国際規格IO-Linkの基礎知識と製造現場での活用事例

すべての 産業で グローバルに広がる IO-LINKのコミュニケーション

IO-Linkで話そう | 3 目次 高速で柔軟、効率的な製造 4 IO-LINK – 理想的なソリューション モジュラー方式の制御コンセプト 6 時代の先を行くIO-LINK 8 IO-Linkによる時間とコストの削減 14 データの追跡 10 フィールドバスからの移行 15 測定と制御、調整 11 自動制御ロボット 16 見える化 12 I/O信号の集約と省配線 17 搬送と組立て 8 低コストでさらなる効率化 18 IO-Linkで話そう 40 光学識別コードの確実な 20 インタフェースの統一化と 　　 読取り 　　 省配線 42 工具管理の自動化 22 メンテナンス不要のツール 44 既存システムへ状態監視 　　 チェンジャー 機能を簡単レトロフィット 18 24 組立工程のワークの位置決め 46 材料とプロセス媒体の 26 プロセス媒体の監視 リモート監視 28 稼働状態を簡単に見える化 48 Safety over IO-Link 製造プロセス全体に広がるIO-LINK 30 継続的な状態監視で予兆保全 50 クランプ装置の安全性確保 32 工作機械のクランプ位置監視 52 電気的ノイズのある領域での 34 データ収集の自動化 　　 確実な信号伝送 36 フォーマット変更の自動化 54 最適なパワーサプライで 38 アブソリュート方式の 　　 安定した運用 　　 位置決めと終端位置検出 サービス 56 リファレンス 58 www.balluff.com

4 | IO-Link – 理想的なソリューション 高速で柔軟、効率的な製造 IO-LINK – 理想的な ソリューション たった１つのインタフェースでプロセス品質が向上 産業用ネットワークと国際通信規格であるIO-Linkのコンビネーションは、より高速でより 柔軟、より効率的、より汎用的な製造ラインの構築に最適なソリューションです。これによ り、増加の一途をたどるデータ量を確実に管理できるインフラを確立できます。プロセス 全体を通してデータは透明化され、末端のデバイスからITレベルまでシームレスな通信が 可能になります。つまり、IO-LinkはIndustry 4.0の実現に理想的な技術ということです。 なぜ、IO-Linkがネットワークのパフォーマンスを向上させるか IO-Linkは、末端のデバイスレベルから制御レベルをつなぐ、I/O通信で最初の国際標準 規格(IEC 61131-9)です。この汎用性の高いユニバーサルなインタフェースは、あらゆる 産業用ネットワークにつなげられ、標準的な非シールドケーブルでポイント・トゥ・ポイント 接続します。IO-Linkはすべてのセンサやアクチュエータの信号をコントローラに伝送す るだけでなく、逆に制御情報をセンサ・アクチュエータレベルへ送ることで革新的な結果 を生みだします。 この国際標準規格により、すべてのセンサが産業用ネットワークと通信できるようになり、 アナログ信号はノイズの影響を受けにくいデジタル化されたデータとして伝送されま す。IO-Linkは完全に網羅した継続的な診断情報の提供だけでなく、コントローラからIO- Linkデバイスを自動的に設定することもできます。つまり、IO-Linkにより、立上げがシン プルになります。さらに、IO-LinkマスタポートとIO-Link対応のセンサやアクチュエータ を接続するためのケーブルは、標準的な３線または４線の非シールドケーブルだけです。 www.balluff.com

時代の先を行くIO-Link | 7 モジュラー方式の制御コンセプト 端子台配線からフィールドバス シンプルで柔軟、ユニバーサル: IO-Link! 端子台配線からフィールドバスへの移行は非常に大きな一歩でし フィールドバスの弱点は、IO-Linkにより過去のものとなります。 時代の先を行くIO-LINK た。フィールドバスにより、ケーブルの配線に関する膨大な敷設作 産業で標準的に使用さている3芯または4芯の非シールドケーブ 業がなくなり、コストを大幅に削減することができました。フィール ルは非常に柔軟で、たくさんの屈曲にも対応します。また、M５/ ドバスが作業工数を削減したのは、1本のバスケーブルが大量の M8/M12コネクタの採用により、「配線」は簡単な「接続」に変わ 配線に置き換わっただけではありません。必要な端子数が減るた り経済的になります。つまりIO-Linkにより、豊富な種類のデバイ め、端子材やスペースの節約もできます。同時に、バスケーブルは スの接続を標準化できます。さらにIO-Linkは、非常に柔軟な制 異なる制御レベルの機器も接続できます。これにより、制御盤のな 御コンセプトも実現できます。この汎用性とシンプルさ、性能の高 いシステムも構築可能になりました。 さを持つユニバーサルなインタフェースが、「FA界のUSB」と呼ば れる所以です。 フィールドバスの落とし穴 しかし、IO-Linkの柔軟性はこれだけに留まりません。Safety over IO-Linkは、IO-Linkの技術を活用してセーフティとオートメ しかし、フィールドバスケーブルにより配線や敷設の工数が圧倒 ーションを1つのシステムに統合する初めてのセーフティソリュー 的に削減されたとしても、問題がないわけではありません。フィー ションです。Safety over IO-Linkは、センサやアクチュエータの ルドバスケーブルは信号レベルが低く、ノイズや屈曲に弱く、シー 様々なデータと同様にセーフティ情報も提供します。このセーフテ ルドが要求されるため高価です。 ィコンセプトにより、両方の世界の利点を得ることができます。 端子台配線 フィールドバス/産業用ネットワーク IO-LINKによる柔軟なシステム構成 SAFETY OVER IO-LINK PS CPU IN OUT 1 2 12 10 4 5 4 6 9 11 2 7 3 13 8 2 14 15 1 端子台 6 IO-Link対応LED積層信号灯 11 IO-Link対応バルブコネクタ 2 センサ 7 IO-Link対応圧力センサ 12 IO-Link対応I/Oハブ 3 分配器 8 産業用RFIDシステム 13 IO-Link対応セーフティハブ 4 バルブ接続部 9 IO-Linkゲートウェイ 14 光学式セーフティデバイス 5 リモートI/O 10 IO-Link対応アナログ 15 緊急停止スイッチ 　 コンバータ www.balluff.com

