キスラー社サーボプレスシステム「NCFE」
油圧システムを置き換え、産業IoTを促進するエントリーモデル
組立・圧入工程で荷重モニタ、データ取得、合否判定に対応し、自動車・EV生産ラインに最適
キスラー(Kistler Group:本社スイス、日本法人:日本キスラー株式会社)は、1959年の創業以来、圧力、力、トルク、加速度を測定する動的計測技術の世界的リーディングカンパニーで、特に計測システムのコアとなる圧電式センサ技術は広く知られるところである。加えて、これらの技術を活用した電動サーボプレスシステムの開発にも取り組んでおり、自動車産業を始めとした産業オートメーション市場を中心に数多くの実績を持ち、小型電動サーボプレスでは世界トップクラスの販売シェアを誇る。
先ごろ発売されたサーボプレスシステムの新製品「NCFE」は、操作が簡単で導入しやすく、コストパフォーマンスを重視したエントリーモデルである。キスラーでは早期にIndustry 4.0や産業IoTへの対応を行っており、NCFEはエントリーモデルと言いながら、自動車製造業などの組立・圧入工程では標準的な要求となりつつある荷重モニタリング、データ取得、合否判定などに対応する。

キスラーは、日本の自動車産業界に対しても世界的に実績の高いサーボプレスシステムの導入を推進しており、特に新設が進むEV系生産ラインの組立・圧入工程に向けて積極的な展開を図っている。
キスラーのサーボプレスシステムのイメージ
NCFEサーボプレスシステム:油圧システムを置き換え、産業IoTを促進するエントリーモデル
NCFEは、新規にキスラーのサーボプレスシステムを導入する生産ラインやユーザーに向けたエントリーモデルと位置づけられ、操作が簡単で導入しやすく、コストパフォーマンスを重視した新製品である。
歪ゲージ式ロードセルを組み込んだサーボプレスシステムで、10〜80kNまでの定格荷重に対応し、荷重と変位量によって作業をモニタする。圧入工程の使用に適し、特に油圧システムの置き換えに最適なシステムとなっている。
<特長>
■ サーボプレスシステム構築に必要な周辺装置やケーブルをワンセットで販売
■ ロードセル標準搭載
■ 波形モニタリングや判定プログラムなどを標準搭載し、ユーザーでのプログラム開発が不要
■ 導入しやすいトータルソリューションコスト
■ ワールドワイドでの強力なサポート

以下に個々の特長を説明する。
サーボプレスシステムNCFE 本体
サーボプレスシステムNCFEの構成
NCFEにサーボプレスシステムという呼称が使われているのは、システム構築に必要なサーボドライブ、コントローラーユニット、そしてケーブル類がセットとなっている点にある。一般には、サーボプレス本体を選択して、システムに必要な周辺装置をオプションとして揃えることになるが、NCFEは定格荷重を指定するだけで一式が揃うので、導入の煩わしさが少なく、システムとして十分な機能一式を含んているので利便性が高い。
サーボプレス本体に歪ゲージ式ロードセルを内蔵しており、10〜80kNまでの定格荷重に対応する。
サーボアンプが制御を行うACサーボモータで駆動され、一定の回転速度によって一定の運動速度が保証される。また、アブソリュートエンコーダーが内蔵されているので、原点復帰運転は不要で正確な位置決めが可能。
ブロック加圧、ポジション加圧、フィードバック加圧、中間ポジションなどの標準機能がサポートされている。
構成図が示すように、NCFEサーボプレスシステムは基本的にNCFE本体、IndraDrive Csサーボドライブ、maXYmos NCコントローラーで動作し、ディスプレイは必要に応じて選定すればよい。サーボドライブとコントローラー間の通信は、SERCOS IIIを介してリアルタイムで行われ、コントローラーユニットはPROFIBUS、PROFINET、EtherNet/IP、EtherCATといった主要インターフェースを標準装備している。
NCFEサーボプレス本体の主要スペック
定格電圧

AC400-500V (AC200V 入力も可*)
* AC200V入力では最大送り速度が20~25%ほど減衰する。
測定範囲
10~80 kN
測定方向
圧縮 
最大送り速度

