無線信号伝送によるプロセス監視用テレメトリ計測システム

従来の有線式測定システムは、機械部品が動いている場合やアクセスが困難な場合に、すぐに限界に達します。最大の課題は摩耗ではなく、ケーブル断線のリスクです。特に動的負荷を受ける部品では顕著です。さらに、ケーブルはしばしば操作を妨げ、センサシステムの柔軟性と機動性を制限します。切削油、切りくず、粉塵はコネクタの誤作動を引き起こす可能性があります。一方、バッテリーは定期的なメンテナンスや交換が必要です。その結果、重要なプロセスが監視されないまま放置され、摩耗、不良品、プロセス不安定化の高いリスクが生じます。

キスラー社のテレメトリ計測システム（TMS）は、まさにこの分野で新たな基準を確立します。信号を無線で、連続的かつ正確に24時間伝送します。TMSは、工具タレット、多軸機、ロボット、組立ラインなど、可動構造物におけるシングルチャンネル圧電式測定に適しています。スピンドル電流分析などの間接的な方法と比較すると、TMS は高感度圧電センサと組み合わせることで、測定感度を大幅に向上させます。これにより、製造工程において初めて、数ニュートン単位のごくわずかな力でさえ、直接かつプロセスに最大限近接して検出することが可能になりました。機械室や産業施設などの厳しい環境でも、一貫した測定データを提供します。これにより、TMSは、従来の技術では対応できない信頼性とコスト効率に優れた代替手段となります。

「市場に出回っている既存のワイヤレスソリューションは、主に研究開発環境向けに設計されています。測定能力は限られており、特別に構成されたシステムに依存しています」と、キスラーの先進製造部門、協力ソリューション担当プロダクトマネージャー、Kevin Meier氏は説明します。「これらのソリューションは大きすぎたり、特別に設計されていたりすることが多く、24時間365日稼働の生産設備への恒久的な統合は限られた範囲に限られています。」

システムアーキテクチャ：2つのコンポーネント – プロセス監視のための1つのクローズドシステム

 ワイヤレス近距離伝送用のテレメトリ測定システムは、機能的に異なる2つのモジュールで構成されており、これらは機械的および電気的に互いに適合しています。小型のシングルチャンネルチャージアンプユニットタイプ5190Aは、工具タレットなどの可動構造物に直接取り付けられます。このユニットは、センサの生の圧電信号を電圧信号に変換し、ワイヤレスインターフェースを介してベースユニット（タイプ5290A）にデジタル伝送します。ベースユニットは機械にしっかりと固定され、アンプに誘導電力を供給します。テレメトリ近距離伝送インターフェースを介して測定データを受信するため、複雑なストロークでも安定したワイヤレス接続が確保されます。モジュール間の間隔は1±0.5mmです。

信号は、±10 Vのアナログ電圧出力において、±48～±140,000 pCの分解能で処理されます。また、デジタルデータは、最大25 kSpsのサンプリングレートでEthernet経由で出力でき、統合されたWeb UIによる設定と制御も可能です。Ethernetなどの標準インターフェースにより、既存の制御システムや、データ分析ソフトウェアPTS App、キスラーの工程監視システムmaXYmosなどの上位監視プラットフォームへの容易な統合が可能になります。これにより、工具の摩耗（例えば金属切削）、材料の偏差、切りくず形成の不規則性をリアルタイムで検出できます。

製造現場における継続的な運用のための堅牢でメンテナンスフリーの遠隔測定システム

スマートな自己構成機能は、このシステムの重要な特徴です。初期セットアップと近接場インターフェースによる接続後、ベースユニットはセンサーを自動で識別し、校正データ、測定範囲、感度など、関連するすべてのパラメータを数ミリ秒以内に読み取ります。このシステムは、手動による介入や待ち時間なしに、すぐに測定準備が完了します。また、接続ポイントが明確に定義されているため、設置は迅速かつ正確で、再現性も高くなっています。ユーザーはプロセスに遅延を感じることなく、サイクルタイムにも影響を及ぼしません。

非接触の高周波信号伝送は双方向で、過酷な環境下でも干渉を受けにくい耐性を備えています。クローズドタイプのアルミダイカスト構造とセラミック面は切りくず、冷却剤、振動に対して高い耐性を備えています。