SR-M025 生産ライン製品仕分けトレーニングおよび評価機器メカトロニクストレーナー教育機器職業訓練機器I. 生産ライン物品仕分け訓練・評価装置の理解
1. 装置の基本構成
生産ライン物品仕分け訓練・評価装置は、供給組立処理装置、ハンドリング装置、および訓練台に設置された仕分け装置の3つのユニットで構成されています。
各作業ユニットは独立したシステムとメカトロニクスシステムの両方にすることができます。各ユニットのアクチュエータは主に空気圧アクチュエータですが、搬送ユニットのマニピュレータ装置全体の動作はサーボモータによって駆動され、精密に位置決めされます。駆動システムはロングストロークと多点位置決めを特徴とし、典型的な1次元位置制御システムです。仕分けユニットのコンベアベルト駆動には、一般的なインバータ駆動の交流伝動装置を採用し、三相非同期モータを駆動します。
本装置は、各種センサーを用いて、物体の移動位置、通過物体の状態、色や材質などを検知します。制御面では、moubustcp PLCネットワーク制御ソリューションを採用しています。つまり、各作業ユニットはPLCによって制御され、各PLCはmoubustcp通信を介して相互接続され、分散制御を実現します。また、moubustcp通信に基づくPLCネットワーク技術を習得することで、フィールドバス技術や産業用イーサネット技術などを習得するための優れた基盤を築くことができます。
2. 装置の基本機能
(1) 供給組立処理装置の基本機能
(2) ハンドリングユニットの基本機能
(3) 仕分けユニットの基本機能
3. 装置の電気制御
(1) 各作業ユニットの構造的特徴
機械装置と電気制御部は比較的分離されています。各作業ユニットの機械装置は全体として底板に設置され、作業ユニットの生産プロセスを制御するPLC装置は作業台両側の引き出しプレートに設置されています。したがって、作業ユニットの機械装置とPLC装置間の情報交換は重要な課題です。解決策は、機械装置側の各ソレノイドバルブとセンサーのリード線を装置側の配線ポートに接続し、PLCのI/Oリード線をPLC側の配線ポートに接続することです。2つの配線ポートは、多芯信号ケーブルを介して相互接続されます。
(2) 制御システム
各作業ユニットは独立したシステムとして構成することも、ネットワーク相互接続を介して分散制御システムを構成することもできます。作業ユニットが独立したシステムである場合、機器操作の主なコマンド信号と動作中の状態表示信号は、作業ユニットのボタンインジケータモジュールから取得されます。モジュール上のインジケータライトとボタンのエンドピンはすべて端子台に接続されています。
(3) ヒューマンマシンインターフェース
この装置は、ヒューマンマシンインターフェースとしてタッチスクリーンを使用しています。タッチスクリーン式ヒューマンマシンインターフェースは、システム操作の主要なコマンド信号（リセット、起動、停止など）を発するだけでなく、システム操作の各種ステータス情報も表示します。
4. 電源
外部電源は単相3線式AC220Vで、システムの各主要負荷は自動スイッチを介して個別に給電されます。
5. 空気源処理装置
空気源処理装置は、空気圧制御システムの基本コンポーネントです。空気源処理装置の空気源はエアコンプレッサから供給され、出力された圧縮空気はクイック3方コネクタとエアパイプを介して各作業ユニットに送られます。その機能は、圧縮空気に含まれる不純物や凝縮水を除去し、一定の作動圧力を調整・維持することです。
II. 部品紹介
(1)DC減速モーター
DC減速モーターは、通常のDCモーターをベースに減速機を備えたモーターです。減速機、全銅コイル、ギア、カーボンブラシで構成されています。主な機能は、低速かつ高トルクを提供することです。減速機は、1つまたは複数のギアを介してモーターの出力速度を低下させ、出力トルクを増加させます。
(2)DCモーター速度調整器
DCモーター速度調整器は、DCモーターの速度を調整するための装置です。モーターへの供給電圧、電流、または磁束を変化させることで、モーターの速度を制御できます。
(3)サーボモーター
(4)サーボドライブ
(5)三相交流非同期モーター
三相交流非同期モーターは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気牽引装置であり、様々な用途で広く使用されています。このモーターの主な特徴は、速度が常に同期速度よりもわずかに低いことです。そのため、「非同期」モーターと呼ばれています。構造は主に、固定子、回転子、およびそれらの間の空隙で構成されています。動作原理は、三相交流電源をモータの固定子巻線に接続すると、固定子巻線が回転磁界を発生させます。この回転磁界は回転子巻線（かご形または巻線）を切断し、回転子巻線に誘導起電力を発生させ、回転子巻線に電流を発生させます。この電磁力により、回転子は回転を開始し、回転方向は回転磁界の方向と一致します。しかし、回転子の回転速度は常に同期速度よりも低いため、速度差が発生します。この速度差がモータの連続回転の主な駆動力となります。