低コストでさらなる効率化 | 9 低コストでさらなる効率化 IO-LINKによる 制御用PLC 時間とコストの削減 セーフティPLC 産業用ネットワーク対応 簡単設置 さらに効率的な運用 IO-LINKゲートウェイ IO-Linkの接続で必要なのは、産業で標準 IO-Linkを活用すれば、センサへのアクセ 的な3芯または4芯のケーブルのみです。 スは重要な要件ではなくなるため、プロセ この一様で標準化されたインタフェースを ス測定に最適な場所へセンサを配置でき 活用すれば、どんなに複雑なデバイスであ ます。プロセスの監視やIO-Linkデバイス っても、素早く簡単に産業用ネットワーク の設定と障害の解析は、すべてコントロー の世界に統合できます。そして、特に大き ラで完結します。さらに装置のシーケンス なメリットは、デジタル通信であるため高 も時間的に最適化できます。高い信号品 価なシールドケーブルが不要なことです。 質を確保するデジタル化されたデータ伝 アナログの測定値はA/DやD/Aの変換な 送により、信号の遅延や歪みも確実に解消 く、そのまま伝導されます。 されます。 IO-Linkでは、IO-Link対応のセンサやア 稼働率向上 クチュエータだけでなく、既存の標準的な I/Oデバイスやアナログ機器も同時に使用 IO-Linkは、迅速でエラーのないデバイス できるため、幅広いアプリケーションの要 SAFETY-OVER- 交換と試運転を可能にします。交換する 求にも簡単に対応することができます。 IO-LINK対応 IO-LINKハブ* IO-Linkデバイスのパラメータは、IO-Link デバイス マスタポートから新しいデバイスへ自動的 に書き込まれるため、ダウンタイムを大幅 高性能で安定したネットワーク に削減できます。装置の立上げやフォーマ ット変更、レシピ変更を行う際、デバイスの IO-Linkを活用した制御コンセプトは、シン 設定はコントローラのプログラムやファン プルかつ汎用性の高いソリューションで、 クションブロックで一元的に処理できま 高性能で安定したネットワークを実現しま す。これにより、時間の節約と入力ミスの す。このユニバーサルなインタフェースに 可能性を最小限に抑えることができます。 より、これまで以上の柔軟性をより低コス さらに、IO-Linkではすべてのデバイスを トで得ることができます。 自動的に識別するため、デバイスを混同す ることがありません。 次のページから紹介する典型的なアプリ ケーション事例で、IO-Linkが切り開く可 能性をご覧ください。 状態監視と予兆保全 プロセス全体の診断情報により、要求に応 じたメンテナンスが可能です。また、IO- 標準的な セーフティ Linkを介して自動調整の機能を組み込め センサ/ センサ/ ば、メンテナンス間隔を延長させることが アクチュエータ アクチュエータ できます。また、すべてのプロセスパラメー タがコントローラで取得できるため、障害 を予知することができます。 *PROFINETのみ対応

10 | 低コストでさらなる効率化 低コストでさらなる効率化 | 11 DXの標準化を推進するIO-Link 必要なのは簡単なM12コネクタ接続だけ フィールドバスからの移行 自動制御ロボット すべてのネットワークでプラグ・アンド・プレイ ダウンタイムの縮小化でコスト削減 多くの製造装置メーカーや製造ラインビルダーは、グローバルで 各産業用ネットワークに対応するには、IO-Linkゲートウェイのみ 最新のロボットシステムでは、主にロボットアームを通してたくさ 空間を介してデータと電力を伝送するインダクティブカプラにより マーケティングと販売を行っています。つまり、自社の製品は、異な を交換するだけで、それ以降の機器構成ほぼ変更なく、余計な手 んのセンサを接続する必要があります。しかし、省エネを実現しな 迅速なツール交換が実現できます。非接触のプラグ・アンド・プレ る様々な国の要件に応えなければなりません。また、その地域や 間なしにシームレスに設置・立上げを行うことができます。 がら、最大限の可動範囲と高速性を確保するためには、ロボットア イにより、新しいツールに素早く交換でき、IO-Linkを経由してコン 顧客の要望の沿ったコントローラやネットワークに対応する必要 ームが軽量であることが望まれます。さらに、膨大なコストと工数 トローラからパラメータを設定することも可能です。システムの自 があります。 が要求されるたくさんの配線は効率性とメンテナンス性の観点で 動化レベルと柔軟性、タクトが向上し、ケーブルやコネクタの破損 課題があります。 によるダウンタイムが大幅に削減されます。 CC-Link IE FieldやCC-Link IE Basic、EtherCAT、EtherNet/ IP、PROFINETなど、お客様がどの地域、どの産業用ネットワーク IO-Linkでこれらの課題を解決できます。ロボットのセンサ機能を を活用していても、IO-Linkであれば同一の構成と設置方法に標 確保する為に必要なのは、標準的なM12コネクタの接続だけで 準化できます。 す。特別なコネクタやケーブル、配線は必要ありません。IO-Link 対応のI/Oハブとバルブコネクタで簡単に接続でき、複雑さを大 幅に軽減できます。 7 6 4 5 6 9 7 1 2 9 3 6 8 9 7 9 1 IO-Linkゲートウェイ 6 拡張ポート搭載IO-Link対応I/Oハブ、PNP、M12 2 産業用ネットワークケーブル 7 IO-Link対応バルブコネクタ 3 電源ケーブル、7/8” 8 IO-Link対応センサハブ、PNP、M12 4 IO-Link対応インダクティブカプラ, 40 × 40 mm、ベース、双方向 9 両端M12コネクタ付きケーブル、4芯 5 IO-Link対応インダクティブカプラ, 40 × 40 mm、リモート、双方向 www.balluff.com

