あらゆるものがインターネットに接続された「IoT」が話題となっていますが、これらが製造業に欠かせない工作機械にも適用されつつあることを知っていますでしょうか。
この記事では工作機械に利用されるIoTについて、その事例や実際のやり方を含めて解説します。
工作機械IoTとは？
工作機械IoTとは、工場内の工作機械にセンサーや通信機能を搭載し、ネットワークを介してリアルタイムに機械の稼働状況や生産データを収集・分析することで、生産プロセスを最適化するための技術です。これまで工場における生産プロセスは、複数の工作機械が連携して行われることが多く、これまでは各機械の稼働状況や生産データを手動で取得・管理する必要がありました。しかし、工作機械IoTを導入することで、機械ごとのデータを自動的に収集・管理し、工場内の生産プロセスをより効率的に運営することができるようになります。
工作機械IoTがもたらすメリットとしては、以下のようなものが挙げられます。
- 生産データのリアルタイム収集・分析による生産プロセスの最適化
- 異常検知によるトラブル発生前の対応
- 機械の保守管理の効率化
- 省エネルギー化、コスト削減などの環境面での効果
また、工作機械IoTはAIやビッグデータ解析技術との組み合わせにより、より高度な最適化や予測が可能になります。たとえば、機械の稼働状況やセンサーデータを基に、故障のリスクが高い機械を事前に特定し、予防保全を行うことが可能です。ただし、工作機械IoTを導入するには、機械にセンサーや通信機能を搭載するためのコストや、データ管理やセキュリティの面での課題もあります。
しかし、工場の自動化が進む中で工作機械IoTはますます重要な技術となっていくでしょう。工場内の生産プロセスを最適化し、より高度な生産管理を実現するために、工作機械IoTの導入が必要不可欠となっています。工作機械IoTは、インダストリー4.0やスマートファクトリーの実現にもつながる技術です。IoTやAIなどの最新技術は、工場の生産プロセスを自動化して革新するインダストリー4.0と、その理念を実現する工場であるスマートファクトリーの実現に大きく貢献することが期待されています。
そのため最近では、多くの機械メーカーやIoTプラットフォーム提供企業が、工作機械IoTに注力している状態です。政府もIoT技術の導入を後押しする政策を打ち出し、IoTを活用した製造業の成長を促進しています。今後も、IoT技術やAI技術の進化に伴い、工作機械IoTの活用領域はますます広がっていくことでしょう。工場の生産プロセスを最適化し、より高度な生産管理を実現するために、工作機械IoTの導入は欠かせないものとなっています。
工作機械IoTの事例
それでは、具体的に工作機械IoTはどのような事例で使われているのでしょうか。ここでは代表的な2つを紹介します。
1. CNCマシン
CNC（Computer Numerical Control）マシンは、コンピュータ制御された工作機械です。CNCマシンには、加工情報や設定値を自動的に読み取るセンサーやデータ通信機能が組み込まれていることがあり、IoT技術を活用することで生産ライン全体のデータ収集やモニタリング、品質管理、メンテナンス管理が行われています。
2. ロボットアーム
ロボットアームは、工場内での製品の組み立てやパッキングなど、様々な作業を自動的に行う機械です。IoT技術を活用することで、ロボットアームの動作データを収集し、遠隔監視や故障予測を行うことができます。また、IoTデータを分析して生産プロセスの改善を行うことで、生産性や品質も向上させることが可能です。
3. コンベア
コンベアは、製品を運搬するための機械です。IoT技術を活用することで製品の移動データや動作データを収集し、生産ライン全体のデータ管理や品質管理が行われています。また、IoTデータを分析して、コンベアの動作や製品の流れを改善すると生産性の向上やムダの削減にも繋げることが可能です。
工作機械IoTのシステム
工作機械IoTのシステムは、機械から得られる情報を収集・分析し、遠隔監視や制御、生産プロセスの最適化などの目的に活用するためのシステムです。ここでは、工作機械IoTのシステムについて詳しく解説します。
センサー
工作機械IoTのシステムの中心となるのは、センサーです。センサーは機械から得られるデータを収集するための機器であり、機械の状態や生産データなどをリアルタイムで収集することができます。たとえば、温度・湿度、加速度、圧力、電力消費量などです。これらのセンサーが得られる情報を収集することで、機械の状態を正確に把握することができます。
通信インフラ
