熱探知カメラは熱成形工程のスクラップを軽減する

グーベシュ・グループはオプトリスPIシリーズの赤外線カメラを導入して、自動車の外装パーツ製造を最適化しています。熱形成時の安定した温度プロファイルが高品質を確保し、カスタマーロイヤルティも向上させました。

深い引抜き加工に必要な複合繊維シートの厚さが2.3から3.5ミリメートルあり、グラスファイバーで強化されています。プラスチックシートは、完璧なパネル部品に成形する前段階で、加熱する必要があります。この工程は熱成形機器の光点フィールドにある低レベルと高レベルのヒーターで行われます。

加熱後、複合繊維シートはパネル部品の鋳型にプレスされ、その後で冷却されます。この加熱と成形の間の所要時間を最短にします。成形工程に加え、機能グループ（例えば吸気口ノズルなど）の成形も同時に行われます。その後の工程で、パネル部品はレーザーでカットされ、成形が完了した後に組み立て部門に運ばれます。

工程の最適化が第一目的

当社のパートナーは革新的な熱形成と射出成形の分野で総合的な一括サービス事業者として活発に事業を行っています。

グーベシュ・グループの第一目的は最適過程の実現で、これによって安定した製造と最適周期時間が確保され、製造過程で生じる不具合も最小限に抑えられます。開発段階では、温度設定が高すぎたり、温度プロフィールが過剰に低すぎることで生じる折り目の形状の不具合などで、パネル部品が焦げることがありました。ここで必要なことが、放射ヒーターの温度設定と温度管理を継続的にモニターで、この工程での大きな挑戦でもあります。

工学博士トーマス・ムラー＝レンハルト、グーベシュ・グループ研究開発責任者のリポート：「最初に各サイドに置いたパイロメーターの使用では不十分だと照明されました。その理由は素材を完全にカットする部門での温度差が大きかったためです。そこでライン上に複数のパイロメーターを設置することが考えられました。しかし、ここで到達できるリゾリューションは低すぎるものでした」

オプトリスPI赤外線カメラが完璧なソリューションを提供します。このカメラは主要な複合繊維シートの広範囲の温度測定が可能なため、コールドスポットやホットスポットのような個別の測定値も、表面全体の温度プロフィールも表示することができます。64°のワイドアングルレンズが装着されているオプトリスPI熱探知カメラをスターター分野の加熱セクションの上部と下部に設置します。

加熱システムに隣接しているため、カメラの前面に当たる外気温度は最高315℃になり、これはカメラに追加の防護材が必要な高温です。これを踏まえた解決策は、水で冷却する冷却筐体に入れた熱探知カメラを設置し、各筐体の前に分離プレートを設置することでした。

これによって、熱探知カメラに最適な35℃から40℃の温度を保ちます。オプトリスPIの温度耐性の上限である50℃を超えないようにするためには、オプトリスPIXコネクトソフトを使ってカメラ内部の温度をチェックします。

ソフトがプログラムされた社内からのデータ評価と推薦動作

温度の評価はオプトリスPIXコネクトソフト経由で行われます。この赤外線カメラ用の総合的なソフトがユーザーに提供されます。このソフトを使って温度の分析と記録を行い、自動的に行程を制御することもできます。このソフトを使用すると、80Hzまでの動画とスナップショットを記録でき、ユーザーの用途に適した高度なカスタマイズも可能です。

グーベシュ・グループでは、COMポートインターフェース経由でユーザーが使用するインターフェースに送られます。このソフトはnovo.design（独ノイシュタット・アン・デア・アイシュ拠点）が開発したもので、定義したインターバル時間で2台のカメラからの新たなスナップショットが期待されます。  同時に、両方のカメラからの温度測定値が読み込まれ、バッファリングされます。最も重要な情報は温度図に表示されます。事前に定義した温度の上限と下限により、温度が上限や下限を超えた場合の即時アラームを設定することも可能です。 「機械を簡単に使用するために、アラームはポップアップ・ウィンドウに表示され、その工程の担当者が取るべき行動も同時に表示されます。これにより、工場内の対処法を確実にできます」と、トーマス・ムラー＝レンハルトが説明します。

このカメラはUSBインタフェースを使ってコンピュータに接続します。カメラの追加インターフェースがプロセスインターフェース（PIF）で、これによって外部からのトリガー信号をカメラに送ることができます。このトリガーインターフェースは、電圧信号を使った自動スナップショットを可能にします。このための信号は機械制御システムによってもたらされます。個々のプラスチックシートの最新のスナップショットがディスプレイ歴に表示され、プロセス書類の一部として記録されます。

最適なサイクルタイムと削減できるスクラップ量

グーベシュ・グループでのオプトリスPI熱探知カメラを導入後の明らかな利点は、放射ヒーターの温度設定と盛業をモニターすることでもたらされた製造工程の最適化です。PI熱探知カメラを使用することで、最高加熱点での最適サイクルタイム90秒に到達できました。これによって生産量と生産性が最大化されました。

「一定の温度プロファイルがあるため、
製造のスクラップも削減されました」

と、この結果に満足したトーマス・ムラー＝レンハルトが説明します。

しかしグーベシュ・グループにとって一番の利点は高品質を確保したことです。最適な加熱温度の一定化を果たしたことで、顧客からの高品質に対する要求に応えることができ、顧客ロイヤルティを獲得し、受注量が増えました。

オプトリス製品の信頼性には説得力がある

「グーベシュ・グループにとってオプトリスPI選択は確実なことでした。曲げ工程の折りたたみユニット用パイロメーターがすでに業界で高い評価を得ているため、信頼できるオプトリス製品だからこそ、新たな連続生産でも選択したわけです」と、オプトリスの地域営業部長アンドレアス・タイラッカーが言って続けます。「IR測定装置、アクセサリーには多様なモデルがあり、ソフトというオプションがある点が利点と証明されました」

オプトリスは工業用途での熱探知カメラのソリューション（工業プラグ付きIP 67など）を提供しているだけでなく、冷却筐体などの重要なコンポーネントやUSBインターフェースを使った簡単な工場と統合なども提供しています。ライセンスフリーの熱分析用総合カメラソフト提供とユーザーのソフトへデータを転送するソフトインターフェース（COMポートやDLL）の無償利用は、オプトリスPI熱探知カメラを選択するもう一つの理由となっています。

一目瞭然の長所

• プラスチックシート全体の温度プロフィールの表示
• 簡単な放射ヒーター温度の制御
• サイクルタイムの削減
• 工場と製造量の活用の最適化の実現
• 製造の不具合の最小化
• 高いレベルのお客様満足度とロイヤルティの確保