12 | 低コストでさらなる効率化 低コストでさらなる効率化 | 13 分散化コンセプトによる拡張 I/O信号の集約と省配 M8コネクタIO-Link対応I/Oハブ IO-Link対応バルブコネクタ R R I/O拡張の制限を軽減 最大496点のI/Oを接続 IO-Linkを活用すれば、最大496点のI/Oをたった一つのIPアドレ １6個のIO-Linkマスタポートを搭載するIO-Linkゲートウェイを用 スに割り付けることができます。これにより、貴重なIPアドレスを節 いれば、最大496点のI/Oを接続できます。拡張数は2倍になり、指 約でき、制御設計の難しさを軽減することができます。 数関数的にコストを削減できます。 バルーフ独自の拡張ポートを搭載したIO-Ｌｉｎｋ対応I/Oハブがこ このトポロジーに必要なのは、産業で標準的3芯や4芯の非シール こではスタンダードになります。IO-Linkゲートウェイと組み合わせ ドケーブルです。このシンプルなケーブルでIO-Linkのすべての機 ることで、I/O設置の分散化に全く新しい選択肢が加わります。こ 能を利用でき、配線の手間とコストを削減できます。 の拡張ポートには同型のI/Oハブ、またはバルブコネクタを簡単に プラグ・アンド・プレイで追加できます。 I/Oの追加が必要になって これにより、全体の導入コストが平均で10～20％、最大では60% も、高価なゲートウェイを追加せず、これで簡単に拡張できます。 節約できた実績があります。 プラスチック メタル M12コネクタIO-Link対応I/Oハブ R 1 2 3 3 8 プラスチック メタル プラスチック プラスチック (耐溶接環境) (耐高圧洗浄) IO-Link対応ユニバーサルインタフェース IO-Link対応SmartLight R R 4 M12コネクタIO-Link対応アナログハブ IO-Link対応アナログコンバータ R R 4 5 7 6 5 I/O Expansions 1 IO-Linkゲートウェイ 5 IO-Link対応バルブコネクタ (Festo、Bosch Rexroth) 2 産業用ネットワークケーブル 6 IO-Lik対応バルブコネクタ (SMC、Parker、Norgren) 3 電源ケーブル、7/8” 7 IO-Link対応バルブコネクタ (Numatics) プラスチック メタル プラスチック ステンレス 4 拡張ポート搭載IO-Link対応I/Oハブ、PNP 8 両端M12コネクタ付きケーブル、4芯 www.balluff.com

