ニュルンベルク近郊のロートに本社を置く、従業員数100人のKühne + Vogel社は、30年間、装置製造および特殊機械製造の分野でカスタムソリューションを提供しています。ニュルンベルクでは、工具製造や工場メンテナンスなどのサービスを扱っています。Kühne + Vogel社の顧客企業の多くはドイツ南部にありますが、その製品は世界中で使用されています。
Kühne + Vogel社は単一製造元による完全な機器パッケージを顧客に提供します。例えば、自動車産業分野のサプライヤー向けの組立ておよび試験装置があります。その用途には、ウィンドウ機構、シート、空調機器、ステアリング、油圧系などの試験が含まれます。Kühne + Vogel社は、装置の使いやすさを重視しています。カスタムソリューションにおいても、著名な製造会社の業界標準システムを使用しています。
シート取付け、さらに自動車用シート完成品の試験に関して、Kühne + Vogel社は既に有名自動車部品サプライヤー向けに多数の装置を開発し、製造しています。自動車用シートを使用するときの快適性を決定する品質基準は、ドライバーおよび同乗者がシートを調整するために加える力とトルク の大きさです。以下に説明する装置は、これらの調整にかかる力を自動的に収集し、記録して解析します。これまでの計測データは、スリップリングなしのトルクセンサ、およびHBM社製のIGMD業界標準トルク計測アンプ(図1)で収集していました。
図1：シート背もたれの傾斜調整。試験装置は必要な力の大きさを計測
摩耗のないHBM T34トルクセンサ
T34トルクセンサは非接触データ転送システムと共に動作するため、ロータとステータの間にはスリップリングも追加のベアリングも不要です。これにより、摩耗のない、完全にメンテナンスフリーの運用が可能になります。
IPCでのデータ収集
センサシャフトからの出力信号は、干渉を受けない周波数信号(10 ± 5 kHz)であり、信頼性の高いIGMD計測アンプがこの信号を0 ± 10 Vのアナログ信号に変換します。得られた計測データはその後、強力な業界標準のPC(IPC)で収集され、表示と解析が行われます。厳格なテスト条件に対応し、限られた時間でテストを実施するには、1ミリ秒ごとに1つの測定値を捕捉する必要があります。この点を考慮して、オペレーティングシステムとは独立して動作する計測カードを備えたIPCが使用されています。
新たに開発された試験装置（図2）では、同様に、運転席と助手席の背もたれの傾斜を調整するために必要な力を計測して解析する必要があります。シート背もたれと調整用ハンドルの位置は、回転センサの絶対角度を利用して求められます。調整用としてDCサーボモータを使用しています。トルク計測には、T34トルクセンサを引き続き使用しています。図からわかるように、この試験装置は、運転席と助手席の両方を1つの作業ステーションで試験できるようデュアル構成になっています。この新しい試験装置を使用した場合、計測時間はわずか約9秒となり、サイクル時間は約24秒です。このような高度な装置では、最新のアンプ技術が不可欠であるため、HBMの業界標準PME計測アンプシステムが採用されています。
図2.最先端技術を使用した試験装置
新しいPMEモジュールでは、コスト効率が向上すると同時に、IGMDを使用した従来のアナログ技術よりも優れた性能を享受できます。組み立ては制御キャビネット（図3）の標準レールに取り付けるだけの簡単さで、プラグインスクリュー端子により最小限の配線で済みます。現場での保守に使用できるオンサイトディスプレイが用意されており、CANopenおよびProfibus DP上のデジタルバスリンクも備えています。
図3.Siemens PLCおよびProfibus DPインタフェースを使用したPMEモジュールとサーボ電源のコントローラ
従来のソリューションを超えるPMEシステムの利点
PMEセットアップツールキット
PMEセットアップツールキットが設定やパラメータの入力に役立つことも実証済みです。このセットアップツールキットには、 Windowsセットアッププログラムに加えて、パラレルインタフェースをCANopenに変換するためのアダプタ、PCとモジュールを接続するためのケーブルも含まれています。このツールキットを使用すると、信頼性の高い方法で簡単かつ迅速にパラメータをPMEモジュールに割り当てることができます。設定はフロッピーディスクやハードディスクに保存でき、保守が必要な場合には、パラメータを別のモジュールに最短時間でダウンロードできます。
関連するすべての計測データおよびすべてのデジタルI/O信号はProfibus DPを介して送信できますが、その後のデータ処理は引き続き装置内で、アナログ方式で実行されます。この理由は、既存の装置のハードウェアおよびソフトウェアで採用されている設計と、データ解析に必要な特性にあります。角速度が1°/msとなるように、1度ごとに1つの計測値をインポートする必要があります。現時点では、この要件を満たすには、オペレーティングシステムに依存しないデータエントリカードを備えたIPCを使用する必要があります。次のグラフ（図4）は、一般的な解析例を示しています。
図4.トルクおよび角度回転を示す一般的な図
Profibus DPでは、重要なタスクがいくつか実行されます。これには、計測開始前のゼロ点の調整、使用可能な4つのパラメータセットの切り替え、トランスデューサまたはアンプモジュールでのエラーの送信などが含まれます。
これらの機能により、これまでの動作方式における最高水準の正確性とプロセス信頼性が実現されます。 Kühne + Vogel社が設計および製造した本装置のこのような特性はすべて非常に高く評価されています。HBMのPME製品ライン全体を活用することで、計測技術を革新的な自動化プロセスにコスト効率良く簡単に統合できます。PME製品ファミリの最先端設計が、計測技術と制御工学を統合する新たな基準を確立します。