リニアモーションテクノロジー
安定したプロセスを実現：スマートサーボプレス
BSHグループ(ドイツ)は、洗濯機の製造工程において品質に重要なプレス加工と接合加工を標準化しています。どのように実現しているのでしょう。スマートファンクションキットプレス用メカトロニクスサブシステムを使用しています。その結果、エンジニアリング、統合、品質管理に必要な時間を最小限に抑えながら、柔軟性、安定性、透明性が向上します。
BSH(ドイツ)のランドリーケア産業工学チームに所属するマクシミリアン・アスムート氏にとって、新たに導入された電気機械式サーボプレスのスマートファンクションキットプレスは、従来の空圧式ソリューションに対して多くの優位性を持っている、と話します。これらは高精度なプロセスを実現し、エネルギーを節約し、品質保証とさらなるプロセス最適化のための信頼性の高い基盤を提供します。その理由は、電気機械式サーボプレスは、電気的に発生したトルクを、電気機械式シリンダーEMCのねじ駆動を介して直接運動に変換し、それを細かく制御し、センサーとソフトウェアを使ってプロセスデータを正確に取得するためです。BSHは、これらの利点を活かして、グローバル生産ネットワークのプロセスをより経済的にしています。
スマートファンクションキットプレスを使用することで、品質に関連する組立工程を、安定的、効率的、かつ透明性の高い方法で実現できます。同時に製造の柔軟性と生産性を向上させます。
マクシミリアン・アスムート
BSHランドリーケア産業工学チーム
電気機械式プレスへの切り替え
国際標準化プロジェクトは、最初のスマートファンクションキットプレスがスペイン、サラゴサ近郊のラ・カルトゥハにある工場に投入されたことが始まりです。メカトロニクスソリューションは、フォースセンサー付き電気機械式シリンダー、サーボドライブ付きサーボモーター、およびオペレーティングソフトウェアがプリインストールされた産業用PCで構成されています。洗濯機の製造では、ドラムシャフトと洗濯機内の水を保持する水容器の間に重要なシールを確実に固定するために、スマートサーボプレスが使用されています。事前に組み立てられた完全なパッケージと十分な準備のおかげで、プロジェクトはすぐに成功しました。試運転を含めてわずか3日間で、プレスフィット技術とソフトウェアおよびサービスの組み合わせが安定し、稼働を開始しました。
BSH 初のスマートファンクションキットプレスは、2021年にサラゴサ近郊のLa Cartuja工場で稼働を開始しました。現在、世界中で20台以上のサーボプレスが稼働しています。（写真出典：BSHグループ）
サーボプレスを使用した電動化戦略
現在、La Cartuja工場は主に、ボッシュ、シーメンス、ガゲナウ、ネフなどの有名ブランド向けの家電製品を製造しています。約400人の社員を擁するスペインの拠点は、約60,000人の社員を擁する37の工場からなるグローバル生産ネットワークの一部です。スマートファンクションキットプレスは、ボッシュ レックスロスのグローバルな事業展開と同様に、プロセス標準化において重要な役割を果たしています。「評価段階を経てスマートファンクションキットが最も適しており、コスト効率に優れたソリューションであることがわかりました。製品の使いやすさは、技術サポートを利用できない夜勤時に特に実用的です」 とBSH社のプロセス・エンジニア、デビッド・オチョア氏は説明します。
エンジニアリング・オペレーションを迅速に進化
スマートファンクションキットプレスは、現場での試運転前の貴重なエンジニアリング時間を節約できます。ボッシュ レックスロスのインテリジェントなeツールを使用すると、メカトロニクスサブシステムをデジタルで設計・構成し、数分でレックスロス ショップから注文することができます(一部の国のみ対応)。サーボプレスが1つのパッケージで事前に組み立てられた状態で納品され、ブラウザベースのオペレーティングソフトウェアのウィザードが、試運転プロセスを順を追ってガイドします。プロセス定義はグラフィカルに配置されたモジュールを使用して視覚的に行われ、準備された機能ブロックによりパラメータ付きライン統合も迅速に完了します。結果とプロセスデータはダッシュボードで直接視覚化し、さまざまなインターフェイスを介してさまざまなシステムに転送可能です。
