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【業界事例】シュマルツのIIoTソリューション ターミナル式コンパクトエジェクタSCTMi【製品紹介】

事例紹介

”見える化”のその先へ  シュマルツがお届けする最新IoT製品 複数台のエジェクタを連結・一括管理・個別制御可能!

インダストリー4.0へ向けて、シュマルツがお届けするIoT製品と、その活用事例を紹介いたします。
さらに、シュマルツの最新IoTソリューション、最大16台の真空発生器を一括で管理、かつ個別制御可能なターミナル式コ運泊とエジェクタ SCTMiをご紹介します。


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このカタログについて

ドキュメント名 【業界事例】シュマルツのIIoTソリューション ターミナル式コンパクトエジェクタSCTMi【製品紹介】
ドキュメント種別 事例紹介
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取り扱い企業 シュマルツ株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

このカタログの内容

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NEW ″見える化″ のその先へ シュマルツのIoTソリューション
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ERP MES HMI Industrie 4.0 と マスカスタマイゼーション インダストリー4.0とは、「IoT(モノのインターネット)」という概念に基づき、生産設備と情報システムをインターネットで繋ぐ事に よって、"スマートファクトリー"の実現を目指すコンセプトです。 IoTによって得られたビッグデータを活用することによって、設備の不具合を未然に防ぐ「予知保全」が可能になります。また、大量 生産(マスプロダクション)の生産規模を保持しつつニーズの多様化にも対応できる生産システム「マスカスタマイゼーション」も 実現できます。 そのようなスマートファクトリーの実現のためには、全てのシステムと機器が有機的に繋がるネットワークの構築が重要な鍵となり ます。 シュマルツでは、インダストリー4.0を実現する技術として「IO-Link通信」ならびに「近距離無線通信(NFC)」に着目し、活用しう る製品を開発・製造・販売しています。 IoTの活用例 経営者 エンジニア メンテナンスエンジニア 運用計画 リアルタイムのデータの 実働機器の 確認・設定変更 プロセスデータ PC コントローラ モバイル機器 表示機器 通信方法 ローカルネットワーク 有線によるデータ通信 NFCによる データの無線通信 実働機器 例 真空/圧力スイッチ VSi インダストリー4.0は、各制御装置やデバイス同士が通信し、リアル IoTの活用によって、製造・管理工程を最適化する自律的なシステムを構築し、生産性の タイムな情報を取得する事で、システム全体を管理します 向上やコスト削減、収益増加につながります 2 Picture: KUKA Systems GmbH
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シュマルツのIoTソリューション "見える化"のその先へ 産業の現場で用いられている情報ネットワークは、使用場所やネットワーク上を流れる情報の違いにより階層構造になることが一般 的です。その各層ではさまざまな通信方式やアプリケーションインタフェースが共存しており、特にPLCやフィールドバスよりも下位の 領域において使用されている各種センサーやアクチュエータなどは、機能、I/Oや通信方式が実に多様です。 スマートファクトリーの実現に取り組むには、末端デバイスの運転データやトレンド値等を、上位コントローラとデバイス間でシーム レスに授受できる情報ネットワークを構築する必要があります。しかし、前述の旧来の設備系統では、通信の互換性をとることが難し いため、結果として、コントローラと末端デバイスとの間でのコミュニケーションギャップが発生、それが課題として顕在化します。 この課題を解決するのが、IO-Linkです。 IO-Linkは、世界標準規格IEC61131-9に準拠したセンサおよびアクチュ エータ用の通信技術であり、フィールドネットワークの種類に関係なく、 モニタリング状況をリアルタイムで出力 外部での 最下層のデバイスとの相互通信を可能にする技術です。 可視化・分析 IO-Link対応のセンサやアクチュエータを使用することで、上位コント ローラはフィールドバス経由で各種データを随時授受できるため、運転 制御だけでなく状態監視や予知保全を図る事ができます。 IO-Linkデバイスとの通信は、フィールドバスデバイスの一種である“IO- 真空回路状況 Linkマスタ”を介して行われます。