14 | 低コストでさらなる効率化 低コストでさらなる効率化 | 15 透明化でプロセスを最適化 プロセス媒体を正確に供給 データの追跡 測定と制御、調整 品質の確保 オイルフィーダーの油圧シリンダの事例 IO-Link対応センサとRFIDシステムのインテリジェントなコンビネ データ量や速度に応じて、私たちは最適なシステムを提案しま IO-Linkと標準的な非シールドケーブルでプロセス媒体を正確に センサはオイルの流量、温度、圧力を測定します。これらのデータ ーションにより、費用対効果に優れた識別機能とプロセス信号の す。RFIDプロセッサ BIS Vは、大容量データを高速で処理します。 供給できます。必要なのはデータの受信と伝送を行うたった1つの はIO-Linkゲートウェイを介して可変レギュレータへ継続的に送ら 処理を同時に得ることができます。 もし、LFとHF、UHFの異なるRFIDシステムを同時に運用する場合 IO-Linkゲートウェイと各種センサのみです。そのため、IO-Linkゲ れます。可変レギュレータはデータと公称値を比較し、必要に応じ も、BIS Vは最適です。BIS Vは、接続するアンテナにより、異なる ートウェイを組込む制御回路に対して必要なIPアドレスは１つだ て、コントローラーに再調整のためのフィードバックを送ります。 品質保証を確保するため、RFIDシステムはすべての生産プロセ 周波数帯のRFIDタグを同時に処理することができます。 けです。 スの情報の記録とリアルタイムのトレーサビリティを実現します。 これにより、コントロールバルブによる油圧シリンダの正確な制御 低周波数帯(LF)や高周波数帯(HF)、超高周波数帯(UHF)などの IO-Linkゲートウェイは、I/OハブやIO-Link対応デバイスを接続し オイルフィーダーの油圧シリンダの場合、圧力、温度、流量の各種 が可能になります。IO-Linkゲートウェイを介して、この情報はコン RFIDの通信周波数や通信距離に関わらず、データはワークやパ て、標準的な識別タスクをこなすのにも最適です。例えば、各生産 センサとコントロールバルブ、最適な油の流れを確保する油圧シ トローラーへ送られ、油圧シリンダの位置決めコマンドに変換さ レットに直接記録され、紐付けられます。 工程において、ＬＥＤ積層信号灯ＳｍａｒｔＬｉｇｈｔで生産や品質の状 リンダ自身も含め、関連する機器を完全自動化で測定、制御、調 れます。この命令はIO-Linkゲートウェイを介して、コントロールバ 態を見える化することも可能です。 整を行うことができます。 ルブへ送られます。そして、忘れていはいけないのは、この制御回 路の配線はすべて３芯または4芯の非シールドケーブルで行われ ているということです。 1 2 2 3 9 9 9 9 9 9 9 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 8 6 7 5 11 10 10 12 10 10 8 8 5 11 8 8 4 Hydraulic cyl- inder 3 4 4 2 10 1 10 Variable Flow sensor, regulator temperature sensor Control valve 1 IO-Linkゲートウェイ、8 × IO-Linkマスタポート 1 IO-Linkゲートウェイ、8× IO-Linkマスタポート 7 IO-Link対応アナログコンバータ、出力 0～10 V DC 2 産業用ネットワークケーブル、M12-RJ45、シールド 2 産業用ネットワークケーブル、M12-M12、シールド 8 M12対応アナログハブ、M12コネクタ 3 産業用ネットワークケーブル、M12-M12、シールド 3 電源ケーブル、7/8”、４芯または5芯 9 両端M12コネクタ付きケーブル、4芯 4 電源ケーブル、7/8”、４芯または5芯 4 IO-Link対応圧力センサ 10 両端M12コネクタ付きケーブル、4芯、シールド 5 RFIDプロセッサ BIS V、4 × アンテナ、1 × IO-Linkマスタポート 5 産業用ネットワーク対応磁歪式リニアスケール BTL 11 磁歪式リニアスケール用マグネットポインタ 6 RFIDアンテナ 6 IO-Link対応アナログコンバータ、入力 0～10 V DC 12 片側M12コネクタ付きケーブル、電源用 7 RFIDタグ 8 M12IO-Link対応I/Oハブ、16 × I/O、PNP 9 IO-Link対応LED積層信号灯 SmartLight、3セグメント 10 両端M12コネクタ付きケーブル、4芯 11 両端M12コネクタ付きケーブル、4芯、シールド www.balluff.com

16 | 低コストでさらなる効率化 低コストでさらなる効率化| 17 稼働状態の継続的診断 複雑なタスクをこなすネットワーク構成 見える化 搬送と組立て ハードウェアの組み換えが不要のセットアップ 様々な種類のデバイスの集約 もし、生産ラインで生産の進捗情報を見える化したいなら、ＬＥＤ積 SmartLightは一切のハードウェアによる組み換えは不要です。ラ センサ信号やアナログ信号の集約やエアシリンダの制御、データ これを実現するために必要なのは、生産セグメントごとに1つの 層信号灯 SmartLightが完璧なソリューションを提供します。 ンライト、スタックライト、レベルモードの状況から選択できる表示 の記録と追跡、 SmartLightによる稼働状態の見える化などのｔア IO-Linkゲートウェイを搭載するだけです。これにより、ネットワー SmartLightは進捗や傾向を表示することで、様々な場面での継 モードは経験や国籍を問、誰でも一目で状態を判断できます。コン スクが必要になったとしても、リモートI/Oやアナログセンサ、RFID クモジュールの数を減らすことができ、各機器の使用の有効/無 続的な監視を可能にします。これにより、生産タクトの最適化や障 トローラから光の移動や点滅速度、色彩の変更、最大５つまでの アンテナ、バルブコントローラを接続できる、たった１つのネットワ 効を選択することができるようになります。 これにより、最高の柔 害のメンテナンスの早期認知が可能です。 セグメントの数を自由に設定することができます。 ークモジュールでこれらのタスクを処理できます。 軟性とコストの削減を得ることができます。さらに、このIO-Linkゲ ートウェイはとてもパワフルです。 ディスプレイやネットワークスイ ッチ、ウェブサーバー機能を内蔵し、とても操作が簡単です。 4 4 4 4 6 6 6 7 7 7 7 7 8 8 2 4 4 3 5 9 10 9 2 9 10 9 5 3 5 5 1 5 5 セル 10 セル ２０ セル 3０ セル 4０ 1 1 IO-Linkゲートウェイ 1 IO-Linkゲートウェイ 2 産業用ネットワークケーブル 2 産業用ネットワークケーブル 3 電源ケーブル、7/8” 3 電源ケーブル、7/8” 4 IO-Link対応LED積層信号灯SmartLight、5セグメント、ブザー付き 4 IO-Link対応センサハブ、M8、16 x PNP 5 両端M12コネクタ付きケーブル、4芯 5 IO-Linkバルブコネクタ 6 SmartLight用スタンド、高さ 400 mm 6 IO-LinkLED積層信号灯SmartLight、3セグメント 7 SmartLight用スタンド、高さ 100 mm 7 IO-Link対応RFIDアンテナ 8 RFIDタグ 9 両端M12コネクタ付きケーブル、4芯 10 両端M12コネクタ付きケーブル、4芯、シールド www.balluff.com

