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金型温度を可視化!熱電対温度計測ワイヤレスシステム『TWINDS-T』事例集

事例紹介

アルミ鋳造、樹脂成型や各種炉の温度をリアルタイム計測・可視化

作業者の熟練度に品質が左右される鋳造や樹脂成型。

匠ソリューションズの小型熱電対温度計測ワイヤレスシステム『TWINDS-T』で生産中の金型内部温度等を可視化・自動記録することで、作業者の品質の均一化や歩留り改善、不具合の未然防止への気付きを実現します。

同製品は、ダイカストマシン、射出成形機、溶湯炉や焼却炉など可視化したい作業時の温度をリアルタイムでグラフ表示することができ、最大〜160chまでの熱電対データを0.1秒毎に自動記録可能です。

製品本体は名刺サイズ(9cm×5.5cm×3cm)と小型で、設備内の狭い隙間にも設置でき、Wi-Fi経由で離れた場所へ温度データを送信できます。

事例集では、製品の詳しい特長とともに、アルミ鋳造メーカー・樹脂メーカーの導入事例、熱電対設置例なども紹介しています。

このカタログについて

ドキュメント名 金型温度を可視化!熱電対温度計測ワイヤレスシステム『TWINDS-T』事例集
ドキュメント種別 事例紹介
ファイルサイズ 9.4Mb
取り扱い企業 匠ソリューションズ株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