スマートファンクションキットプレスにより、エンジニアリングからオペレーション段階への移行時間が節約できます。設計・構成・発注は完全にデジタル化されており、あらかじめインストールされたオペレーティングソフトウェアにより、試運転やプロセス定義、ライン統合の作業負荷が軽減されます。（写真出典：ボッシュ レックスロス）
メカニカルストップなしの直接位置決め
スマートファンクションキットプレスは、2～70 kNの力の範囲で提供されており、3つの代表的な用途(位置合わせ、力合わせ、力合わせと保持)に対応しています。シールは、La CartujaにあるBSH工場で所定の位置に接合されます。この目的で、まずベアリングハウジングに押し込みます。ワイパーシールが軸に供給されると、プレスは短いサイクルタイムで製品固有の所定の位置に移動します。
RFIDによって新しい異形が検出された場合、ライン制御は経路や力、許容誤差などの関連パラメータをサーボプレスに自動的に転送します。「プロセスのデジタル制御のおかげで、部品の変更に非常に迅速に対応できます」とオチョア氏は説明します。「圧痕の深さの再現性が明らかに向上しました。空圧式位置決めとは異なり、機械式ストッパーは不要です。
透明性の高い製造
一貫した力と経路の検出により、誤って取り付けられたシールを即座に識別し、これを不良メッセージとしてブラウザベースのオペレーティングソフトウェアを経由ステーションに直接表示します。品質データはさまざまなインターフェイス経由で転送できます。BSHのアプリケーションは、TCP/IP経由でスマートファンクションキットに接続されています。さらに、プロセスデータはJSONファイルとしてBSHクラウドサーバーにも転送されます。「プロセスの透明性が向上したおかげで、品質を継続的に監視し、プロセスを絶えず改善し、潜在的なエラーをより迅速に排除できるようになりました」とアスムート氏は話します。「とりわけ、設計や部品自体に関連して、プロセスの正確な許容範囲を定義するためのトレンド分析を作成しています。」
グローバル生産のための優れたエネルギー効率の標準化
BSHはこの成功を収めたコンセプトをポーランド、ドイツ、トルコ、インド、中国の他の拠点にも拡大しました。3年以内に21台のスマートファンクションキットプレスが稼働開始しました。新しいステーションには多くの場合、2つ目のスマートファンクションキットプレスが設置されています。これはコンポーネントを下から正確にゼロ位置まで移動させ、上部のサーボプレスがさらに正確に動作するようにします。
従来の空圧式ソリューションと比較すると、電気式コンセプトは持続可能性の面でも優れています。「組み立て作業や工程の電動化を順次進めることで、残りの空圧システムを徐々に置き換えていけます。コンプレッサがオフになると、ラインのエネルギー効率が急激に改善されます」とアスムート氏は話します。
技術転換の成功
エレクトロメカニクスへの技術転換は、BSH社にとって完全な成功です。スマートファンクションキットプレスは99%以上の部品が問題なく動作し、最初から信頼性の高い動作を継続しています」とLa Cartuja工場のオチョア氏は報告しています。また、マクシミリアン・アスムート氏も、メカトロニクスによる総合的なパッケージに非常に満足しています。ボッシュ レックスロスの革新的なソリューションアプローチで、当社は将来にわたって重要なプレスおよび接合タスクを世界規模で標準化することができました。ソリューションパートナーも改善提案にオープンだった点が気に入りました。そのうちのいくつかは、早速次のソフトウェアアップデートで実装されました。お客様と密接に連携することで、プロジェクトの相乗効果も大きく高まります。」
執筆者： ジモーネ・エンゲル
役職： ボッシュ レックスロスAG スマートファンクションキットプレス担当 プロダクトマネージャー