18 | 製造プロセス全体に広がるIO-Link 製造プロセス全体に広がるIO-Link | 19 メンテンナンス不要の ツールチェンジャー P22 工具管理の自動化 P42 インタフェースの統一化と 材料とプロセス媒体の リモート監視 P46 省配線 P20 電気的ノイズのある 領域での確実な 信号伝送 P52 光学識別コードの 確実な読取り P40 アブソリュート方式の 稼働状態を簡単に 位置決めと終端位置検出 P38 見える化 P28 組立工程のワーク の位置決め P24 工作機械のクランプ プロセス媒体の監視 P26 位置監視 P32 製造プロセス全体に広がるIO-Link IO-LINKで話そう 物流、保守・メンテナンス、製造、組立て、検査、包装など、 バルーフのIO-Ｌｉｎｋはあらゆる分野でオートメーション全体 の透明化を確保します。また、プロセス監視や識別、位置決め、 物体検出など、あらゆるアプリケーションに対応します。 バルーフは、高品質なIO-Link対応デバイスとIO-Linkゲート ウェイ、接続機器を含めた包括的なIO-Linkソリューションを 提供します。すべての領域で、あらゆる動作原理のデバイスを 用いてバルーフはIO-Linkでコミュニケーションします。つま り、お客様はシステム全体でIO-Linkのメリットを活用できる のです。 フォーマット変更の n 簡単設置 自動化 P36 n 状態監視・予兆保全 n 効率的な運用・多品種生産 n OEE(総合設備効率)の向上 最適なパワーサプライで 安定した運用 P54 このデジタル通信の国際規格で、これらのあらゆる可能性を 引き出せます。ここでは、IO-Linkの技術と対応デバイスの性 クランプ装置の安全性確保 P50 能を活用した具体的な導入事例をご紹介します。 既存システムへ 状態監視機能を SAFETY OVER IO-LINK 継続的な状態監視で 簡単レトロフィット データ収集の自動化 P34 P48 予兆保全 P30 P44 www.balluff.com

20 | 製造プロセス全体に広がるIO-Link 製造プロセス全体に広がるIO-Link | 21 7 7 1 3 4 2 6 すべてのデバイスがIO-Linkに対応 インタフェースの 5 統一化と省配線 全体の導入コストを平均で10~20%、最大で60%削減 最新のロボットシステムでは、主にロボットアームを通してたくさ 汎用的なIO-Linkインタフェースを統合すれば、制御システムにイ んのセンサを接続する必要があります。しかし、省エネを実現しな ンテリジェントなデバイスを統合できます。また、IO-Link対応のア がら、最大限の可動範囲と高速性を確保するためには、ロボットア ナログコンバータやアナログハブ活用すれば、従来の標準的なア ームが軽量であることが望まれます。さらに、膨大なコストと工数 ナログセンサも同様に制御システムに統合できます。これらのデバ が要求されるたくさんの配線は効率性とメンテナンス性の観点で イスに接続するだけでアナログ信号はノイズ耐性に優れたデジタ 課題があります。 ルデータに変換して、IO-Linkゲートウェイに伝送されます。IO-Link ゲートウェイからはアクチュエータやバルブターミナルも制御可能 IO-Linkはこの課題を解決します。 この国際規格のデジタル通信 です。たった1つのIO-Link対応のバルブコネクタを接続するだけ で必要なのは、産業用の標準的な3芯または4芯のケーブルのみ で、最大24chのバルブターミナルを省配線化できます。そしてここ で、敷設がとても簡単です。また、このケーブルはシールド対策を でも必要なのは、標準的な3芯または4芯の非シールドケーブルだ 必要とせず、デバイスはインテリジェント化しながら耐ノイズ性も確 けで、すべての機能を使用できます。 1 IO-Link対応ユニバーサルインタフェース 保できます。 2 ビジョンセンサ バルーフのIO-Link対応I/Oハブは最大16台のセンサやアクチュ 3 IO-Link対応超音波センサ CC-Link IE FieldやCC-Link IE Field Basic、EtherNet/ エータの信号を集約します。そしてバルーフの独自機能でる拡張 IP、EtherCAT、PROFINETの各産業用ネットワークに対応した ポートを活用すればさらに多くのI/Oやバルブターミナルを接続 4 IO-Link対応I/Oハブ IO-Linkゲートウェイを使用すれば、すべてのコントローラに接続 できます。そのため、8 x IO-Linkマスタポートを搭載したIO-Link 5 IO-Linkゲートウェイ できます。このゲートウェイにはあらゆるタイプのデバイスを接続 ゲートウェイの場合、 最大で248点のI/Oを１つのIPアドレスに集 6 IO-Link対応バルブコネクタ できるため、ロボットをはじめとする高度で複雑なタスクでも、最 約できます。これにより、全体の導入コストを平均で10~20%、最 7 IO-Link対応マルチファンクション光電センサ 高の柔軟性を持って、簡単に対応することができます。 大で60%削減した実績があります。