IO-Linkマスタは、IO-Linkの各種デー の変動 タをフィールドバスエリアにマッピングする機器であり、FAにおける一般 外部からの 設定変更・最適化 的なデータ通信(サイクリック通信やメッセージ伝送等)によって、IO- Linkデバイスのプロセスデータ・パラメータデータを取得できるように設 相互通信によって、機器の制御や状態監視、予知保全を行えます 計されています。よって、IO-Linkの通信技術に対する本質的な理解がな くとも、IO-Linkデバイスの設置や運用は比較的簡単に行えます。 シュマルツのIO-Linkデバイスは、動作時の真空圧やエラー状況等を外部 から確認したり、デバイス内部に保持している設定値等を変更する事が可能です。 IO-Linkの接続ポートには、2種類のクラスがあります。センシングのみならず、追加電源の供給によって小型モータ等のアクチュエー ションも可能となるため、現在日本国内でも普及が進んでいます。 クラス コネクタ形状 マスター側信号詳細 デバイス側 マスター側 M12、4ピン M12、5ピン US- 3 IO-Link 3 3 クラス A 電源 (追加用デジタルチャンネル) 2 4 C/Q 4 2 2 4 5未使用 1 1 5 U +、 1DC 24 V SIOS M12、5ピン M12、5ピン US- 3 IO-Link 3 3 クラス B 電源 UA+、DC 24 V追加電源 2 4 C/Q4 2 2 4 5 5 5 UA-1 1 1 US+、DC 24 V SIO NFC(近距離無線通信) NFC(近距離無線通信)技術は、無線通信の国際標準規格です。 NFCチップを搭載した機器同士を近づけることで機器同士の通信が 可能です。 通信ケーブルを必要とせず、スマートフォンなどのモバイル機器で 本体情報やパラメータ、エラー情報、取扱説明書などを確認する事が できます。アクセスが難しい場所に設置してある機器の情報の取得 や、手軽にデータの可視化を行える等の利便性があります。 3 Picture: KUKA Systems GmbH
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IoT製品のパイオニア Ready for the Future シュマルツは「Industrie 4.0」を実践しています 真空発生器 i-シリーズをはじめとするシュマルツのスマートデバイスは、リアルタイムでの相互通信やエラーの早期発見・予測を 通じ、製造現場を未来へと導きます。収集された重要なプロセスデータはIO-Linkを介し、マスターレベルまで到達します。 ニードルグリッパー SNGi-AE ターミナル式コンパクトエジェクタ SCTMi コンパクトエジェクタ SXPi/SXMPi コンパクトエジェクタ SCPi/SMPi コンパクトエジェクタ SCPSi 真空・圧力スイッチ VSi IoT製品のメリット コンディションモニタリング - システム可用性の向上 - • エジェクタの真空圧や真空到達時間などのプロセスデータのモニタリング • システムの状態の詳細な分析とエラーの早期検出 • 製品識別による迅速かつ効率的なトラブルシューティング • ダウンタイムの最小化によるコスト削減 エネルギーモニタリング - 消費エネルギーの最適化 - 外部クラウド • エネルギー消費量のリアルタイム表示と出力 • 運転開始前に真空システムのエネルギー効率を最適化 社内クラウド • 機器や生産サイクル、シフトごとの傾向分析 • 不均衡なエネルギー消費の原因特定 サービス • システムコントローラでの可視化 予知保全 - 吸着システムの性能と品質の向上 - • 吸着システムの流動抵抗とエア漏れ量の測定 • グリッパーの性能評価による迅速なシステムの最適化 • エラーの発生箇所の特定や予防 • プロセスデータのモニタリングや、システムの状況変化の早期発見(漏れや詰まりなど) 4
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IoT製品のパイオニア Ready for the Future IoT対応製品 製品 概要 吸込量 最大真空度 作動圧 電圧 質量 [l/min] [%] [MPa] [V] [g] コンパクトエジェクタ SCPSi 手のひらサイズの小型&高機能コンパクトエジェクタ クラス A 16...71.5 85 0.2-0.6 DC 24 V 195 SCPi/SMPi 省エネ機能やバルブ保護機能を搭載したコンパクト クラス Aエジェクタ 75...195 85 0.4-0.7 DC 24 V 560 SXPi/SXMPi 粉塵や摩耗に強いパワフル&タフなコンパクトエジェクタ クラス A 185...220 85 0.4-0.7 DC 24 V 770...910 ターミナル式コンパクトエジェクタ SCTMi 複数のコンパクトエジェクタを1つのユニットとして 管理可能なターミナル式コンパクトエジェクタ クラス B 16...71.5 85 0.2-0.6 DC 24 V 700...3640 コボットポンプ ECBPi 協働ロボットや自走式ロボットに適した小型の電気式 真空ポンプ クラス B 12 75 - DC 24 V 780 