エンジニアのための技術講座

ローコストオートメーション講座

掲載日:2013年03月29日

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第537回 自動化ノウハウ編:自動化機器の高能率化対応設計-4

ここでは高能率化の3つ目の課題(3)ムダの削減の事例を紹介する。一般的に自動組立や機械加工の場合、X-Y-Zの3軸の駆動機構の位置制御により作業処理を行う。この3軸の駆動機構の制御の中でのムダ時間の短縮処理方法を解説した。

(1)多軸駆動テーブルの稼働制御のムダ時間

・X軸とY軸の2軸駆動テーブルの場合、2軸を相互に駆動制御することで平面的な2次元の運動制御を行い自動化作業が実施される。

・加工ワークに対するX軸とY軸の加工線図を図1に示した。この加工線図を縦軸に移動速度、横軸に時間とする駆動状態図を図2に示した。この例では(Y軸移動+X軸移動)を1サイクル加工駆動として位置決めプログラムを作成している。

・この1サイクル加工駆動の中で、X軸の移動速度が一定の時間領域(赤矢印)のみが加工処理を実施している時間で主作業に当たる。その他の時間(灰色矢印)は付随作業のためムダ時間となる。

・この制御プログラムでは、X軸の駆動時間中にY軸駆動からの振動等の影響を避けるためにX軸駆動時間とY軸駆動時間を分離し両2軸を独立して連結的に駆動制御している。

(2)多軸駆動テーブルの稼働制御のムダ時間の削減策

・図2の場合、X軸、Y軸ともに加減速度制御はこの状態が最適とすると、加工ワークから外の加工時間以外の領域でY軸を駆動制御することでY軸駆動時間分のムダ時間を削減することができ、同時にX軸駆動中にY軸からの振動等の影響も回避することができる(図3)。

・この2軸の同時駆動制御を協調動作制御という(図4)。

【図1】主作業と付随作業の関係

【図2】XYテーブルの駆動制御とムダ時間【図3】XYテーブルの協調動作制御によるムダ時間の削除図解

【図4】協調動作制御

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