HBMの計測技術で電磁ノイズの影響を受けない組立ラインを開発

HBMの計測技術は、特別なシールド技術を採用しており、どんな電磁ノイズの影響も受けません。HBMの特殊シールドを使用して、ポーランドの自動制御装置メーカーのTrasko社 (Trasko Automatyka Sp z o.o. )が、安全で高精度な品質管理ができる、トルク制御付き組立ラインを開発しました。他のサプライヤの機器を使用した旧装置では、電磁ノイズの影響を強く受け、品質管理に深刻な問題を引き起こしていました。

課題: 完全に網羅されたシールドシステム

組立ラインの再設計作業をすることになった、Trasko社は既存の制御システムを徹底して再評価しました。大きな課題となったのは、使用される多くの部品、デバイス、制御ユニット、ロボットなどを全て考慮した、一貫した整合性のあるシステムの構築でした。使用する計測システムに関しては、あらゆる部分がもれなく外部ノイズに対して完全にシールドされているだけでなく、それ自身から電磁ノイズを放出しない電磁両立性が重要となります。
 

下の図は、シールドが不十分なため、強い電磁ノイズによりセンサ精度が失われ、トルク計測結果が影響されていることを示しています。

Measurement results with lot of electromagnetic noise.
特殊シールドの不備によりノイズの影響を受けた計測結果
Inline quality check
強い電磁ノイズが発生している生産ラインでのインライン品質管理

HBM のソリューション: Greenlineシールド

電磁波ノイズに対する特殊シールドを採用するHBM の計測技術を導入して、Trasko社は 信頼性の高いプロセス制御システムを構築しました。

採用されたシステム構成:

電磁ノイズから計測システムを保護する技術は、HBM製品に長年採用されてきた特別な技術です。たとえば、HBM内のEMC認定試験所で計測チェーンのすべての電気・電子部品をテストし、問題点があれば解析し対処しているので、HBM製品はEMC準拠であることが保証されます。

組立ラインにおいて「電磁的耐性」を持つ計測チェーンを構築するための最も重要な点は、特別なシールド設計 「HBM Greenline」を使用して、安全で障害のない運用を確保することです。Greenlineで保護された機器は、環境に悪影響を与えたり、主電源に過度の負荷をかけたりしません。

この技術を使用すると、計測チェーン全体がケーブルシールドのユニークなデザインによってファラデーケージ内に完全に収納されます。ケーブルのシールドはトランスジューサのハウジングに接続され、導電性コネクタを介してアンプハウジングにも接続されています。この対策により、電磁波ノイズの影響を大幅に低減します。

シールド設計を確保するための実用的ヒント:
計測チェーン(コネクタやカップリングなど、すべてのケーブル接続箇所を含む) のすべての構成要素をEMC準拠のシールド内に囲い込む必要があります。シールド部分の接続は、シールドで保護された低インピーダンスのコネクタでおこなう必要があります。このシールド性能は、HBMの純正コネクタを使用の場合は保証されます。

重要な特徴は、センサのケーブルに対するシールドと、アンプを覆う第2のシールドが独立していることです。完璧な電磁ノイズからの保護を達成するためには、アンプと第2シールドをアースに接続する必要があります。これにより電磁ノイズからの完全な分離が保証されます。この原理は、堅牢で安全な計測を行う基本設計として、 HBM「Greenlineコンセプト」に記載されています。

HBM Greenlineシールド設計
自動制御ユニット
PMXアンプを使用した生産ライン制御機器

HBMによる安全で安定した計測

HBM製品をベースにしたソリューションの導入により、お客様は確実に高いレベルで品質管理を実施できます。PMXアンプは、電磁ノイズのある厳しい環境下で信頼性の高い計測を実現し、生産品質の向上に貢献します。

 様々な制御計測エレクトロニクスが産業用に使用されるので、工業用プロセスにおいて1000V ACもしくは1500V DCより低い電圧で動作する電気機器の電磁適合性に関するイミュニティとエミッションのためのEMC指令に準拠した機器の使用が必要です。また、装置の運用を阻害する可能性としては、Wi-Fi、Bluetooth、RFIDなどのインタフェースによるデータ転送で使用される9kHz~400GHzの無線周波数に起因するノイズがあります。

このような周波数の使用は、電磁ノイズを引き起こす可能性があるので、EMCの適合性証明書を持つ計測制御機器を選択することにより電磁適合性を確保してください。


画像はTrasko Automatyka SP. z o.o. 社提供 (www.trasko.eu)

計測結果の分析: Biuro Inżynierskie Maciej Zajączkowski