FUJITSU
Manufacturing Industry Solution

COLMINA
デジタル生産準備
VPS IOC

3次元CADモデルを元に作成した仮想メカでデバッグを行い、実機がない段階でのソフトウェア検証を可能にすることで、「品質の作り込み」「リードタイム短縮」「手戻り工数削減」を促進します。

仮想メカで生産設備の制御プログラムを検証

COLMINA デジタル生産準備 VPS IOCが選ばれている理由

  • 3次元データを使った実機レスデバッグメカの誤動作や破損を恐れず、安全にデバッグ作業を実施できます。
  • オープンな通信インタフェースの利用複数のメーカーのロボットや機器が混在する設備の制御を検証できます。
  • 機構部分からワーク搬送まで容易な動作設定回転やスライドなどの動作設定時に一緒に動く部品を自動判定するなど、動作設定が短時間で行えます。

生産設備の動作検証(メカ制御連携)

VPS IOCの機能

IOCとは

実機がない段階で制御プログラムのロジック検証を行うことにより、QCD(品質・コスト・納期)の作り込みを支援し、開発リードタイム短縮と手戻り工数の削減を促進します。

制御プログラム開発現場での課題

メカ設計とソフト開発をコンカレントに開発作業しているためにソフト実機検証において不具合が発生し、手戻り作業が起こってしまっている状況が考えられます。

実機の代わりに仮想メカと接続し制御デバック作業に活用

実機ができる前に仮想メカ上で制御デバック作業を行いソフトウェアの品質を向上させ、その後実機での制御デバック作業に活用することにより手戻りやリスクを軽減することができます。

制御ソフトデバック

デジタルモックアップの機構モデルに、モーター・センサー定義を加えて仮想メカを実現。実機の誤動作や破損の心配のない仮想環境で、安全にデバック作業を行うことができます。設計構想段階での部門間(メカ設計・ソフト設計間など)の使用確認にも有効です。

仮想メカを検証に使用した結果

仮想メカを活用して制御デバック作業を行うことにより、試作機が無い早い段階で、実機検証に近い検証が視覚的に行え、部門間での実機の取り合いによる遅延を気にすること無くPC上で検証作業を行うことができます。また、仮想モデルのためプログラムミスによる動作で実機を壊すことはありません。

仮想メカ作成

メカ要素の設定

関節自動組み立て
  • 動作対象の部品をIOCシステム側が自動で判定し、動作する部品群のユニット構成を簡単に作成できます。


3Dビュー内で対象部品をクリックして簡単に部品振り分けの編集ができます。

補足:iCAD SX版IOCには無い機能です。

制御要素の設定

シリンダ、リミットスイッチの一括作成
  • 制御要素が設定されていない関節を自動検索して、シリンダやリミットスイッチを一括で作成できます。

検証機能

早い段階で動作イメージ共有

関節タイミングチャート

関節の設定をするだけで、簡単に動作アニメーションを作成することができます。
メカ設計と制御設計が早い段階で動作イメージの共有することにより、その後の作業の質を高めます。
(動的干渉の確認, 付加する制御要素の確立 などにも有効)

  • メカ設計部門でも、大変、有効な機能です。

特徴

  1. 矢印をドラッグ移動したり、伸縮するだけで動作のタイミングや速度編集も直感的に行えます。
  2. 複数の動作パターンを作成できます。
  3. AVI形式の動画ファイルにも出力が可能です。

ワークを付加した動作検証


※ワークに動作シナリオを設定するシナリオ型に対し、IOCでは条件によって挙動が変化するイベント型を採用しています。

特徴

  1. アクチュエータの挙動にワークが忠実に従うので、意図しない制御ミスを発見できます。
    (異常系の検証に特別な設定が不要)
  2. 設定の手間がワーク数に依存しません。

仮想メカで容易に制御のいじわる試験

信号の故障設定

個々の入出力信号を任意に故障状態に設定して、制御プログラム指令による動作試験, デバッグ作業を仮想メカで行うことができます。

特徴

  1. 制御要素の設定ダイアログから容易に設定することができます。
  2. 信号トラブル時の挙動確認や復帰手順など、事前に確認, 検証をすることが可能です。
  3. 実機では危険を伴うプログラム動作の試験も、容易に実施することが可能です。

補足:「時間」、「関節値」、「信号値」をトリガにして異常系検証も可能。

動きの見えない信号状態を色で視認

部品色自動変更

アクチュエータのような視覚的に信号状態を動きで確認ができない信号に対し、信号状態に応じて関連部品の色を変化させて、制御状態を確認することができます。

活用例

  • ワークが各工程で光電センサに反応したら、対象作業ノズルのバルブを開いて作業を実施。

特徴

  1. 気体、液体、加熱 などの信号指令の状態を関連部品の色で容易に確認することができます。

6軸垂直多関節、水平多関節(スカラ)ロボットの姿勢検討

ロボット操作

装置全体の3Dデータが揃っているIOC上で簡易的に6軸垂直多関節ロボット、水平多関節(スカラ)ロボットの姿勢検討が行えます。実機では干渉リスクのあるロボットの姿勢検討をお手伝いする機能です。