真空・圧力スイッチ VSi 電子式真空・圧力スイッチ (測定範囲:真 空圧のみ、正圧のみ、真空圧および正圧) クラス A - - - DC 10...30 V 12...16 ニードルグリッパー SNGi-AE 繊維製品など通気性の高いワークの搬送に適した 針内蔵型グリッパー クラス B - - - DC 24 V 500...600 IoT対応製品 IO-Link通信 NFC(近距離無線通信) 製品 コンディション エネルギー 予知保全 パラメータの 本体情報の確認 取扱説明書の モニタリング モニタリング 入出力 ダウンロード コンパクトエジェクタ SCPSi ◎ - ◎ ◎ - - SCPi/SMPi ◎ - - ◎ - - SXPi/SXMPi ◎ ○ ◎ ◎ - - ターミナル式コンパクトエジェクタ SCTMi ◎ - ◎ ◎ ◎ ◎ コボットポンプ ECBPi ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 真空・圧力スイッチ VSi ◎ - ○ ◎ ◎ ◎ ※真空圧対応機種のみ ニードルグリッパー SNGi-AE ◎ ◎ ◎ ◎ - - ◎:標準搭載、○:搭載機種を選択可、 - :非該当 5
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インダストリー4.0 – 実用例 板金部品の自動搬送におけるダウンタイムの削減 アプリケーション • 自 動車産業における車体パネ ル生産のためのプレスショップ のツーリング 要件 • プレス間搬送におけるサイクル タイムの最少化 ソリューション: コンパクトエジェクタ SXMPi メガポンプシステムX-Pump (SXMPi)は、最大220 l/minの非常に高い吸込み能力と、 サイクルタイムを最小限に抑える強力な真空破壊機能を搭載しています。更にIO-Link インターフェイスを介してあらゆるフィールドバスシステムと通信可能で、以下を含む すべてのプロセスデータを取得し、分析する事が可能です。 ・ エネルギー消費を監視するエネルギーモニタリング機能 ・ システムの可用性を高めるコンディションモニタリング機能 ・ 予知保全機能 SXMPiは、ツーリングの真空回路の状態を継続的に監視することによって、微妙な変化や コンパクトエジェクタ SXPi/SXMPi 差し迫った誤動作を検出し、システムの故障や作動停止前に予めメンテナンスを行う"予知 保全"を可能にします。 SXMPiを使用し、IO-Linkによる制御・モニタリング機能を最大限活用することで、 プレスショップ全体で1週間あたり延べ20分の復旧時間を削減した場合、年間効果金額は 下記になります。 ¥ 100,000 × 10分 × 2回 × 50週 = 1 億円 1分あたりの復旧コスト 復旧時間/回 回数/週 稼働週/年 年間効果金額 生産計画に与える影響を最小限にし、同時にサイクルタイムの最小化を実現します。 コンパクトエジェクタ SXMPiのメリット SXMPi IO-Link 非対応機器 エアセービング機能による省エネ運転  機種によって可 強力な真空破壊によるサイクルタイムの短縮  機種によって可 IO-Link通信 – フィールドバスシステムにおける双方向通信  - 遠隔でのプロセスデータやパラメータデータのモニタリングと機器設定  - 不具合発生時の迅速な機器特定や復旧  - 作動圧や漏れ具合などの早期検出や予知保全の実現  - エネルギー消費量のモニタリングや最適化  - ※実際の削減コストは、システムのダウンタイムに伴う特定のコストに応じて異なります。 6
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インダストリー4.0 – 実用例 自動搬送における予知保全 アプリケーション • 医薬品業界における完全自動 化された生産ライン内のエン ドエフェクタ 要件 • アクセスが難しい場所での トラブルシューティングの 容易化 • 予 知保全 • NFC対応のスマートフォンを 使用した製品情報の取得 ソリューション: 真空・圧力スイッチ VSi ダウンタイムやメンテナンス時間を1日 22分短縮・・・ 年間400万円 相当のコストを削減 真空・圧力スイッチVSiは、アクセスが困難な場所での使用や、複雑なツーリングを用いる 生産ラインにとって理想的なソリューションです。IO-Link通信とNFCに対応しているため、 自動化環境におけるプロセス全体を可視化することができます。トラブルシューティングや メンテナンス作業を短縮し、生産効率の向上に貢献します。 ・ 稼働中に測定したリアルタイムなプロセスデータや機器情報を、IO-Linkを介して 各コントローラと通信する事が可能です ・ NFCを使用したスマートフォンでパラメータを設定したり、読み出すことができます ・ 現 在の真空圧または正圧がディスプレイやインジケータ(LED)に表示されます 真空・圧力スイッチ VSi メンテナンス項目 VSiなし VSiあり VSi の特長 IO-Link通信を介してコントローラからリアルタイムな測定値を確認する事が エラーの原因や解決策の特定 10 分 1 分 できるため、原因の特定が容易で、ダウンタイムを削減します。 