22 | 製造プロセス全体に広がるIO-Link 製造プロセス全体に広がるIO-Link | 23 2 非接触のデータと電力の伝送 メンテナンス不要の ツールチェンジャー 1 最高の柔軟性とタクトの向上 空間を介して電力と信号を伝送するインダクティブカプラはロボッ 1 トのツールチェンジャーに革命をもたらします。どのようなメリット があるのか。接触式のコネクタがなくなるため、コネクタの破損や ケーブルの破断のリスクがなくなり、メンテナンスと保守品が不要 になります。さらに、ロボットのグリッパをストレスなく360°回転さ せることができるようになります。 バルーフのIO-Link対応インダクティブカプラは、グリッパ交換を 高速化し、システムの稼働時間を向上させます。これは、グリッパ 交換後すぐに直接信号を伝送できるため、生産を中断させること なく継続することができるからです。このスピードと柔軟性は、多 品種や小ロットの生産、度重なる段取り替えのあるプロセスに最 適です。そして忘れてはいけないのは、機械的な劣化がないので、 個のインダクティブカプラはメンテンナンスが不要です。 この瞬時で切断できるユニットは、装置設計に最高の柔軟性を提 供します。アクセスが困難なデバイスでも、IO-Linkを介して簡単に 接続することができます。これはすべてのIO-Linkデバイスが、IO- Linkゲートウェイとコントローラへ柔軟に、しかも非接触で接続す ることができるからです。 IO-Link対応インダクティブカプラは、双方向にデータを通信する ため、センサ信号を収集しながら、同時にアクチュエータやバルブ ターミナルを制御できます。このインダクティブカプラはIO-Linkの 全データを伝送できるので、非接触で接続されたIO-Linkデバイ スの診断情報を取得したり、パラメータ設定を変更したりすること もできます。 1 IO-Link対応インダクティブカプラ (Q40形) 2 IO-Link対応LED積層信号灯 SmartLight www.balluff.com

24 | 製造プロセス全体に広がるIO-Link 7 製造プロセス全体に広がるIO-Link | 25 5 1 6 2 1 4 3 いつでも完璧な見える化 組立工程の ワークの位置決め スマートな診断情報で信頼性向上 Industry 4.0では、情報の生成・伝送・処理が求めれらます。その さらにこのセンサは、診断情報も同時に提供します。例えば、受光 ため、末端にあるインテリジェントなセンサが重要になります。バ 量を評価することで検出面の汚れ具合を判断できます。この情報 ルーフのマルチファンクション光電センサは、情報の収集と処理 を基にメンテナンスや清掃の計画を立案すれば、障害が発生する を行いながら、自身の稼働状態も監視します。また、IO-Linkを介し 前に、適切なタイミングでセンサのメンテナンスや清掃が行えま てスイッチング信号だけでなく、それ以上に多くの有益なデータを す。さらに、清掃後はそれが適切に行われたか、確認できます。 提供します。 BOS 21M ADCAPの機能はこれだけにとどまりません。照射光の 光量と輝度を継続的に監視ることで、センサの誤検出を大幅に削 赤色LED光のマルチファンクション光電センサ BOS M21 減します。また、様々なカウンタモードやリセットモードを備えたカ ADCAP (BOS026R)は、組立工程でワークを正確な位置決めしま ウンタ機能で、コントローラ内の追加プログラムなしに、数量や検 す。要求に対し最高の機能を発揮するため、IO-Linkを介して光電 出回数を確認することができます。 センサの検出原理を4つの中から選択できます。これにより、アプ 1 IO-Link対応マルチファンクション光電センサ リケーションに応じて最も適した信頼性の高い検出方式を利用で 2 IO-Link対応メカニカルリミットスイッチ きます。 3 IO-Linkゲートウェイ 4 IO-Link対応超音波センサ 5 IO-Link対応カラーセンサ 6 IO-Link対応フォークセンサ 7 IO-Link対応LED積層信号灯 SmartLight

26 | 製造プロセス全体に広がるIO-Link 製造プロセス全体に広がるIO-Link | 27 最高の生産品質 プロセス媒体の監視 1 プラグ・アンド・プレイのセンサ交換: 未計画のダウンタイムを大幅 に削減 クーラントやグリス、作動油や空気圧などプロセス媒体の監視に 圧力センサは欠かせません。これら媒体の圧力はワーク加工時の 表面品質などに大きな影響を与えます。IO-Link対応圧力センサ は、測定値とデータを継続的にコントローラへ伝送することで、圧 力を常に正確に調整することを可能にします。 圧力センサは、工作機械にも最高の結果をもたらします。旋盤で は、ワークとツールの確実な保持を確保するため、クランプ位置の 監視に貢献しています。 IO-Link対応の圧力センサはコントローラから設定できるため、圧 力が動作する場所やアクセスが困難な場所でも、測定に最適な場 所にセンサを設置でき、最適な装置設計が可能になります。これに より、高速で正確な圧力測定が可能になり、油圧ラインの配管が 短くシンプルになり、全体的なコストを削減することができます。 IO-Link対応のセンサであれば、自身の障害が発生しても、最小限 のダウンタイムで復旧できます。やることは、センサをプラグ・アン ド・プレイで交換するだけです。新しいセンサを接続すると、設定 パラメータはIO-Linkマスタポートから自動的にダウンロードされ ます。 要求に応じて、ディスプレイを搭載した圧力センサか、ディスプレイ 非搭載の圧力トランスミッタのいずれかをお選びください。これに より、経済的で最適なソリューションを得ることができます。 1 IO-Link対応圧力センサ www.balluff.com

