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高速パンチングマシンの異常振動による不良品発生？
実績 ｜ 高速パンチングマシンの異常振動による不良品発生？高速パンチングマシンは、高速でプレス加工を行うため、異常な振動や揺れが発生すると不良品が発生しやすくなります。どのようにして早期に防ぐことができるのでしょうか？
高速パンチングマシンの加工特性
高速パンチングマシンの加工プロセスは、少量多品種の金属プレス加工が特徴であり、主な材料として鋼、アルミニウム、ステンレス鋼などが使用されます。特にスピーカーの金属メッシュパネルの製造に一般的に用いられます。
生産プロセスでは、材料の展開や拡張を通じて廃材を最小限に抑え、大幅なコスト削減が可能となります。
金属メッシュパネル（エキスパンドメタル）とは？
金属メッシュパネル（エキスパンドメタル）は、多孔構造を持つことでスピーカー内部の精密部品を保護する役割を果たします。また、モダンなデザインに適し、耐久性が高く、柔軟な活用が可能なため、建築装飾、車両通気口、建設現場の設備、コンクリート補強、フェンスなど、幅広い用途で活用されています。
加工工程では、メッシュの穴の形状やサイズ、色を自由にカスタマイズすることが可能であり、代表的な形状としては、菱形、円形、六角形などがあります。
しかし、高速パンチングマシンは、プレス加工速度が非常に速いため、機械に異常な揺れや位置ズレが生じると、容易に不良品が発生してしまいます。では、毎回の動作が正確かどうかをどのように確認すればよいのでしょうか？
解決策と監視方法
VMS-ML 機械学習型スマート監視システム
高速パンチングマシンは、高速加工により金型の品質が製品の出来栄えに大きく影響を与えます。
そのため、事前に金型の品質を確保することで、大量の不良品の発生を防ぐことが可能です。
当社では、金型の品質を測定し、機械学習を用いて加工中の動的信号を解析し、加工状態の基準を定義して管理します。
長期間の状態トレンドを可視化することで、金型の劣化状態を事前に把握し、不良品の発生を未然に防ぐことができます。
測定状況
設備稼働の可視化管理
動的信号の可視化管理では、測定されたデータを直感的に理解しやすいグラフや画像に変換することで、プロセスに潜む情報を発見し、オンライン監視の基準として活用します。
＃しきい値管理： 短時間のダイレクトドライブスイッチの動作を管理し、定量的に評価。
＃機械学習による管理： 機械学習を通じて、機械の稼働状態が毎回一貫しているかを確認。
＃異常信号の検出： 高速プレス機では、非常に密度の高い信号が発生するため、従来の上下限しきい値では管理が困難。
VMS-ML 機械学習型スマート監視システムを活用することで、正常なプロセスを学習し、基準と比較して異常信号を迅速に検出可能。
また、異常の原因を迅速に特定するために、VMS-PH 設備動態管理分析装置の動的解析機能を利用できます。
機械学習を活用し、プロセスデータを学習し適正な信号規範を作成。
画像はエキスパンドメタル加工の3回目の動的信号を示す。
動的解析を用いて異なる回転速度での加工信号を定義し、機械の挙動を可視化し、揺れのタイミングの違いを明確にする。
機械学習により、正常時のタイミング規範と異常発生時の比較を行う。
機械の揺れは低周波帯域に影響を与えるため、周波数解析により測定。
測定結論
機械の揺れに関する評価には、VMS-PH 設備動態管理分析装置の「動的解析」および「周波数解析」を活用し、設備の状態管理基準として使用可能。
また、工場内のモーター、スピンドル、ボールねじ、ガイドレール、XYZ軸の動作、加工プラットフォームの防振状態の評価には、VMS-PM 機械動態分析装置が推奨される。
今後の機械加工状況の監視には、VMS-ML 機械学習型スマート監視システムを活用することが可能です。
VMS-ML 機械学習型スマート監視システム
VMS-ML
不良品の発生をリアルタイムで検知・防止
よくあるご質問（FAQ）
高速パンチングマシン（高速網穴あけ機）で装置の揺れを監視する必要があるのはなぜですか？
高速パンチングマシンは加工速度が速いため、高速プレス中に異常な揺れ、振動、または位置の不一致が発生すると、金属メッシュ板の穴位置のズレ、加工品質の不安定化、不良品の発生を招きやすくなります。そのため、動的信号監視を通じて毎回の動作が一致しているかを確認する必要があります。
高速パンチングマシンは主にどのような製品に使用されていますか？
主に金属メッシュ板やエキスパンドメタルの加工に使用され、材質にはスチール、アルミニウム、ステンレスなどが含まれます。一般的な用途としては、オーディオスピーカーの金属メッシュ、建築装飾、車両の換気ルーバー、建設現場の設備、コンクリート補強材、防護フェンスなどがあります。
装置の揺れは金属メッシュ板の品質にどのように影響しますか？
金属メッシュ板は多孔質構造であり、穴の形状、寸法、配置の均一性が製品品質に影響を与えます。高速プレス時に装置が揺れたり、金型の状態が不安定になったりすると、穴の寸法のばらつき、外観の歪み、加工位置の誤差、および大量の不良品を引き起こす可能性があります。
VMS-MLは高速パンチングマシンをどのように監視しますか？
VMS-ML機械学習インテリジェント監視システムは、正しいプロセスにおける加工の動的信号を学習し、標準信号の基準を構築します。その後の加工信号が正常な基準と一致しない場合、システムは異常信号を迅速に捉え、金型や装置の状態が異常であるかどうかを現場でリアルタイムに判断するのをサポートします。
高速プレスにおいて、上限・下限のしきい値管理だけでは不十分なのはなぜですか？
高速プレスの信号は非常に密集しているため、上限・下限のしきい値を使用するだけでは、毎回の動作タイミングが一致しているかを判断するのは困難です。機械学習による管理を通じて、加工動作の完全なパターン（Pattern）を比較できるため、高速パンチングマシンの微細な異常やタイミングの違いを識別するのにより適しています。
高速パンチングマシンの監視を導入するメリットは何ですか？
監視を導入することで、設備の稼働状態を可視化し、動的分析とスペクトル分析を通じて装置の揺れ状況を把握し、金型の状態を長期的に追跡できます。これにより、異常の早期発見、不良品の流出防止、材料の無駄の削減に役立ち、今後のオンライン監視や予知保全の基盤を確立することができます。