言えばコントローラの方が種々の規格に対応している物
 が多いため選択が楽かも知れません。

 弊社では全てを考慮したうえで最適な構成が可能なように努めています。
 弊社は主に受注生産の形態をとっており、また人員も限られているため
 量産には限界がありますが新規開発から少数の生産であればお役に立てる
 と思います。





いちご選果機

守本が紹介するいちご選果機です。

 この7月半ばから稼働を開始したいちご選果機は会社の近く、車で3分の
 ハウスの中で毎日順調に働いています。

 この選果機は、コンベヤで運ばれるトレイに乗ったいちごの重さを連続的
 に測り、重さで7段階に分けるものです。

 特徴は、空いているトレイであればどこでいちごを載せても良いことです。
 一人で作業するときに自分の側に5か所の選果シュートがあるので機械の
 反対側に回らなくても、横移動するだけで選果されたものを箱詰めできる
 ことです。

 全長2100mm、奥行き600mm、トレイの設置高さ1100mm、
 トレイの数 28個、AC100V60Wのモーター駆動です。

 トマトやピーマンしいたけなど200~300g程度のものまで測れます
 ので来年には商品化しカタログを作って販売する予定でいます。

大型自動ライン装置制御ソフトウェア

 今回は望月が紹介する大型自動ライン装置制御ソフトウェアです。

 I/O点数が数千点にもなるようなシステムの場合、これをシーケンサーで
 制御しようとなるとI/O毎の動作シーケンスをいちいち定義する必要が
 あり非常に大変です。

 コピー&ペーストなどでそれらの手間をいくらか削減できる場合もあり
 ますが、コピー元でなんらかのバグや、動作変更が発生した場合、その
 箇所を全てのコピー先箇所で修正する必要が出てきます。

 その過程で修正ミスの形で新たな不具合が発生するかもしれません。
 そうなると動作確認してもどこが原因なのか特定が困難になります。

 プログラミングの分野では、オブジェクト指向という考え方があります。
 ざっくりと説明すると、なんらかのまとまった機能に対して、データ部分
 と操作部分を別々に定義しておく手法です。

 これを用いる事で似通った機能のオブジェクトの実際のI/Oの箇所は
 別定義にして、操作部分だけをロジックとしてプログラミングし、
 機能部分だけを一つのリソースから使いまわすので、どこか一箇所だけ
 動作がおかしいような場合はI/O定義が間違っているか、物理的、電気的
 におかしいと原因を特定できます。

 この手法を用いた装置の実績として、前の装置と動作シーケンス自体は
 8割変わらないが、I/O配置は大きく異なる装置を10台以上作成しており
 ます。

 装置の規模の割にはソフトウェアの作成とデバッグ期間を随分短く行えて
 いると自負しております。
 

イチゴ選果機

 イチゴの選果機を開発しました。
 毎時5000個の速さで設定された7段階の重さにイチゴを選別します。

 回転寿司のターンテーブルのようなものにイチゴを1つずつ載せます。
 ターンテーブルの途中にある重量計で重さを計り7段階に判定します。
 その後イチゴは選別されたトレー部でターンテーブルから落とされます。

 重量での選別ですので他の作物にも応用できます。

 弊社近隣のハウスで実稼働試験中です。
 詳細は後日ホームページで公開します。 
 

産業機械の安全

 村山が紹介する産業機械の安全です。

 通常、自動機を製作する場合、要求機能を満たすため機能実現に注力する
 と思いますが検証機(テスト機)は別として既に出来上がった装置に対して
 安全策を施す方法だとコスト面で非常に不利となりえます。

 したがって初期段階から安全を考慮した設計を進めなければなりません。

 安全に対する考え方として故障モードが安全側となるフェイルセーフの
 設計思想を取り入れたり、停止しては重大な事故等が発生する可能性の
 ある場合は安全を確保できる状態まで動作を続けられるようなフォールト
 トレラントの考え方にしたがった設計を心がけてきました。

 国内の安全に対する考え方はオペレータへの安全教育により確保されて
 きたように思います。しかし10数年前から国際規格との整合性を取るよう
 JIS規格も大きく変更されています。

 欧米の安全に対する考え方は『人は間違いを起こす』『機械は壊れる』が
 前提です。


 今後、装置の安全対策としてはリスク査定を行いリスクの評価からリスク
 低減策を考える方法となっていくと思います。
 (この辺の作業が最も難しい)

 リスクの評価については指標化されたカテゴリーまたはパフォーマンス
 レベル等の分けかたもなされています。

 また客先からの要求に答えなければならない場合もあると思いますが、
 ただむやみに安全策を施してもコスト面との兼ね合いで実現できなく
 なってしまいます。


 要求機能を満たすのはもちろんですがカバー、柵等の物理的な保護および
 人間工学に基ずく形状設計は基本として考慮されなければなりません。
 メカ体だけでなく操作スイッチ、表示器等装置全体を見なければなりませ
 ん。


 EMC(電磁波の発生強度、耐性強度等の規制)に関しても一部法律で規制
 されているため特に輸出機器では対応が必須となります。
 国内で余り重視されないのが個人的には気になります。


 パワーの発生源(危険源)となるモータ等に関してはハード、ソフト的に
 規格化された機器の使用および回路構成が推奨されます。
 また分野別安全規格も存在するのでそれに従うことも重要です。


 装置の安全対策に加え、装置内の稼働状態をデータとして取得し故障の
 事前予測を行うことも既に実施されています。

 具体的な方策は個々の装置で検証が必要です。
 
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