NFC対応のモバイル機器で、エラー内容を確認する事ができます。 不具合が出ている機器の特定 10 1 IO-Link通信を介して、現在のスイッチのステータスや取付日時の確認、取付分 分 箇所の特定を行う事が可能です。 IO-Link通信もしくはNFCを経由して、スイッチのパラメータ設定を変更する事 設定の調整 5 分 1 分 ができます。 NFC対応のモバイル機器で、取扱説明書を確認できます。 漏れ量の測定、 エネルギーモニタリング、予知保全 -  合計時間 25 分 3 分 医薬品業界の瓶詰め機械において期待される節約幅: プロセスデータや機器情報を、コントローラを介してリアルタイムで出力したり設定したりする事ができます。また、モバイル機器で エラー内容を確認する事も可能です。このアプリケーションでは、ダウンタイムやメンテナンス時間を1日あたり平均22分削減する 事によって、コストを年間約400万円削減する事ができます。 7
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ターミナル式コンパクトエジェクタ SCTMi 工場では多種多様な装置や生産工程の最適化、 エネルギーとプロセスの常時管理が求められ、 これらは将来的に大きな課題となります。 ターミナル式コンパクトエジェクタ SCTMi は、 複数の真空発生器を1つのユニットとして構成し、 多種多様なワークを同時に独立して制御する事が できます。 省配線・省配管 ・ 無駄なく1つにまとまった最大16台のエジェクタに対し、圧縮 産業用イーサーネット エアおよびエネルギーの供給が各1ヶ所のポートのみで完了 - 個々にエジェクタを使用する場合と比べ、配線、配管の 工数を大幅に削減 PLC フィールドバス   - より簡単に、IO-Linkによるパラメータデータの取得が可能 I/Oハブ I/Oハブ IO-Linkマスタ ・ ケーブルやその他周辺機器などの接続部品点数を最小化  - 不具合の原因推定が容易  - 不具合発生リスク自体を削減 ネットワーク化 ・ 多種多様なフィールドバスシステムに適用可能なIO-Link通信 エジェクタの個別接続とSCTMiの比較 によって、プロセスデータの可視化と共有を実現 ・ プ ロセスと装置のパラメータをIO-LinkまたはNFC(近距離 無線通信)で速やかに設定可能 ハウジング マニホールド: 一括で圧縮エアを全エジェクタに供給 エア接続口(吸着側) コンパクトエジェクタ SCPSt: 最大16台取付可能 制御モジュール(IO-Linkバス): 電源供給とIO-Link接続 (M12、5ピン) ターミナル式コンパクトエジェクタ SCTMi の構成 8
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真空発生器 ターミナル式コンパクトエジェクタ SCTMi 将来のスマート生産が求める理想像 ターミナル式コンパクトエジェクタ SCTMiの特長 ターミナル式コンパクトエジェクタ SCTMiは、インテリジェントな工場での使用に適した革新的かつエネルギー効率の高いテクノロジーと ネットワークオプションを提供します。 NFC(近距離無線通信) IO-Linkのネットワーキング • エネルギー管理、ポイントツーポイント接続に • 各エジェクタの運転状態や設定値が可視化され、 よる信頼性の高い通信 上位コントローラレベルで活用する事ができます • データの可視化: • 全ての一般的なフィールドバスシステムにおいて、 シリアル番号などの静的データと、プロセス 双方向のパラメータ設定や状態診断が可能です データなどの動的なデータの両方を読み出す • システムの状態をモニタリングし、システムの ことができます 可用性を向上させます • パラメータ設定オプション: • モニタリング結果を分析し、不具合の早期検出に アプリを使用して、スマートフォンから よる予知保全が可能です 直接SCTMiにパラメータを設定することが できます(対応アプリ: 近日リリース予定) • エネルギー消費量のモニタリングによって、消費 エネルギーの最適化に貢献します 自動エアセービング機能 各エジェクタの電気制御系統を一本化 • 設定した真空圧に達すると吸込み機能を • ケーブル1本で制御可能 オフに切り替えます。それは、次のサイクル、 • IO-Linkおよび近距離無線通信NFCによる もしくは設定した真空圧を下回るまで維持 包括的なデータ通信 されます • すべてのエジェクタを個別のプログラムに • 各値は、エジェクタ毎に個別に設定すること よって制御することができます ができます • 圧縮エアの消費量を最大80%削減します Ecoノズルテクノロジー • Ecoノズル技術は、圧縮エアの消費を最小限に抑えつつ 高い吸込み量を実現する高効率な真空発生技術です 9
