産業オートメーション技術の急速な普及に伴い、フィルムキャスティング業界では長年手作業に依存しており、効率の低下と精度の低下を招いており、早急に対処する必要があります。{0}私たちのチームは、「PLCおよびACサーボモーター制御のフィルムキャスティング生産ライン」テクノロジーの導入に成功しました。このインテリジェントな制御の組み合わせにより、荷降ろしから受け取りまでのプロセス全体が自動化され、業界変革のための再現可能なソリューションが提供されます。この成果は、コア技術とモジュール設計の相乗効果により、従来のフィルムキャスティング生産における手動介入率を 10% 未満に削減し、生産精度を 40% 向上させたことで、業界で広く注目を集めています。
コアテクノロジーパートナーシップ: PLCの「頭脳」がサーボの「手と足」にリンク
このインテリジェント生産ラインの競争力の中核は、プログラマブル ロジック コントローラー (PLC) と AC サーボ モーターの正確な調整にあります。産業用の「インテリジェント頭脳」として、PLC は強力な干渉防止機能を誇り、粉塵が多く高周波振動が発生する工場環境でも安定して動作します。{{1}信号の受信、論理演算、コマンドの送信という中核的なタスクを実行します。このプロジェクトに選択された Siemens 1515-2 PN PLC は、イーサネット拡張をサポートし、高いコンピューティング速度を誇ります。 12 台のデバイスからの信号を同時に処理でき、複数ユニットのコラボレーションに必要なコンピューティング能力を提供します。
AC サーボ モーターは、生産ラインの「精密な手足」として機能し、0.01 rad の速度と位置の制御精度、従来のモーターに比べて 30% 低い動作温度、60% の故障率の削減を誇ります。チームは、同期モーターやリニアモーターなどのさまざまなデバイスと互換性のあるシーメンス S120 シリーズ サーボ システムを採用しました。 PROFINET 高速産業用ネットワークを介して PLC にリンクされているため、信号伝送遅延は 0.1 ミリ秒未満に抑えられ、リアルタイムのコマンド実行が保証されます。- 「アスリートの脳と筋肉の完璧な調整と同じように、PLC コマンドは正確な運動動作に即座に変換されます」とプロジェクトの技術リーダーは説明しました。
6 つの主要ユニットが閉ループを形成: 20 メートルの保管ラックが材料振れの問題を解決
生産ラインはモジュール設計を採用しており、6 つの主要な機能ユニットが原材料の投入から完成品の生産まで完全な閉ループを形成しています。各ユニットは独創的なインテリジェント制御を実現しています。巻き戻しユニットはデュアルステーション空気圧シャフト設計を採用しており、3- インチと 6- インチの両方のコアに適応し、直径 800 mm の原料ロールを最大 800 kg 運ぶことができます。 PLC はロール直径をリアルタイムで計算し、材料の残量が不足すると自動的にアラームを発し、ロール交換効率を 50% 向上させます。-巻き戻し、牽引、保管ユニットは、継続的な生産を確保するために重要です。トラクション機構は、スチールローラーとゴムローラーの間の圧力を調整することで材料の滑りを防ぎます。長さ 20- メートルの保管ラックは「資材緩衝ゾーン」として機能します。巻き戻しユニットがロールを交換すると、ラックは自動的に補充され、従来の生産におけるロール交換時のロール破損による効率の損失を完全に排除します。サーボ駆動のメイントラクションユニットは、中核プロセスに入る前に原材料を前処理します。除電、ウェブ修正、除塵の 3 つのステップを経て、原料の清浄度レベルは 99.2% に高められ、その後のコーティング品質の基礎が築かれます。
基幹工程である塗布装置には、ダイヤルによるメンブレンヘッド調整機構を採用。作業者はヒューマン マシン インターフェースを通じてメンブレン ヘッドの高さと傾きを正確に調整し、コーティング厚さの許容差を ±2 ミクロン以内に維持できます。-コーティングされた原材料は、最終洗浄のために水槽ユニットに入ります。出口の調整可能なワイパーが原料の含水率に基づいてリアルタイムで圧力を調整し、最終製品の含水率を安定させます。昇降ユニットと排気ユニットは、安全性と環境への配慮を念頭に置いて設計されています。ワイヤレス遠隔制御の昇降装置によりメンテナンス作業が簡素化され、排気システムにより揮発性ガスの収集率が 95% に向上し、最新の環境基準を満たしています。
視覚管理＋データ蓄積：作業員の研修を3日間に短縮。
生産ラインのユーザーフレンドリーな設計は、オペレーター インターフェースの包括的な最適化に反映されています。{0}産業用コンピュータ上の可視化システムは、概要画面、周波数変換パラメータ、サーボステータスなど8種類の操作インターフェースを統合しています。ログインすると、作業者は生産速度、張力、モーター温度などの 16 個の重要な指標を含む各ユニットの稼働データを直感的に表示できます。設備に異常が発生した場合、警報システムが故障箇所と原因を正確に表示するため、メンテナンス対応時間が40分から10分未満に短縮されます。
このインテリジェントな設計により、操作上の参入障壁が大幅に軽減されます。従来、生産ラインの労働者は作業を開始する前に 15 日間のトレーニングを必要としていました。ただし、事前に設定されたパラメータとワンタッチの開始および停止機能を備えた新しいシステムにより、新しい従業員はわずか 3 日間のトレーニング後に独立して作業できるようになります。-このシステムは 3 か月分の生産データを自動的に保存し、エクスポートと分析をサポートします。データのトレーサビリティにより、企業は品質問題の根本原因を迅速に特定でき、スクラップ率を従来の生産の 8% から 3% 未満に削減できます。この技術を導入したフィルム素材会社の担当者は「生産ラインが稼働してから、1日の生産量が800平方メートルから1500平方メートルに増え、人件費が6割減った」と明かす。
業界の実証効果は明らかであり、インテリジェントなディスクリート製造への新たな道を切り開いています。
この生産ラインの導入の成功は、キャストフィルム業界の問題点に対処するだけでなく、ディスクリート製造の自動化変革に貴重な経験を提供します。 「PLC + サーボモーター + 産業用コンピューター」のアーキテクチャは、パッケージングや印刷などのさまざまな業界に柔軟に適応でき、コアの制御ロジックは大幅な変更なしで再利用できます。中国オートメーション協会の専門家は、「特定のシナリオに焦点を当てたこのインテリジェントな変革ソリューションは、汎用の生産ラインよりも 30% 高い投資収益率を実現しており、特に中小規模の製造企業での採用に適しています。」-と述べています。
研究チームはこの技術に関して 3 件の実用新案特許を申請しています。次のステップは、PLC プログラム アルゴリズムを最適化してモーターの応答速度をさらに 15% 向上させると同時に、モバイル監視機能も開発することです。テクノロジーの継続的な反復により、PLC と AC サーボ モーターの組み合わせアプリケーションは、従来の製造業が「手動操作」から「インテリジェント製造」に移行するための中心的な推進力になることが期待されています。