28 | 製造プロセス全体に広がるIO-Link 製造プロセス全体に広がるIO-Link | 29 1 1 2 1 今までになく簡単に最高の柔軟性を獲得 稼働状態を簡単に 見える化 1台のLED積層信号灯: 多彩な機能と無限の可能性 スマートファクトリーの要求をすべて予知することはまだ不可能 そして、素晴らしいことにこれらのモードはオン・ザ・フライで変更 です。しかし、実質的に無限のアプリケーションに対応し、将来に できます。また、SmartLightの設定はコントローラからリモートで 向けた理想的な機能を備えたFAの現場の透明化や見える化を実 行われるため、稼働中でも色を変更することができます。そして、 現するIO-Linkデバイスがあります。 従来の積層信号灯のようにハードウェアの組み換えは一切不要 です。また、色彩やセグメントの数量、サイズ、点滅速度などを個 IO-Link対応のLED積層信号灯 SmartLightは、これまでには考 別に指定することができます。 えられなかった柔軟性で、稼働状態の詳細を表現します。さらに進 捗や傾向も見える化します。SmartLightには4つの異なる表示モ すべてのIO-Linkデバイスと同様に、SmartLightは簡単に設置・ ードが搭載されています。 接続できます。必要なのは3芯の非シールドケーブルのみで、シス テムへ簡単に組み込むことができ、すぐにすべての機能へアクセ セグメントモードでは、各セグメントへ様々な色彩を光らせること スすることができます。 ができます。レベルモードでは、LEDの光る量で充填レベルや位 置、温度、歩留まり、時間などを表現します。ランライトモードは背 景色と動作色を自由に設定できます。フレキシブルモードは個別 1 IO-Link対応積層信号灯 SmartLight のLED一つ一つに色を割り当てることができます。 2 IO-Link対応インダクティブカプラ(Q40形)

製造プロセス全体に広がるIO-Link | 31 3 1 2 振動・温度・湿度・気圧を同時に監視 継続的な状態監視で 予兆保全 デジタル化による定期点検の自動化 多彩な機能を備えたバルーフの状態監視センサで、生産設備の 標準化されたIO-Linkプロトコルにより、センサのパラメータ設定 計画外のダウンタイムや故障を未然に防ぐことができます。インテ が簡単にでき、センサ内でお客様のアプリケーションに沿った処 リジェントなこのセンサは、設備の状態情報を提供し、コストがか 理を行うことができます。プロセスデータは、構成を測定値とエッ かる定期点検の自動化に貢献します。 また、このセンサが生み出 ジ処理された解析データの中から5つを自由に選択することがで す情報は、スマートで柔軟な生産を実現するために不可欠な要素 き、 周期的に取得できます。また、その他の解析データも非周期の でもあります。つまり、設備の状態情報はIIoT化を実現する1つの リクエストで取得できます。 カギです。 さらに、測定値や解析データに対して注意と 警告用のしきい値を バルーフの状態監視センサは、振動、温度、相対湿度、気圧など、 それぞれ設定すること ができるため、設備の監視を自動化するこ 様々な環境情報を検出して処理し、IO-Link経由で上位システム とができます。つまり、なにか障害が発生したとき、段階的に注意 に必要な データを提供します。さらに自己診断機能により、センサ や警告のメッセージが発せられるということです。 自身の温度、稼働時間、起動回数といった情報を検知し、継続的 に発信できます。 バルーフの状態監視センサBCMは、あらゆる機器の効率的で不 1 IO-Link対応状態監視センサBCMによる、制御盤内の温度・湿度監視 具合のない動作に貢献し、 システム全体の効率を大幅に向上さ 2 IO-Link対応状態監視センサBCMによる、モーターの振動・温度監視 せます。 3 IO-Link対応状態監視センサBCMによる、ファンの振動・温度監視

32 | 製造プロセス全体に広がるIO-Link 製造プロセス全体に広がるIO-Link | 33 継続的な非接触のリニア位置測定 工作機械のクランプ位置監視 段取り替え時間を時間単位から分単位へ 1 2 マシニングセンタのコンパクトで精密な主軸やクランプシリンダ、 ツールチェンジャーなどは、金属加工において中心的な役割を果 たします。そのため、装置内のクランププロセスを継続的かつ確 実に、摩耗なく監視することはとても重要です。 この課題の要求にバルーフのクランプ位置センサが簡単に応え ます。このセンサは、アブソリュート方式の測定原理と検出範囲外 の追加ビットが特徴です。これにより、ターゲットが検出面から外 れてしまったことを通知し、信頼性が向上します。さらに、3点のス イッチング信号を設定でき、内部温度も監視できます。このセンサ の十分なリニアリティと繰返し精度により、正確なクランプ位置を 得ることができます。 同時に、この完全ポッティングの非接触位置決めセンサは、過酷 な産業環境であっても、最高のプロセス信頼性と自動化品質を確 保します。そして、何よりもハイレベルなEMCノイズ耐性が特徴で す。この誘導型のIO-Link対応クランプ位置センサは、測定範囲を 自由に変更できるため、様々な場面で使用できます。そして、その コンパクトなサイズにより、限られたスペースでも設置することが できます。 IO-Linkでは信号がデジタル化されるため、非シールドケーブル を使用しているにもかかわらず、この位置決めセンサの信号はノ イズ耐性に優れます。そして、IO-Linkにより高額なアナログカー ドを削減することができます。 従来、クランプ検知のアプリケーションは複数の誘導型近接セン サで行われていました。しかし、段取り替えによるツールやワーク の変更により、これらセンサの位置を都度変えなければなりませ ん。これにより、装置のダウンタイムが大幅に増大します。それに 対し、このクランプ位置センサはアナログで監視するため、クラン プ/アンクランプ/空クランプの位置をコントローラやセンサ自身 に覚え込ませるだけで簡単に設定が完了します。アクセスしにく い主軸やシリンダに直接触れず、リモートで設定が完了します。こ れにより、数時間かかっていた段取り替え時間を大幅に削減する ことができます。 1 IO-Link対応クランプ位置センサ 2 IO-Link対応誘導型距離センサ www.balluff.com