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真空発生器 ターミナル式コンパクトエジェクタ 構成選定ガイド SCTMi-IOL – 255BC C00-00000000 シリーズ名 エジェクタの種類 タイプ 種類 SCTMiは2〜16台のエジェクタを連結することができ、構成内容を SCTMi-IOL ターミナル式コンパクトエジェクタ SCTMi 16桁の英数字で表します。各英数字はエジェクタの種類を表し、 IO-Link用ケーブルの接続口(M12、5ピン)を備えた 桁はエジェクタの位置を示します。 制御モジュール(IO-Linkバス) エジェクタの使用台数が16台未満の場合、残りの桁は「0」で表します。 表記例: 2 55BCC00-00000000 エジェクタ6台による構成: ・タイプ2 (SCPSt-10-G02-NO) x1台 ・タイプ5 (SCPSt-10-G02-NC) x2台 ・タイプB (SCPSt-2-09-G02-NC) x1台 ・タイプC (SCPSt-2-14-G02-NC) x2台 形式表示方法 コンパクトエジェクタ SCPSt SCPSt – 2 – 07 – G02 – NC 1 2 3 4 1 – エジェクタ種類 2 – ノズルタイプ・ノズル径 3 – 接続口 タイプ 種類 タイプ ノズルタイプ・ノズル径 タイプ エア接続口 SCPSt コンパクトエジェクタ SCPSt 07 シングルノズル・0.7 mm G02 平行1/8メネジ 10 シングルノズル・1.0 mm 15 シングルノズル・1.5 mm 4 – 吸着バルブ 2-07 多段ノズル・0.7 mm タイプ 種類 2-09 多段ノズル・0.9 mm NC ノーマルクローズ 2-14 多段ノズル・1.4 mm NO ノーマルオープン 10
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255BC C00-00000000 – P エジェクタの種類 圧縮エア接続口の種類 タイプ エジェクタの種類 製品コード は 〜 台のエジェクタを連結することができ、構成内容を 1 SCPSt-07-G02-NO 10.02.02.04676 タイプ 圧縮エアの供給SCTMi 2 16 2 SCPSt-10-G02-NO 10.02.02.04681 P 一括(マニホールドが付属) 16桁の英数字で表します。各英数字はエジェクタの種類を表し、 3 SCPSt-15-G02-NO 10.02.02.04675 X 個別 桁はエジェクタの位置を示します。 4 SCPSt-07-G02-NC 10.02.02.04673 エジェクタの使用台数が16台未満の場合、残りの桁は「0」で表します。 5 SCPSt-10-G02-NC 10.02.02.04429 表記例: P 6 SCPSt-15-G02-NC 10.02.02.04678 予め複数のエジェクタへ圧縮エアを供給するためのマニ 7 SCPSt-2-07-G02-NO 10.02.02.04677 ホールドが付属し、1ヶ所の配管のみで全エジェクタに 8 SCPSt-2-09-G02-NO 10.02.02.04682 エアを供給できます。 9 SCPSt-2-14-G02-NO 10.02.02.04680 A SCPSt-2-07-G02-NC 10.02.02.04674 B SCPSt-2-09-G02-NC 10.02.02.04683 * 9台以上のエジェクタで構成する場合、エア供給側の C SCPSt-2-14-G02-NC 10.02.02.04679 ホースは、より内径の大きいホースを使用してください。 テクニカルデータ コンパクトエジェクタ SCPSt タイプ ノズルタイプ・ノズル径 最大真空度 最大吸込量 エア消費量 ノイズレベル (吸着時) (真空破壊時) (未吸着時) (吸着時) [%](1) [m³/h](1) [l/min](1) [m³/h](1) [l/min](1) [m³/h](1) [l/min](1) [dB(A)](1)(2) [dB(A)](1)(2) SCPSt-07... シングルノズル・0.7 mm 85 0.98 16.0 1.35 22.5 7.25 120.8 63 58 SCPSt-10... シングルノズル・1.0 mm 85 2.21 36.0 2.85 47.5 7.25 120.8 73 60 SCPSt-15... シングルノズル・1.5 mm 85 4.03 65.5 6.03 100.5 7.25 120.8 73 65 SCPSt-2-07... 多段ノズル・0.7 mm 85 2.28 37.0 1.35 22.5 7.25 120.8 63 58 SCPSt-2-09... 多段ノズル・0.9 mm 85 3.05 49.5 2.49 41.5 7.25 120.8 73 60 SCPSt-2-14... 多段ノズル・1.4 mm 85 4.40 71.5 5.04 84.0 7.25 120.8 75 65 (1)作動圧 0.4 MPa (2)エジェクタ単体のノイズレベルです。複数台使用時には10〜30%大きくなります。 11
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