検証方法

仮想メカを使用した制御プログラム検証

各メーカの制御装置【PLC、ロボットコントローラ】と仮想メカ【IOC】を繋ぐために、統一的なアクセス手段を作る通信インターフェイス【ORiNやOPCサーバ】を介すことにより、周辺機器を含めた仮想メカ検証を実現します。

  • 「Device XPlorer®」は株式会社たけびしの製品です。
  • 「ORiN SDK」は株式会社デンソーウェーブの製品です。

接続実績

接続実績のある制御機器

「OPC接続」はたけびし社製「Device XPlorer®」を使用して対象の制御機器と接続します。
「ORiN接続」はデンソーウェーブ社製「ORiN2 SDK(ランタイム版)」を使用して対象の制御機器と接続します。
「専用接続」はミドルウェアを使用せずに対象の制御機器と接続します。

PLC
三菱電機 実機PLC OPC接続
GX Simulator OPC接続
オムロン 実機PLC OPC接続
Sysmac Studio ORiN接続
ジェイテクト 実機PLC OPC接続
キーエンス 実機PLC OPC接続
富士電機 実機PLC OPC接続
安川電機 実機PLC 専用接続
MC
安川電機 OPC接続
ロボットコントローラ
デンソーウェーブ ORiN接続
安川電機 OPC接続
川崎重工業 OPC接続
アイエイアイ(X-SEL) OPC接続
三菱電機 専用接続
不二越 専用接続
ファナック 専用接続
CNC
ファナック ORiN接続

使用する制御機器や通信形態によっては専用のツールが必要な場合があります。詳しくは下記までお問い合わせください。

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製品情報

  • 接続実績

    対象の制御機器と仮想メカを接続するために、「OPC接続」の場合は「Device XPlorer1®」(たけびし社製)、「ORiN接続」の場合は「ORiN2 SDK」(ランタイム版)(デンソーウェーブ社製)を使用します。
    上記のツールの他に、使用する制御機器や通信形態によっては専用のツールが必要な場合があります。

    詳しくはお問い合わせください。

    PLC

    三菱電機 実機PLC OPC接続
    GX Simulator OPC接続
    オムロン 実機PLC OPC接続
    CX Simulator OPC接続
    Sysmac Studio ORiN接続
    ジェイテクト 実機PLC OPC接続
    安川電機 実機MC OPC接続

    ロボットコントローラ

    デンソーウェーブ 実機RC ORiN接続
    VRC ORiN接続
    オムロン 実機VRC OPC接続
    • ロボットコントローラからロボット各軸の現在値を取り込み追従させます。

    NC

    ファナック CNC ORiN接続
    PMC OPC接続, ORiN接続

    その他

    ユーザー独自のプログラム動作環境 TCP/IP通信(独自の通信プロトコル使用)
    汎用I/Oボード
    • OPCは、OPC教会の米国及びその他の国における登録商標または商標です。
    • ORiNは、社団法人日本ロボット工業会の登録商標または商標です。
  • VPS IOC

    OS
    • Microsoft Windows 10 Pro / Enterprise
    • Microsoft Windows 8.1 Pro / Enterprise

    上記のいずれも、32ビット版、64ビット版に対応しています。

    ハードウェア FMV、CELSIUSなどのPC/AT互換機
    CPU 1GHz以上推奨(注1)
    メインメモリ 2GB以上推奨(注1)
    ハードディスク 1GB以上推奨
    ビデオメモリ 512MB以上推奨
    グラフィック OpenGLに最適化されたグラフィックスカード推奨(注2)
    その他 3Dconnexion社製Spaceballに対応

    下記製品の動作保証をしております。

    IOC Express / IOConnector
    「JIS2004の第三、第四水準文字」には対応しておりません。
    Microsoft IMEで「環境依存文字」と表示されている文字はVPS上でご使用しないようお願いします。
    • 注1
      掲載値等は最小構成であり、快適な動作環境は取り扱う3Dモデルのデータサイズ等に依存してきます。ハードウェア選定においては、富士通VPSサポートセンター及び弊社営業、SEにお問い合わせいただくか、事前の動作確認をお願いいたします。
    • 注2
      NVIDIA製Quadroシリーズ、およびIntel製グラフィックスを推奨しております。

    ライセンスサーバ

    OS
    • Microsoft Windows 10 Pro / Enterprise
    • Microsoft Windows 8.1 Pro / Enterprise

    上記、いずれも32ビット版、64ビット版に対応しています。

    • Microsoft Windows Server 2016 Standard(x64)
    • Microsoft Windows Server 2012 Standard(x64)
    • Microsoft Windows Server 2012 R2 Standard(x64)
    • 仮想環境でVPSを使用する場合、仮想環境上で動作するOS(ゲストOS)が、VPS動作環境に準じている必要があります。
      ただし、仮想環境であることに起因した問題が発生する可能性があります。
      お客様自身で動作検証を行ったうえで、運用の可否をご判断ください。
      仮想環境に起因した問題については、対応できない場合がございますのでご了承ください。
    • Microsoft Windowsのセキュリティ関連の設定を、VPSライセンスサーバ側で変更していただく必要がございます。(クライアント側では変更の必要はありません。)
      設定方法については、Windows製品のバージョンごとの下記登録方法をご参照ください。
      セキュリティソフトやルータなどのファイアーウォール機能での例外登録については、それぞれのマニュアルをご参照ください。

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