フォースシャントとは?

フォースシャントとは、力センサを使わない間接的な力計測手法。コストを最小限に抑えながら生産ラインの細密な監視制御で歩留りを大幅に向上できる画期的なソリューションです。

生産ラインの効率アップ、コスト低減をめざし、高精度な力の計測・監視/制御システムの導入がいま注目を集めています。力の計測には一般に力センサが使われますが、課題は導入コストと工数です。ドイツの高精度計測器メーカーHBMは、精度をそれほど重視しないアプリケーションには、より低価で設置が容易な「フォースシャント」をご提案しています。「フォースシャント」は力の分岐を間接的に監視する手法で力センサに比べシステムへの負担も少なく、お持ちのシステムにそのまま装着できます。

【少し詳しく!技術レポート】 フォースシャント(力の分岐)による力計測:3つの方法

フォースシャント導入のメリットとは?

  • 装置からワークピースに負荷される力を高精度に監視/制御することでラインの加工精度が上がり完成品の品質が向上
  • ミクロン単位の細密さでラインの監視制御を行うことでNG 判定の公差をしぼりこめ、廃品率低減
  • 歩留りの改善でラインの寿命が延び、メンテナンス費抑制

下記正規分布グラフはフォースシャント導入前後で歩留りがどのように改善するかを示したものです。細密な力計測を行うことでNG判定の公差が小さくなり、不良率が大きく下がり、材料の無駄も低減できます。結果として歩留りが大幅に向上、優秀な生産ラインを構築できます。

 

フォースシャントの設置イメージ

フォースシャントは既設のシステムにねじ留めなどで簡単に取り付けることができます。下図は最も設置が簡単なひずみセンサSLB700によるフォースシャントの設置例です。この例ではアンプにHBMのIndustr4.0対応アンプを使用し産業バス経由でセンサを監視制御していますが、お持ちのアンプやPLC、表示器などをそのまま使うこともできます。

フォースシャント導入事例:プレスモニタリング

鍛圧装置(プレス機械)へのフォースシャント導入で、歩留り向上に成功した事例を紹介します。プレス機械は日本のものづくりを支える重要な工作機械の一つであり、近年は加圧能力が数万kN(キロ・ニュートン)の大型機械が多数設置利用されています。機械式、油圧式などによるスライドの上下動により曲げやせん断加工を行いますが、その際に発生する力を正しく計測することで大幅な歩留りの改善が可能になります。

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Industry4.0への対応

匠の技やベテランエンジニアの知見をデータ化し監視制御することは多くのモノづくり企業に共通の課題。さらに一歩進めてIndustry4.0対応アンプを導入すればその課題がさらなる飛躍の機会へと変わります。HBMではIndustry4.0のコンセプトに沿った低価格の工業アンプPMXを展開しています。 「複雑な機能を極めてシンプルに」を実現したこのアンプは、本国ドイツの技術エキスパートにも高い評価を受け、誰でも簡単に使いこなせる使いやすさ備えています。リンク先ページでは、Industry4.0のコンセプトとIoT対応の製造ラインをサポートする次世代工業アンプ技術を紹介しています。

Industry 4.0- 産業革命第4の波を支える計測技術

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