背景

プリント基板（PCB）は、携帯電話やパソコンから産業機器や医療機器に至るまで、今日ほとんどすべての電子機器に使用されている。かつてのエレクトロニクス産業は、ばらつきを抑えて大量生産することで、価格を低く抑えることができました。しかし、今日のPCB市場では、高度にカスタマイズされた製品の需要が高まり、技術も猛烈なスピードで変化しているため、少量生産でばらつきが大きいことが当たり前になっている。PCB印刷機を製造する企業は、生産工程のあらゆる側面に柔軟性を組み込まなければなりません。材料や部品の変更に応じて生産量を調整できる柔軟性を持たせることは、PCB印刷機を動かすサーボモーションシステムの複雑性を大幅に高めます。

このケーススタディを読むと、以下のことがわかる：

  • インテリジェントサーボドライブとEtherCATアーキテクチャの組み合わせによる配線の簡素化とスループットの向上
  • モーターの近くに小型ドライブを搭載する利点
  • 高度なモーション・コントローラーによるリアルタイムの軌道運動

マシン要件

北米のPCBスクリーン印刷機メーカーは、基板上の電気回路にはんだを塗布する高性能で柔軟性の高い機械の開発を望んでいた。機械のアーキテクチャには、基板にはんだを塗布するためのサブシステムと、目視による品質検査を行うためのサブシステムの2つのモーション・サブシステムがありました。これらのシステムは機械内で独立して動作し、小型から超大型まであらゆるサイズの高性能生産に対応する複合ソリューションを提供する必要があった。

以前は、I/O、空気圧、モーションシステムとのインターフェースに、PCフロントエンドを備えた集中コントローラーが使用されていた。このため、機械制御システムの負担は、すべてのデバイスがコマンドを受け取り、ステータス（フィードバック位置、センサーの状態など）を報告する単一の処理システムに集中していた。同社は、数百のI/Oと10以上のサーボモーション軸にネットワークを提供し、デバイスとホストコンピュータ間の決定論的通信を可能にする機械設計を開発したいと考えていました。信頼性と性能の優位性から通信アーキテクチャにEtherCATを選択しました。EtherCAT制御アーキテクチャは Platinum Maestroコントローラを使用し、インテリジェンスを機械全体に分散することで、機械制御システムの負担を軽減しました。

同社は現在、回転モーターとリニアモーターの両方を小さなスペースと少ない配線で駆動でき、組み立てが容易なモーションソリューションを必要としていました。また、EoE（Ethernet over EtherCAT）による接続性と、電子機器組立市場での機械の競争力を確保する高性能も必要でした。

モーション コントロール

Elmoインテリジェントな Gold Solo Twitterサーボドライブを選択しました。これにより、以前のPCベースの機械制御プラットフォームを維持しながら、Elmo高度な多軸モーションコントローラ Platinum Maestro.

ゴールド・ソロ Gold Solo Twitterサーボドライブを移動軸に隣接して配置することで、集中制御キャビネットが不要になり、配線が簡素化されました。DC電源がサーボドライブに送られ、フィードバック配線がモーターからドライブに送られるようになりました。集中制御に戻る配線は、異なるインテリジェント・ノード間をデイジーチェーン接続してP-MASに戻るシンプルなケーブルに置き換えられました。

このアプリケーションでは、ホストが動作軌跡をドライブに送信します。インテリジェントな Gold Solo Twitterドライブは軌道を解釈し、それに応じてモーターを駆動します。ドライブは監視モニタープログラムも実行し、フラッシュメモリに保存されたプログラムされたスクリプトを実行できます。

結果

2つのサブシステムを別々に稼働させながら、相互に連携して動作させることで、スループットが20％以上向上しました。迅速な切り替えプロセスと相まって、このソリューションは、より柔軟性が高く、少量生産における機械の稼働率を向上させました。