自動車向けのロボット製造
31.03.2020
自動車産業では、製造部門で自動化されたロボットシステムを利用するたくさんのユーザーがいます。高い積載機能と長いリーチを持った大型ロボットアームは、車体パネルのスポット溶接、フロントガラスやホイールの取付けに自由に作動できる一方で、ブラケットのようなサブアセンブリを溶接し、取付けるためには小型ロボットを使用します。これらはすべて国際的な自動車工場において典型的なオペレーションです。
自動生産が雇用を奪うことを多くの人々は心配していますが、一方で、これらのロボットは危険な煙、高温の成形品、その他の危険な状況から労働者を守り、単調な操作やシフト終了時の疲労による不注意からのヒューマンエラーを取り除いてきました。ロボット技術によってもたらされる製造速度と精度の向上により、自動車メーカーは最高品質の自動車を製造する上で、重要な競争力を獲得してきました。ロボット技術を採用するにあたって、安全性、品質、そして機能が主な理由となるのです。
1台の自動車を製造するのに数千の部品が必要であり、工場で1日に数千もの自動車を生産するとなると、製造ラインでの自動車製造の管理は複雑な作業となります。言うまでもなく、メーカーは顧客の需要を満たすために数年ごとに新たな自動車モデルへと変更し、つまり、異なるモデルには異なる部品が必要となるため、新しいツールとプロセスを実装する必要があります。そこで、高品質、高スループット、柔軟な生産、シームレスに統合されたプロセスを実装するためには、正確なコンピュータ制御を備えた生産計画システムが必要でした。
このケーススタディにおいて、コンパクトな高性能ファンレス組込みコンピュータであるアドバンテックARK-2250は、ある国際的な自動車メーカーの最新自動組立て施設で使用されました。インストールが必要な部品に関する詳細情報を提供、および製品品質管理のために生産詳細を記録する、ネットワーク化されたプロセス制御製造システムに実装されたのです。
アプリケーション要件
このプロジェクトでは、プロセス制御と情報表示に加え、データ取得、エッジインテリジェンス、リモートモニタリング制御機能に対する需要もありました。例えば、管理者がセンサーやアクチュエーターから収集したデータに基づき潜在的な問題を検出すると、動作を自動的に終了し、アラートとアラームを作動させ、管理者が使用するリモートコンピュータ、スマートフォン、その他のモバイルデバイスにメッセージを送信します。そのため、この場合に使用するPCコントローラには適切なコンピューティング機能とデータストレージ機能を搭載する必要があり、IoT機能を統合するソフトウェアプラットフォームが必要でした。
さらに、コンピュータはオペレータが閲覧できるよう、各ワークステーションでタスク情報を提供するモニターのアームに取付ける一方で、システムは適切なディスプレイ出力を提供する必要がありました。動作の信頼性と安定性を確実なものとするには、電源、LAN、すべてのワイヤーとケーブルを安全に接続する必要があります。幅広い電圧および温度範囲サポートという点において産業グレードの堅牢性は、自動車生産工場での過酷な製造環境下での運用にとって必要でした。
ソリューション
組立て施設の各ワークステーションにおいて、適切な電源、LAN、HDMIインターフェースを備えたAdvantech ARK-2250は、ロボットモニターアームに取付けられ、電源、ネットワーク、監視センサー、ロック可能なワイヤーとケーブルでアクチュエーターに接続されました。ワイヤーやケーブルが落下して動作障害や切断を引き起こさないようにするためです。データ取得、データ表示、およびリモート監視制御機能を有効にするために、バックエンドサーバーとARK-2250は、アドバンテックのIoT WISE-PaaSソフトウェアプラットフォームとともに展開されます。
アドバンテックが提供するハードウェアとソフトウェアを使用することで、組立てプロセスにおけるインストールが必要な次の部品に関する情報を提供し、現場のオペレータが閲覧できるよう取付けられたモニターに情報を表示するためにシステムが使用されました。一方、将来のプロセス改善とシステムメンテナンスのために生産記録をアーカイブ、およびビッグデータを集約するために、SQLサーバーデータベースにデータを収集・エクスポートします。
また、ARK-2250コントローラは、安全センサーから収集したデータに基づき問題を検出した場合、経済的損失を削減するために、損傷を回避し動作を即座に停止します。ディスプレイオプションについて、ARK-2250は、HDMI、VGA、およびオプションのサードパーティディスプレイインターフェースを搭載し、様々なアプリケーションシナリオに柔軟性を提供しました。最先端のIntel第6世代Intel®Core™Uシリーズ（i3 / i5 / i7）プロセッサを搭載したARK-2250は、高速自動自動車生産ラインと適切に統合する260 x 54 x 140.2 mm（10.24 "x 2.13" x 5.52 "）コンパクト機械設計です。
独自のARKプラス拡張モジュールとi-Door I/OモジュールをサポートするARKシステムは、オプションでストレージと産業用インターフェースを増やすために簡単に拡張できます。自動車メーカーのような産業ユーザーは、生産ラインを改造して新たなモデルを製造する際に、最小限の追加投資で設計変更に対応する再設定に向けた柔軟な調整、またはアップグレードできるARKコンピュータを頼りとすることができます。ソフトウェアサポートに関して、アドバンテックARKコンピュータはすべてアドバンテックWISE-PaaSソフトウェアプラットフォームで展開されます。これは、顧客が独自の産業用制御、IoT、またはクラウドアプリケーションを開発するために、必要なソフトウェアリソースの集約および統合をします。
アドバンテックのWISE-PaaSソフトウェアは、リモート監視制御およびIoTアプリケーションの開発に使用されました。また、システムインテグレータが独自のクロスプラットフォーム・クロスデバイスダッシュボードを開発できる、非常に使いやすいダッシュボードビルダーを提供しました。現在、工場の管理者は、あらゆるブラウザーベースのコンピュータ、スマートフォン、あるいは他のモバイルデバイスを介していつでもどこからでもデータを閲覧し、生産ラインのステータスを素早く理解することができます。
利点
- 信頼性の高いファンレス/ワイド電圧/ワイド温度/ロック可能なケーブル設計により、産業用アプリケーションの信頼性と安定性を確保
- VGA/HDMI/多用途ディスプレイ向けのオプショナルサードパーティ
- 高度なコンピューティング機能と豊富なI/Oサポートにより、データの収集と分析要件に対応
- 簡単な接続と迅速な展開でデータ取得とリモート監視が可能なプリインストールされたWISE-PaaSソフトウェア
- アドバンテック製品とサービスの長期可用性による長寿サポート
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