34 |製造プロセス全体に広がるIO-Link 製造プロセス全体に広がるIO-Link | 35 2 3 搬送システムの完璧なIDソリューション データ収集の自動化 1 製造品質の向上とプロセスの最適化 もし、自動化によりパーツの追跡が必要になったなら、RFIDがベ BIS Vは、個別に設定できる4つのアンテナポートを搭載しており、 ストなソリューションです。この自己制御システムは、リアルタイム 最大4つのアンテナを同時に操作することができます。さらに、IO- ですべてのデータを記録し、ドキュメント化できます。RFIDは、生 Link対応のセンサやアクチュエータ、最大16点のセンサを接続で 産プロセス、使用する材料、運用リソースのトレーサビリティを実 きるセンサハブと接続できるIO-Linkマスタポートを搭載していま 現することで、生産途中での修正を可能にします。RFIDが提供す す。そのため、あらゆるネットワーク技術の中で最もシンプルな方 るこの包括的な透明性は、高い製品品質を保ちながらプロセスを 法でセンサデータを集約することができます。これにより、ネットワ 最適化するための前提条件となります。 ークの構成がより効率的になり、時間とコストを節約することがで きます。 バルーフの堅牢なRFIDプロセッサ BIS Vは、すべてのアプリケー ションに対して、高速なデータ通信とサイクルタイム、データセキュ その他にも、識別番号の読取りだけであれば、IO-Link対応の リティの向上を提供します。1台のRFIDプロセッサで、異なる周波 RFIDアンテナを使用することもできます。センサと同じようにIO- 数帯、LF帯/HF帯/UHF帯のアンテナを同時に使用することがで Linkマスタポートへ接続するだけなのでとても簡単です。そして きます。つまり、たった１種類のRFIDプロセッサですべてのアプリ 何より、高額なRFIDプロセッサが不要になります。つまり、IO- ケーションに対応できるということです。この高性能なプロセッサ LinkのRFIDシステムはパーツトラッキングにおいて、最もシンプ は、優れたノイズ耐性を備え、標準的な産業用ネットワークや ルで経済的なソリューションとなります。 1 IO-Linkマスタポート搭載RFIDプロセッサ BIS V TCP/IP、USBに接続できます。そのため、あらゆる産業で使用で 2 IO-Link対応LF帯RFIDアンテナ BIS L きます。 3 IO-Link対応HF帯RFIDアンテナ BIS M

製造プロセス全体に広がるIO-Link | 37 高速のパラメータ変更と不良率の最小化 フォーマット変更の 自動化 変更の要求に素早く柔軟に対応 変化する顧客の要求へ迅速に対応するため、製造ラインは少量多 品種生産に対応できなければなりません。また、材料の供給や加 工、包装に様々なサイズや形状が関係するため、柔軟な対応が求 められます。 そのため、搬送ベルトやガイドレールなど、調整が必要な箇所の 位置や間隔は、製品の形状が変わるたびに再調整しなければなり ません。フォーマット変更に位置決めシステムを採用することで、 段取り替えの変更時間を短縮でき、製品品質が向上し、不良品の 製造を最小限に抑えることができます。 バルーフのIO-Link対応磁歪式リニアスケールは、高精度と高速 性に対応し、個別のフォーマットの設定にアブソリュート方式で位 置決め情報をフィードバックします。完全密閉の堅牢なハウジング により、ホコリや衝撃、振動に対し強い耐性を誇ります。これによ り、過酷な環境であっても装置を最高の稼働率で運用できます。さ らに、1つのシステムで複数の位置を同時に測定できるため、導入 の工数とコストも節約できます。 IO-Linkを活用すれば様々なメリットを得ることができます。制御 システムのネットワークプロトコルを使用してパラメータを変更で 1 きるため、短時間でヒューマンエラーなく設定が完了します。プラ グ・アンド・プレイにより、リニアスケールの交換が素早く簡単に行 えます。さらに、最大ストローク長4000mmまで、原点復帰すること なく、すぐにシステムを稼働させることができます。 1 IO-Link対応磁歪式リニアスケール www.balluff.com

38 | 製造プロセス全体に広がるIO-Link 1 1 1 シンプルな運用と多彩な 移動中でも継続的な位置監視 アプリケーション - そして経済的！ 現在お使いのリニアエンコーダで、サイズや速度、精度、柔軟性に ご不満をお持ちなら、バルーフが提供するアブソリュート方式の アブソリュート 磁気エンコーダシステム BML-SL1をご検討ください。絶対位置 測定の優れた精度と終端位置検出で素晴らしい性能を発揮しま 方式の位置決めと す。測定と位置決め用に開発されたこのエンコーダは、超高速、高 精度であらゆる産業で使用できます。そして、コンパクトで設置が 簡単です。使い方もシンプルで、費用対効果に優れます。 終端位置検出 そして、内蔵のIO-Linkインタフェースでさらなる柔軟性を発揮し ます。それだけでなく、測定システムへの接続も簡単です。IO- Linkを使用すれば、中央の制御システムからパラメータをリモー トで設定できるため、段取り替えやフォーマット変更の設定と調整 が素早く簡単に行えます。出力される位置データもコントローラで 簡単に確認できます。これにより、移動中の位置を継続的に監視 しながら、目標位置までの到達を確認することができます。 BML-SL1を使用すれば、アブソリュート方式の磁気エンコーダの 利点を活用しながら、制御レベルで革新的なインタフェースの柔 軟性を手に入れることができます。 1 IO-Link対応アブソリュート式 　 磁気エンコーダシステムBML-SL1 www.balluff.com