エンコーダ、センサー、フィードバック技術に関するエンジニアの最新情報

マイルズ・ブディミール著 | 2023 年 3 月 21 日

最近、エンコーダ、センサー、フィードバック業界の多くの専門家が、これらのコンポーネントや業界全体で見られる傾向についてのいくつかの質問に答えました。 彼らが言わなければならなかったことは次のとおりです。

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どのようなセンサー、エンコーダー、フィードバックの傾向が見られ、どれが最も重要だと考えているか説明していただけますか?

カクロ:労働力の高齢化、熟練労働者の確保の制限、最大能力に近い状態で稼働する生産需要の増加により、エンドユーザーは稼働時間を最大化し、トラブルシューティング時間を短縮するための診断データを提供する、より信頼性の高いエンコーダ ソリューションを求めています。 同時に、機械メーカーは、顧客が OEM 機器で問題を経験した場合に役立つよう、フィールド技術者によるアフターマーケット サポートや多層リモート サポートを強化しています。 その結果、これらの問題点を解決し、ユーザーが推測ではなく何を修正すべきかを知るのに役立つ問題領域の即時データを提供する自己診断機能を提供するコンポーネントの必要性がわかりました。 これを念頭に置いて、HS35iQ エンコーダなどの当社のエンコーダ ソリューションは、特定の障害状態を視覚的に表示し、高度な障害データ出力を提供することで、エンド ユーザーが当てずっぽうで問題を解決できるようにし、OEM にとってより効率的なリモート トラブルシューティングを可能にします。

Dynapar HS35iQ などのエンコーダは、特定の障害状態を視覚的に表示して、トラブルシューティングの時間を短縮します。

コンパクト設計におけるフィードバックデバイスの小型化または統合に関する最近の例について詳しく教えていただけますか?

グラハム:エンコーダの分野では、複数のコンポーネントを 1 つのソリューションに統合することで全体のサイズとコストを削減したいと考えているシステムが増えています。 EnDat 3 などの最先端のプロトコルを使用すると、各エンコーダが独自のケーブルをコントローラに接続するのではなく、1 つのケーブル チェーンを介してエンコーダのフィードバックをデイジーチェーン接続することができます。 これはロボット工学において特に有益です。 デイジーチェーン接続のフィードバックにより重量とケーブル配線が軽減され、最終的にコスト削減が促進されます。 ロボットは、さまざまなロボット ジョイント、エンド エフェクター、ベース全体に 12 個以上のエンコーダ デバイスを搭載できます。 ケーブルの数が減ることで、設計者はロボットの重量と全体の設置面積を削減できます。

EnDat 3 はバスまたはハブ アーキテクチャもサポートしており、バスとコントロールを接続する 1 本のケーブルでさまざまなセンサーを直接接続し、コントローラーに供給することができます。 これにより、マシンの複数の側面をタイムスタンプ付きで一度に監視できるようになります。 データをモデル化して、通常の操作中のベースラインを決定し、望ましくない動作のトラブルシューティングに役立てることができます。

設計者は、いわゆる 2-in-1 エンコーダを使用することで、ロボット ジョイントのサイズとコストをさらに削減することもできます。 一般的なロボット ジョイントでは、モーターとギアボックスの反対側の両方にエンコーダーが必要です。 KCI 120 Dplus を使用すると、設計者はジョイントあたりのエンコーダの数を 2 から 1 に減らすことができ、その結果、設置面積が小さくなり、システム コストが削減されます。

KCI 120 Dplus の独自の特性とモーターへの取り付け方法により、トルク センサーを置き換える追加容量があります。 複数の機能を少数の製品に組み合わせることで、システム設計者はコストを削減し、設計に必要な設置面積を削減できます。

オロスコ:小型化は重量とスペースを削減できるため、大きな利点があります。 たとえば、精密な回転-直動スクリュー技術の小型化により、電動アクチュエータの消費電力が削減され、半導体アプリケーションや医療オートメーション機器に新たな機会が開かれます。 エンコーダーなどのフィードバック デバイスは時間の経過とともに改良されてきました。 サーボ モーターは、位置に関するフィードバックを提供するエンコーダーを搭載できることで成長してきました。 強化されたステッピング モーターは、エンコーダーが位置フィードバックも提供できるようにする閉ループ システムとのギャップを埋めています。 直線運動のエンドユーザーは、モーターとエンコーダーがアクチュエーターに提供する強化されたフィードバック技術の恩恵を受けます。 エンドユーザーはモーター速度とモーター位置を確認し、モーター失速の特定または検出に役立てることができます。

ハイデンハインの KCI 120 Dplus ロータリー エンコーダは、誘導スキャン機能を備えており、汚染や磁場に対する耐性を備えています。 剛性設計により、ステータでは最大 400 m/sec2、ローターでは 600 m/sec2 の高い振動負荷が許容されます。

エンコーダの機能の向上により、より高性能なネットワーキングおよび接続オプションの需要がどのように高まっているのでしょうか?

カクロ:ダウンタイムの削減と効果的なトラブルシューティングのための診断データを提供する信頼性の高いエンコーダ ソリューションへの移行には、最終的には追加のより高性能なネットワークおよび接続オプションが必要になります。 当社の最新のエンコーダ ソリューションを使用すると、追加のデータ ストリームをサポートできないことが多い既存のレガシー システムをアップグレードすることなく、視覚的なインジケータやデジタル出力などのシンプルなインターフェイスから貴重な洞察を収集できます。 ただし、「スマート」センサーからのデータの急増により、最終的には、この増加したデータ スループットを処理できる新しいシステムの導入が促進されるでしょう。

フィードバックまたは分散制御の使用を可能にするエッジ デバイスを提供していますか?

パツコウスキー:エッジのハードウェアには、基本センサー、インテリジェント機器、フィールド デバイス (スマート ソレノイドや VFD など)、ゲートウェイ、PLC/PAC コントローラー、エッジ コントローラー、産業用 PC、HMI などが含まれます。 これらのデバイスはそれぞれ異なるため、相互に関連しており、場合によっては機能が重複することもあります。 すべてのデジタル変革のニーズに対応できる単一のデバイスはありません。

エマソンは、これらすべてのタイプのデバイスを網羅する広範なテクノロジーのポートフォリオを開発し、すべてソフトウェアと連携し、互換性をテストしました。 PACSystems コンピューティング デバイスと PACEdge IoT イネーブルメント プラットフォームを使用すると、ユーザーはローカルおよびクラウドでデータに接続、転送、保存、分析、視覚化するための幅広いオプションを利用できます。 ユーザーは、IT およびサイバーセキュリティの要件を満たしながら、小規模なパイロット プロジェクトから完全なデータ統合ソリューションまで拡張できる、構築可能でサポート可能なシステムを迅速に作成できるプラットフォームを使用していると確信して、アプリケーションのニーズに集中できます。

モジュール式およびユーザー形式の製品について何か言えますか?

カクロ:機械の複雑さの増大、在庫コストの削減の必要性、およびサプライチェーンの圧力に伴い、顧客は部品の在庫切れによる不必要なリスクに生産をさらすことなく在庫を統合したいと考えています。 その結果、複数の部品番号を合理化された柔軟なエンコーダのセットに統合するために、よりプログラム可能でカスタマイズ可能なエンコーダ オプションが増加する傾向が見られます。 エンコーダの分解能を超えて、インデックスパルスの位置や位相などのエンコーダ信号特性を設定できる機能により、エンドユーザーは在庫目標を達成するためのさらなる可能性を得ることができます。