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このカタログの内容

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ものづくりIoTソリューション 小型ワイヤレス 温度計測システム TWINDS- 最新説明資料 特長 導入事例 熱電対/本体設置例 システム事例
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アルミ鋳造、樹脂成型のモノづくりIoT化を検討されている 生産技術・製造技術の皆様 金型温度計測 ワイヤレス通信システム TWINDS- 2021年3月 匠ソリューションズ株式会社
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アジェンダ (1)会社概要 (1)会社概要 (2)はじめに (2)はじめに (3)「TWINDS-T」の開発経緯 (3)「TWINDS-T」の開発経緯 (4)「TWINDS-T」の特長と提供物 (4)「TWINDS-T」の特長と提供物 (5)リアルタイム計測 グラフ表示 (5)リアルタイム計測 グラフ表示 (6)事例 (6)事例 熱電対設置例 熱電対設置例 (1)熱電対の固定方法(熱電対設置例①) (1)熱電対の固定方法(熱電対設置例①) (2)熱電対の固定方法(熱電対設置例②) (2)熱電対の固定方法(熱電対設置例②) (3)熱電対の設置例(参考例) (3)熱電対の設置例(参考例) (4)熱電対の交換方法 (4)熱電対の交換方法 (5)熱電対条件による温度波形の違い (5)熱電対条件による温度波形の違い 本体設置例 本体設置例 (1)小型サイズ・防塵・防水対応 (1)小型サイズ・防塵・防水対応 (2)「TWINDS-T」設置例 (2)「TWINDS-T」設置例 システム事例 システム事例 (1)同梱PCソフトウェアの機能 (1)同梱PCソフトウェアの機能 (2)パートナーのシステム 2 (2)パートナーのシステム
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(1)会社概要 わたくしたちのVision Solution Sectionでは、お客様 からお聴きした課題を基に、ベ ンチャー精神の自由な発想と、 AI・IoT/FPGA、LSI開発を基盤 技術として、指標となる各ス テージ「見える化」「分かる化」 「自動制御」においてこれまで にない、お客様から「面白い!」 と言っていただける商品づくり のために、絶えず市場を見、未 来を見据えた新しいものづくり にチャレンジしています。 3
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(1)会社概要 活動実績(活動中含む) カスタムLSI/FPGA受託開発 非接触 金型内部温度計測 掌紋生体認証 ワイヤレスシステム ・メモリLSI受託開発 ・センサー受託開発 ・自動運転FPGAボード受託開発 温湿度/CO/CO2計測 温度/圧力マルチ計測 ワイヤレスシステム ワイヤレスシステム ・車載カメラ画像処理FPGAボード受託開発 ・5G基地局FBGAボード受託開発 生産ライン内 計測・制御用カスタムFPGAボード マシニングセンタ内計測 気体検知システム ・表面傷検出エッジAI推論エンジンFPGAボード受託開発 ワイヤレスシステム ・センサ計測・自動制御FPGAボード 食品・産業用途の複数の気体の可視化の取組 を開始いたしました。
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(2)はじめに~生産時の金型温度見える化を無線で簡単に導入~ ・温度設定が生産時に正しいかわからない ・鋳造・樹脂成型・鍛造等の多くのお客様 ・エンドユーザからトレーサビリティの要求 から生産中の金型内部温度を測定のご要望! ・温度記録しているが手書きで効率が悪い ・不具合解析を勘・コツから作業者の気付き なのに... ・生産ライン導入のイメージが判らない      ・何を準備するのか費用がどれくらいかかるのか判らない      ・金型温度は測定していないので 熱電対の設置がわからない      ・製造作業効率は落とせない。 匠ソリューションズは、本体のサポートに加え、準備や設置、 システムソフトウェア等までご案内いたします。 また、カスタマイズも対応します。お気軽にお問合せください。 3
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(3)「TWINDS-T」の開発背景 (1)背景 ・マシンインテリジェンス研究会の会員企業である自動車部品システムメーカ様のニーズから、当 社とパートナ企業にて製品化を実現 (2)課題 ・鋳造工程では,熟練技術者の経験に左右されている。可視化/IoT化を進めたいが生産効率化が重要。 (3)課題解決 鋳造工程で最も重要な「温度変化」に注目、生産現場の効率良い可視化を目指し ①高速サンプリング②リアルタイム可視化③無線通信を兼ね備えるシステム開発 を注視して製品化を達成。 リアルタイム(0.1秒)グラフ表示 CSV 出力機能 5 4
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(4)TWINDS-Tの特長と提供物 (1)特長 (2)提供物 ・TWINDS-T 本体 お客様にご用意いただくもの(当社で購入も可能です) ・PCソフトウェア ・PC(推奨スペックはカタログご参照)・Wi-Fiルータ一式(BUFFALO WSR-2533DHP相当推奨)  -環境設定用ソフトウェア ・電源(USB-ACアダプタもしくはモバイルバッテリー)  -モニタリング用ソフトウェア ・USB-microUSBケーブル(充電専用は不可) ・各種マニュアル ・K型熱電対(非接地型推奨/メーカー問わず) ・Y字端子(ニチフ製0.3Y-3) *同梱ソフトウェアで仕様が足りない場合には ・取付用マグネット&ネジ 協力企業から提案が可能です   (マグファイン製NSC0028&ウィルコ製UF-0306-A推奨) 5