250 mm/s(10、20、40kN、AC400V 入力時)
200 mm/s(80kN、AC400V 入力時
再現性(繰返し精度)
0.01 mm
荷重直線性
≦ 1 %FSO
ストローク長
350 mm
搭載センサ
歪みゲージ式ロードセル
Industry 4.0や産業IoTに対応する様々な機能を標準搭載
ドイツのIndustry 4.0や世界的な産業IoTの展開によって、特に自動車産業のように厳しい品質が要求される工場では、プレスの荷重モニタリングやデータの取得から合否判定といった自律性を備えることが求められている。NCFEサーボプレスシステムは、これらに対応する機能やソフトウェアを標準で搭載している。以下に、主な機能をまとめた。
※表内の画像はクリックで拡大
リアルタイムモニタリング機能
サーボプレスに内蔵されたセンサからの荷重および変位、時間等の波形を、1サイクルごとにリアルタイムに表示。

データはCSV等に出力可能なので、トレーサブルなデータ管理も実現可能。

プログラムは最大128個まで登録できる。

リアルタイム判定機能
豊富な判定要素を適用することで、モニタリングした波形の合否判定が可能。

1サイクルごとの品質チェックを行える。

判定プログラムの作成は簡単に行え、任意に判定要素を選択し、1プログラムあたり最大10個まで使用できる。
シーケンスエディタ機能
動作制御、判定条件をシーケンスフローで自由に設計可能。

機能もアイコン化されていて感覚的な操作で簡単に編集。

PLCを介しての設計等が必要ないため、プログラム構築が容易。
データロギング / オフライン波形解析
サイクルごとのデータ(CSVなど)をロギングでき、FTPで指定のストレージへ保存できる。

部品のシリアルナンバーをデータ名にすることもでき、専用のソフト(maXYmos PC Plus)で、オフラインでの波形解析も可能。

ワールドワイドで受けられる強力なサポート
キスラーはヨーロッパを中心に、世界58カ国に現地法人を展開している。日本には、日本法人の日本キスラー株式会社(横浜本社およびテクニカルセンター)があり、中部、埼玉、関西の3箇所に拠点を構える。システム導入に関してはメーカーのサポートが重要な要件になるが、日本にはテクニカルセンターが設置されている。テクニカルセンターは全世界で、日本、米国、中国、インド、EU(7箇所)の11箇所。日本での技術サポートは、基本的に日本キスラーから直接提供される。
サーボプレスシステムのラインアップ
キスラーでは、新製品のNCFEの他に、5機種のサーボプレスシステムを用意している。既存の機種はパワートレーン工程などの、より正確で高い気密保持を要求される圧入やアプリケーションに向けられている。

システム/型式

加圧測定範囲(kN)
最大送り速度(mm/s)

ストローク(mm)


特徴

10~80

250

350

簡単操作で導入しやすく、コストパフォーマンスを重視したエントリーモデル。
0.05~1.5

400

100

低圧力の接合工程用。小型のプレスで高精度制御工程に最適。
1~60

300

200~400

中空軸サーボモータ内蔵のコンパクト設計。最も人気のあるトップセラーモデル。
15~25

350

350

中心間距離の狭い製造ライン向け。バルブガイド/シートの組立工程用の省スペースモデル。
5~600

100~250

200~400

中~強圧力の接合工程用。最大600kN(60t)にまで対応した大容量タイプ。
5~15

400

400

組立および接合工程監視用。圧縮、引張のみでなく、回転にも対応した新型サーボプレス。
※スペック値は代表的なもの。詳細はデータシートでの確認要。表中の各システム/型式名にリンクあり。
まとめ
近年のプレスシステムは、電動サーボプレスシステムの台頭が著しい。これは、油圧式および空圧式プレスシステムと比べ大幅にエネルギー効率を改善できることや、騒音や汚染などの環境課題への対応に加え、Industry 4.0の末端機器への自律性要求や産業IoTへの対応も理由になっている。
キスラーはヨーロッパを起点とする世界展開の一環として、早くから高性能で自律性を備えたサーボプレスシステムの開発に取り組んでおり、既存品から今回の新製品NCFEに至るまで、同様のコンセプトに基づくラインアップを展開している。
日本においても同様の要求が高まっており、エントリーモデルとなるNCFEの高いコストパフォーマンスをもって、特に自動車産業、さらには今後新設が増加するEV系の組立、圧入工程に向けての展開を推進して行く。

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