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2015.11.09

樹脂/セラミックス/フィルム
CODESYS

CODESYS ソフトMotionを使用した包装機【Bosch Packaging Technology社(オランダ、Schiedam)】

  • 包装機「PACK-300CA」 は、 PLCopen が定めるモーション用ファンクションブロックをライブラリとして持つ製品です。この機械は毎分に2000個の商品を包装することができます。
      PACK-300CAには以下に示す3つのサーボドライブステアリングが搭載されています。

    ・ 送り部分 (M1)
    ・ フィルムの供給と位置合わせ部分 (M2)
    ・ 交差シーリング部分 (M3)

  •  CODESYSのソフトMotionでは、仮想的に設定した軸(仮想軸)を基準に、各軸の相対的な回転制御を実施することができます。この包装機でも、サーボモーターを制御するときコントローラに仮想軸が設定されています。仮想軸は従来の軸制御のように扱うことができながら、それ以上の自由度を生みます。ここではすべてのモーターが仮想軸と連結しています。

     本装置では、送り込み用サーボ「M1」(上図参照)が仮想軸と1対1の関係で回転するため、丁度 M1が仮想軸を物理的に体現する形をとっています。第2モーター「M2」もまた仮想軸に従いながら回転し、フィルムへ正確に印刷します。第3モーター「M3」もまた仮想ラインシャフトと接続されており、正確な位置やスピードでフィルムの密封と切り離うことができるように設計されています。

    ●コントローラとその構造

     一般的に全ての包装機は三つの基本制御機能を持っています。

    ・ HMI : ヒューマンマシンインターフェース
    ・ PLC : 制御ロジック部分
    ・ MC : モーションコントロール部分

      通常はユーザーのニーズに合わせて個別に選定されるものですが、PACK-300CAではこれらの3機能を1つに統合しました。これによりPCベースのコントローラへインストールするような感覚で任意のプラットフォームで動作することが可能となりました。ただし、HMIによるCPU負荷などにユーザー依存要素があるため、PLCとMCを同じプラットフォームに、HMIは別のプラットフォームに分ける構成を推奨します。

     

     

  • ●標準化とソフト開発手順

     Boschが提供するソフトウェアは、下図のようにプラットフォームにあわせて構成を変更可能な階層構造になっています。つまりプラットフォームに合ったソフトウェアが用意できます。見方を変えると、1つのソフトウェアが異なるプラットフォームで使用可能とも言えます。

    【図】 複数のプラットフォームに渡り適用可能なソフトウェア構成
     図中用語:
    Software Development = ソフトウエア開発
    Total Result = 総合結果
    Hight End Result = ハイエンド(最高性能)
    Medium End Result = ミドルエンド(主流)
    Low Cost Result = ローコスト構成

     これは、アプリケーションのデバッグは、一度すれば他のプラットフォームでもそのまま利用できることを意味します。ソフトを使いまわしすることができるため、コスト削減や所要時間の短縮などの効果が得られます。また、PLCopen MC FBSの高効率性にも繋がります。このようにBoschはいつもソフトの開発や品質の拘りに心掛けています。こうした創意工夫が、CMM level 2 (CMM = Capability Maturity Model.) 達成につながったといえます。

  • ●研修、サービス、サポートと保守作業での利点
     以上のようにソフトウェアを1つに統一することによって、メーカー側とユーザー側の両方で研修費を減らすことができます。また、研修時に必要とする内容の削減も可能となります。総合的に、もっと充実したサービス提供に繋がります。
      また、高性能レベルでは共通とする機能が多いため、HMI環境ではより良いエラートレース機能やデバッグ機能の実現が可能となっています。さらに、簡単な構造であるため保守、運営にも手間や人員がかかりません。このことによってコスト削減とともにユーザーの満足度も上がります。まとめると、OEMサプライヤとユーザー両者に下記のようなメリットがあります。

    ・ 世界標準のソフトを利用することによって誰でも簡単に理解や勉強することができます。
    ・ 従来に比べて新しいプラットフォームでの開発が飛躍的に容易になり、ローリスクに生産ラインを設置することができます。以前1ヶ月以上かかっていた作業を一日で済ませることも可能となっています。
    ・ ソフトウェアを特定ハードウェア用に特化して開発しないことで、たとえいずれ使用していたハードウェアが生産中止になったとしても、容易に移植できます。これはソフトウェア開発に充てた投資を守ることができることを意味します。

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