生い立ち年表/#5自分発信の設備設計製造

まさと
まさと

前回社内初めての内製装置をつくり調子に乗った私は自分発信で装置を設計製造することに…そこには大きな山がいくつもそびえ立ち..

  1. #1就活前まで
  2. #2就職から生産技術本配属まで
  3. #3生産技術配属から初の社内設備内製
  4. #4初の社内設備内製
  5. #5自分発信の設備設計製造←イマココ
  6. #6採用活動への初参加

諸事情により若干のフィクションを含めています

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お手製設備を作り終えて

前回1つ目のお手製設備を作り上げたことにより、大きな自信がついた。なにより、やってみたら意外とできるという感覚がついた。そのため作り終えると同時にすぐさま次の装置を作ろうと思い立った。

社内には様々な設備があったが、その中でも設備となっているものはそのほとんどがいわゆる機械化の設備であった。例えば以下のような設備が多くあった。

  1. カシメ装置
  2. 気密検査装置
  3. エアブロー乾燥装置

というよりも、それ以外で装置は使わず作業のほとんどを人の手で行っていた。

機械化と呼ばれる設備は人がどうしてもできない、またはとても時間がかかる作業を機械によって行うものとします。

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設備設計対象を探す

結果的には以下のような対象の探し方をした。少し利己的な部分もあるのはご愛嬌。

  1. 社内に今までない考え方の設備
  2. 効果金額が大きい設備
  3. 数が出ている製品を作る設備
  4. 自分が使ったことのないものを使える設備

社内に今までない考え方の設備

前述のような水没装置やエアブロー乾燥装置はたくさんあったので、自分で作ってもあまり目立たない。そのため、今まで考えてこなかった設備を作ることに決めた。

効果金額が大きい設備

効果金額とは、かんたんに言うと設備を入れたときにどれほどの金額が浮くのかといった金額である。私の環境だと例えばパートさんの1分を巻けば20円ほどの効果があることになっていた。

パートさんの単価は非常に安いので、なかなか効果が出せない。そのため今回は単価の高い社員(100円/分)しかできない仕事をパートさん化することによって低減ができるようにしようと考えた。

数が出ている製品を作る設備

数が出ている=使う頻度が高い設備

使う頻度が高い設備=人がよくついている

人がよくついている=微小でも低減できれば大きな効果が期待できる

の考え方のもと多くの数が出る製品を洗い出した。正直この頃に自社製品でどの製品が多く出て、どの製品があまり出ないかを知った部分もあるのは内緒である。

自分が使ったことのないものを使える設備

これは正直自分のモチベーションのための部分が大きい。これだけは自分だけのための要素。前回の設備では電磁弁シリンダやランプスイッチPLCを初めて使用した。今回はそれ以外のものが新しく使える設備設計をしようと試みた。

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設備設計対象の決定

以上の探索より設備設備対象を決定した。

名付けて

自動調整装置

月産20000個の製品を社員が一つ10秒ほどかけて手動でねじを回して設定値を調整をしていた。これをスキルレスでパートができるようにというコンセプトで考えた。

この設備を作るためには以下の新しいものを使う必要があり、新しいものも使えるというオプション付!

  1. タッチパネル→製品に合わせて設定を変えるため
  2. ステッピングモータ→製品の調整用ネジを精度よく回しピタッと回転を止めるため
  3. 圧力センサ→圧力の設定をPLCに読み込むため
  4. ライトカーテン、近接センサ→手はさみ防止、自動起動のため

ワクワクで設計を始めた。

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設計組立中の大きな壁の数々

設計組立中様々な壁にぶち当たりは飛び越えたり横から回り込んだり逃げたり様々なあった。その一例を紹介します。

2DCADによる弊害

この頃はナスカプロという2DCADを使用していた。部品ごとにレイヤー分けをして正面図側面図をカチャカチャ作成していたが、少し使用が変わるたびにずめんがぐちゃぐちゃになっていった。

そしてするはするは干渉

今回は対象ワークを固定するシリンダと気密をするためのシリンダの2つしか使わなかったが、それだけでも慣れない自分には大変であった。特にシリンダが動いたときの干渉をチェックするのがとても大変だった。

いま3DCADで描いたら高速でかけるだろうなぁと思うものである。

トルクってどれくらい?

今回初めてモータを取り扱うため、FA装置におけるトルクの具合がわかっていなかった。実際のワークとトルクレンチを用いて計測したトルクの値の2倍出力可能なモータを探した。

パッキンの硬さ、気密部分のシリンダ出力は?

シリンダ出力どれくらいだろうか?適当に決めようかなと思っていたが、一応計算してこちらも2倍ほどの出力ができるように選定を行った。パッキン硬さについては組み付け時最初ショア90°を使ったが、ダダモレとなったので45°に変更した。

想定だけではうまく行かないものである。

制御盤の大きさってこれくらい?

前回装置では参考装置があったのでそれを参考に作ったが、今回は完全オリジナルなので全く参考がなかった。とりあえずCAD上でPLCやサーキットブレーカー、電源そしてモータードライバを並べ、配線ダクトをはわせた。CAD上だと整然と並んでいたが、実際に組んだところ

  1. 配線が入る穴が小さい
  2. 配線ダクトが小さい
  3. コモン端子を考えてなかった
  4. 配線ダクトと接点部が近すぎて指が入らない
  5. 熱がこもりがち
  6. そもそも制御盤のサイズ小さすぎる

と多々問題が…熱がこもりがちのところ以外はなんとか詰め込んでオッケーということに…

制御盤は少しすきすきかなって言うくらいにしておかないと痛い目を見ることを知った。

ノイズの嵐4-20mA

アナログのデータはしっかりPLCに届くものだと思っていた。実際につないでみたら最初は良かったがなんか値が謎のブレを示している。何だこれと通電したまま線をこちょこちょ(←やっちゃだめ)していたら、動かすたびに値がぶれていることを発見。

なんだろうと調べていたら、どうやらスイッチング電源によるノイズが乗っかっていることが発覚。

スイッチング電源から配線を遠ざけることでとりあえず回避することに成功した。

PLCの複雑なプログラム

前回の設備設計で単純な順序動作をしただけであったが、今回はアナログ値を見ながらモーターの回転速度を調整する、ある意味でPIDではないがフィードバック制御のようなことを初めて行った。フィードバック制御や繰り返し制御(調整ミス時のリトライ)など個人的には新制御をたくさん盛り込むことになった。そして、実は初めてのタッチパネル画面制作。三菱は高くて手が出なかったので、ミスミのタッチパネルを採用していそいそと画面作成。

合わない穴

組付け作業をするさなか問題発生。制作品である装置の天板プレートと制御盤を設置する柱の取り付けピッチが合わない。加工はすべて図面通り。どうやら柱の図面(購入品)を見間違えて天板プレートの図面をかいてしまっていたようだ…

仕方がないのでリュータで気合の穴広げ修整。

少し不格好だが社内で使うものだし問題ない。

しっかり検図をしないとこうなるんだな、といういい例を早速体験した。

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そんなこんなありましたが完成

完成図はこちら!っと全部出したいところですが少し隠すところ隠した状態で紹介します(ロゴや製品が写っている部分を隠しています)

タッチパネルで設定値を決め自動運転時にワークをおいて手を引くと起動する仕様です(左右は別装置で手が入らないようにっています。)起動すると自動的に製品を設定通りに調整し検査をして合格でアンクランプします。

空圧回路はアルミフレーム下部に設置しました。

見ていただいてわかるとおり制御盤がめちゃくちゃ小さいです。正直設計ミスです(笑)

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