Fritz Studer AG – ソフトウェアによるセンサ制御
人と機械の連携
moneo configure freeソフトウェアを活用した最精度円筒研削機の品質・稼働率向上
スイスのFritz Studer AG（フリッツ・スチューダー）は、最精度円筒研削機の開発・製造・販売を行う専業メーカーです。円筒研削機は、ワークの加工品質を実現する高い精度と耐久性が要求されます。ifmは、同社の円筒研削機が最大限の性能と長寿命の稼働を実現するデジタル化ソリューションを提供しています。
スイスと言えば、精密な時計や航空用タービン、電動歯ブラシや補装具が連想されます。STUDERは、こうした製品を加工する最精度円筒研削機を製造しています。スイスの名高い精密加工を誇る同社の研削機は、0.001mm以下の加工精度を実現します。難しく複雑な形状加工を行うためには、研削機に優れた研削技術と精度が要求されます。STUDERは、20年以上にわたりifmの自動化技術を採用し、複雑化する機械の精度と耐久性を維持してきました。
人と機械の安全を守る自動化技術
「当社の研削機は、自動化技術をふんだんに取り入れています」と、STUDERでサービス技術指導を担当するChristoph Habegger氏は言います。「例えば、圧力センサと流量センサを使って研削工程の切削油の潤滑を監視し、研削盤で加工するワークを傷つけないようにします。高周波誘導式セーフティ近接センサも使い、ビットが正しく装着されてから加工を開始するように設定して、あらゆる危険からオペレータを保護します。また、振動センサを新型の研削機に搭載し、最適な状態監視を行う予知保全により使用寿命を延ばし、加工品質を高めています」
写真1（左）：センサを多用した安全で正確な研削加工：切削油吐出口の圧力センサ（写真中央）で供給量を制御し、高周波誘導式近接センサ（写真左、ワークの上）で研削盤の位置を検出します。
写真2（左）：センサで流量を監視し、研削盤への切削油の供給速度を記録します。LEDインジケータで流量の変化が分かります。
IO-Link技術により自動化されたSTUDERの円筒研削機は、moneo configure freeで状態監視とプロセス診断を行うことができます。
ITレベルと直接通信
STUDERの最精度円筒研削機に搭載されたセンサのほとんどは、収集したデータを分散型のIO-Linkマスタモジュールに接続して集約し、フィールドバス通信により制御機器とITレベルへ同時に伝送します。センサとマスタを標準M12コネクタで接続するだけで、センサと簡単に連携できます。ポイント・ツー・ポイントのIO-Linkのデジタル通信は、省配線の簡単な接続の他にも様々なメリットがあります。センサのパラメータ設定を、接続したマスタに保存できます。センサが故障して交換する場合は、IO-Linkマスタに同機種の新しいセンサを接続するだけで自動的に設定がコピーされます。このため、専門知識のある技術者でなくても、誰でも簡単にセンサを交換できます。
IO-Linkを簡単に運用できる管理ソフトウェア
STUDERは、ifmが無償提供しているソフトウェアのmoneo configure freeを2022年から導入し、IO-Linkのハードウェア機器とインフラを一元化して管理・運用しています。スキャン機能により、既存のネットワークを自動的に分析して仮想的にツリー構造を複製します。数回のクリック操作だけで、目的のIO-Linkセンサを管理・設定し測定値と診断データを表示することができます。センサの設定などを記述したIODDファイルのデータベースにオンラインでアクセスでき、メーカーに関係なくIO-Linkセンサを追加・設定できます。また、IO-Linkマスタもメーカーに関係なく追加・設定することが可能です。
データに基づく「見える化」の多彩なメリット
「現在は、2019年から使っていたパラメータ設定用ソフトウェアLR Deviceの後継品であるmoneo configureを導入しています」と、STUDERでサービス技術指導を担当するDaniel Josi氏は言います。「このソフトウェアを使うことで、さまざまなメリットが得られます。例えば、故障に備えてセンサを定期的に交換する必要がなくなりました。一方、カスタマーサポートでは、お客さまが使っている当社の研削機に搭載された各センサの現在の状態が確認でき、異常をすぐに特定して修理対応を迅速に行うことができます。新しい研削機のセットアップも、設定プロセスの最初から正しい設定を把握し、効率的に立上げられます。このため当社は、取引先のお客さまの工場にライフサイクル全体を通してよりよいサポートを提供できます」
データに基づく品質の実現
STUDERは、デジタル化によるプロセス分析以外にもさまざまなメリットを享受しています。moneo configureは、新しい研削機の開発・製造・品質管理にも活用されています。「詳細なデータベースにより、上位レベルのプロセスの見える化も実現しています。例えば、当社の研削機のより効率的な運用のために最適化すべき部分を把握できます。また、当社のシステムの品質と精度を記録・検証し、実際のプロセスデータに基づいた客観的な正しい判断ができます」とDaniel Josi氏は言います。
moneo configure freeでセンサとマスタのIO-Linkインフラを管理できます。データの表示とパラメータ伝送ができます。
結論
moneo configure freeとIO-Linkの導入により、Fritz Studer AGは最精度円筒研削機の自動化と機器管理の省力化を進めています。データに基づく「見える化」は、STUDERの製品開発とカスタマーサービスに加え、取引先のお客さまにもメリットをもたらしています。