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(5)リアルタイム計測 グラフ表示 時間軸縮小 簡単に各ショット間の温度変化確認 良品ショット ※どのショットから良品かを見極める 捨てショット 型閉め 溶湯 凝固区間 型開き 離型剤充填 取出し 塗布 簡単に各工程で見たい場所の温度変化 1ショットサイ 時間軸拡大 確認 クル ※グラフは5ポイントの温度変化 5
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(6)事例(アルミ鋳造メーカ様) アルミ溶解炉用に設置 サーバー上でモニタ&ストレージ ・1式のPC/ルータで全鋳造機の上型・下型とアルミ溶解炉  の温度を記録、グラフ表示 ・温度をLED表示、リアルタイムで作業者が視認 ブラケットプレートに固定して設置 職人の勘コツを見える化で作業者に継承 6
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(6)事例(樹脂メーカ様) 金型 ・TWINDS-Tでの温度取得データをPCへ送信 上型温度 上1:44.25 ・温度データをPCからWiFi接続用モジュールへ送信 TWINDS-T   ・WiFi接続用モジュールから、USBハブを介して 下1:40.5 上1:44.25 ③:LED表示器に   ・LED表示器に温度データ送信 下型温度   データ送信     ・LED表示器に温度を表示 LED表示ユニット LED表示器の ②:温度データを 温度表示例   PCから送信 金型 ①:TWINDS-Tの温度取得データをPC送信 TWINDS-T 上1:44.25 Wifi ルーター PC LED表示ユニット 7
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(6)事例(アルミ鋳造メーカ様/樹脂成型メーカ様) ・TWINDS-Tから温度データをルータにワイヤレス送信 ・ルータとPLCをEthernet接続、拠点に送信し自動記録    からフィードバックして制御に活用 ・電源がとれない二色成型機等にはバッテリー電源で可能 ・キーエンス製、三菱製PLC接続実績あり(他も対応します) ・東芝機械製ダイカストマシンのTOSCAST上に表示,   dPAQET2上での波形表示評価済 8
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(7)事例(金型メーカ様) TWINDS- ブラケット ブラケット ・金型へ直接設置し「スマート金型」サービスへ 可動側 固定側 ・設置場所の温度が80℃以上なら ブラケットや耐熱対応 PLATEN 主型 主型 PLATEN  して設置 ・最初に熱電対配線しておけば、金型交換時の作業が楽に ・金型破損の原因解析や評価した温度フローをエンド  ユーザに提供、同じフローでの立ち上げに貢献 可動型 固定型 9
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(8)事例(冷却水温度検知) ・ダイカストマシンの冷却管に仕込んだ熱電対から冷却水の温度異常を検知してアラームを発生 するシステムの開発を開始しました。
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熱電対設置例
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(1)熱電対の固定方法(熱電対設置例①) 金型 シース径Φ1.6mm 熱電対取付孔 ネジ止め ↓ 孔径:1.8~1.9mm シース熱電対 接続コネクタ ネジ止め 補償導線 TWINDS-T 溶 10~30mm ネジ止めにより熱電対取付孔は密封されます。 湯 熱電対取付孔 ネジ止め 補償導線 接続コネクタ シース熱電対 ネジ止め ・金型表面を10mm~30mm程度まで孔を 測温接点  あけて熱電対を接続されています。10
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(1)熱電対の固定方法(熱電対設置例①) 10mm 3mm OMRON製熱電対イメージ 実際の接続例 11
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(2)熱電対の固定方法(熱電対設置例②) 金型 ネジ止め ネジ止めにより熱電対取付孔は密封されます。 熱電対取付孔 Springにより シース熱電対 押し込む シース径Φ1.6mm 接続コネクタ TWINDS-T ↓ 補償導線 孔径:1.8~1.9mm ネジ止め 溶 原則貫通させません。 湯 ネジ止め 熱電対取付孔 補償導線 Springにより 接続コネクタ シース熱電対 押し込む ネジ止め ・より高精度な温度データを取得される場合は、溶湯ぎ りぎりまで寸止めして加工されます。 測温接点 12
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(3)熱電対の設置例(参考例) 金型の形状や大きさ、構成(マルチコア等)、測定したい条件によって熱電対の設置は様々です。 下の図は代表的な固定型、可動型のシンプルな構成を例に記載しています。 熱電対を設置する深さなどで、測定したい温度範囲等が変わります。 熱電対 天側 ガイドピン 固定側 キャビティ 可動側 中子 ダイベース 鋳込口ブッシュ おも型 可動型 固定型 溶湯が入るキャビティの個所ギリギリのところまで熱電対の孔を空けた場合、鋳込口ブッシュから 近いところでは300℃~400℃前後まで上昇します。(アルミ鋳造の場合) 13
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(4)熱電対の交換方法-中継用コネクタ+補償導線 熱電対は下の図のように、接続コネクタを介して分離できるようにしておき、熱電対側のみ交換できる と交換作業が楽になります。 シース熱電対本体 接続コネクタ 補償導線 TWINDS-T 赤+ 赤+ 白- 白- 寿命が来た場合はここから先を交換できるようにしておく。 一般的な熱電対(K型)の寿命は、約10,000時間と言われています。 但し、過熱温度使用時は、大幅に寿命が短くなりますので注意が必要です。 14