（6）インバータ
本装置のインバータ型式はMD200です。MD200シリーズインバータはブック型構造設計を採用し、シームレスなサイドバイサイド設置とガイドレール設置をサポートし、小型で設置が容易で、省スペースです。端子台はカバーレス設計を採用しているため、配線、操作、メンテナンスが容易です。全シリーズモデルに入力フィルターが内蔵されており、耐干渉性を大幅に向上させ、外部干渉を低減します。マクロパラメータを使用することで、一般的なアプリケーションをワンクリックで実装できます。
(7)電磁弁グループ
本装置の各作動ユニットのアクチュエータシリンダはすべて複動シリンダであるため、その動作を制御する電磁弁には2つの作動ポート、2つの排気ポート、1つの給気ポートが必要です。そのため、使用される電磁弁は2位置5方電磁弁です。複数のバルブ、マフラー、マニホールドなどで構成される制御弁群をまとめてバルブグループと呼び、各バルブの機能は互いに独立しています。
(8)センサー
本装置の各作動ユニットに使用されているセンサーは近接センサーです。近接センサーは、接近する物体に対するセンサーの感度特性を利用して物体の接近を識別し、対応するスイッチ信号を出力します。
(8.1) 磁気スイッチ
(8.2) レーザーセンサー
(8.3) 誘導センサー
(8.4) 静電容量センサー
(8.5) 光電センサー
(9) 複動式リニアシリンダ
複動式シリンダとは、ピストンの往復運動が圧縮空気によって駆動されるシリンダです。シリンダの両端カバーには、空気入口と出口が設けられています。ロッドレス側エンドカバーの空気入口から空気が導入されると、ピストンは前方に押し出され、ロッド側エンドカバーの空気入口から空気が導入されると、ピストンは後方に押し出されます。
(10) 薄型シリンダ
薄型シリンダは省スペースシリンダに分類され、標準シリンダと比較してシリンダの軸方向または半径方向の寸法が大幅に縮小されています。コンパクトな構造、軽量、省スペースなどの利点があります。
薄型シリンダの特徴は、シリンダバレルとロッドレス側エンドカバーが一体型ダイカストで製造され、ロッドカバーが弾性保持リングで固定され、シリンダ本体が四角形であることです。このタイプのシリンダーは、通常、治具の固定や搬送中のワークの固定に使用されます。
(11)ガイドシリンダー
ガイドシリンダーとは、ガイド機能を備えたシリンダーを指します。一般的には、標準シリンダーとガイド装置の集合体です。ガイドシリンダーは、高いガイド精度、ねじれトルクに対する耐性、強力な耐荷重性、安定した動作といった特徴を備えています。
(12)リニアガイド
リニアガイドは、スライダとガイドレールの間を鋼球が無限に転がり移動する転がりガイドの一種で、荷重台がガイドレールに沿って高精度に直線移動することを可能にします。摩擦係数は従来のスライドガイドの1/50に低減できるため、高い位置決め精度を実現できます。
(13)空気圧グリッパー
空気圧グリッパーは、ワークを掴んでクランプするために使用されます。
(14)空気圧式スイングテーブル
空気圧式スイングテーブルは、回転材料テーブルの主要部品です。リニアシリンダによって駆動され、ギアラックを駆動して回転運動を実現します。回転角度は0～90度と0～180度の間で任意に調整できます。さらに、磁気スイッチを設置して回転位置信号を検出することもできます。主に方向や位置を変更する必要がある機構に使用されます。
(15)ロータリーエンコーダ
ロータリーエンコーダは、シャフトに出力された機械的および幾何学的な変位を光電変換によってパルスまたはデジタル信号に変換するセンサーです。主に速度または位置（角度）の検出に使用されます。典型的なロータリーエンコーダは、格子ディスクと光電検出装置で構成されています。格子ディスクは、一定の直径を持つ円板で、均等に開いた複数の長方形のスリットが付いています。光電エンコーダはモーターと同軸に配置されているため、モーターが回転すると、格子ディスクもモーターと同じ速度で回転します。発光ダイオードなどの電子部品で構成された検出装置は、多数のパルス信号を検出して出力します。ロータリーエンコーダが1秒間に出力するパルス数を計算することで、現在のモーター速度を反映できます。
III.実験リスト
(1)供給・加工・組立ユニット
1. 供給・加工・組立ユニットの構造と動作プロセスの理解
2. 供給加工組立ユニットの設置技能の訓練
(2)ハンドリングユニット
1. ハンドリングユニットの構造と動作プロセスの理解
(3)仕分けユニット
1. 仕分けユニットの構造と動作プロセスの理解
2. 仕分けユニットの設置技能の訓練
3. 仕分けユニットのPLC制御システム