収集したデータをリアルタイムで活用するためには、データを通信するためのインフラが必要です。一般的に、工作機械IoTのシステムでは無線通信や有線通信が用いられます。無線通信は、Wi-FiやBluetooth、LTEなどがあり、有線通信は、LANやインターネットを利用した通信が一般的です。これらの通信インフラを活用することで、機械から得られるデータを遠隔地で監視・制御することが可能になります。
クラウドプラットフォーム
収集したデータを保存・分析するためには、クラウドプラットフォームが利用されます。クラウドプラットフォームは、インターネット上に設置されたサーバーにデータを保存することができるプラットフォームです。クラウドプラットフォームを活用することで、遠隔地で収集したデータをリアルタイムで共有することができます。また、クラウド上でデータを分析することで、生産プロセスの最適化や機械の故障予知などの分析を行うことも可能です。
データ分析・可視化
収集したデータを分析し可視化することで、生産プロセスの最適化や機械の故障予知などの効果的な施策を実施することができます。データ分析・可視化のためには、データ分析ソフトウェアやビジュアライゼーションツールが利用されます。これらのツールを活用することで、リアルタイムで得られたデータの分析・可視化が可能です。
人工知能・機械学習
工作機械IoTのシステムは、人工知能や機械学習技術を活用することで、生産プロセスの最適化や機械の故障予知などの高度な分析を行うことができます。大量のデータからパターンを抽出して予測モデルを作成することで、機械の故障を未然に防止するなど、より効率的な生産プロセスを実現することができます。
安全・セキュリティ
工作機械IoTのシステムにおいては、安全・セキュリティにも注意が必要です。機械から収集したデータは、生産プロセスにおいて非常に重要な情報となります。そのため、データのセキュリティを確保することが必要です。また、機械制御においてもセキュリティが重要となります。IoTシステムを悪用した攻撃や不正アクセスによる被害を防止するために、適切なセキュリティ策の実施が必要です。
工作機械IoTの実際のやり方
それでは、工作機械IoTは実際にどのようなやり方で導入できるのでしょうか。ここでは導入の手順を簡単に説明します。
1. 機械のIoT化
まず、工作機械をIoT化する必要があります。工作機械にセンサーを取り付けたり、機械制御のためのコンピューターを接続したりすることで、機械からデータを収集できるようにする手順です。この際、センサーやコンピューターの種類や取り付け位置、データ収集の頻度などを決定する必要があります。
2. IoTプラットフォームの導入
次に、IoTプラットフォームを導入します。IoTプラットフォームは、機械から収集したデータを一元管理し、分析や制御、最適化などの機能を提供するプラットフォームです。IoTプラットフォームは、クラウド型やオンプレミス型などさまざまな種類があるため、自社のニーズや予算に合わせて、適切なIoTプラットフォームを選定しましょう。
3. データの分析・可視化
IoTプラットフォームに収集されたデータを分析・可視化することで、生産プロセスの改善や機械の故障予知などに役立てることができます。データ分析・可視化に利用されるのは、データ分析ソフトウェアやビジュアライゼーションツールです。これらのツールを活用することで、リアルタイムで得られたデータを分析・可視化することが可能になります。
4. プロセスの改善・品質管理
IoTによって収集されたデータを分析し、生産プロセスの改善や品質管理に役立てることができます。たとえば、製品の欠陥品率が高い場合には、IoTによって収集されたデータを分析し、欠陥が発生している工程を特定して改善できるでしょう。
おすすめの工作機械：SRM-20
簡単な切削加工であれば、当店で取り扱い中の「SRM-20」を導入してみるのがおすすめです。
「SRM-20」は、コンパクトな切削加工機です。デスクトップサイズなので置く場所を問わず、フルカバー構造による防塵設計なのでオフィスや教室でも使うことができます。
ケミカルウッドやモデリングワックスなど幅広い材料を切削でき、最終に近い素材でものづくりが行えます。
| 造形マテリアル | モデリングワックス、サンモジュール、アクリル、ケミカルウッド、バルサ、木（朴）、ABS、ポリカーボネート etc..（金属は不可） |
| 最大造形サイズ | 動作範囲：203.2（X）×152.4（Y） ×60.5（Z）mm |
| 積層ピッチ | − |
「SRM-20」は、手軽に置けるデスクトップサイズの3D切削加工機です。フルカバー構造で加工時も安心。ケミカルウッドやモデリングワックスなど幅広い材料を切削でき、最終に近い素材で試作が行えます。… 続きを見る
事例ややり方をもとに、工作機械IoTを適切に導入しよう
工作機械IoTは最新の技術であるため導入が難しいと考えている方も多いかもしれません。しかし、自動化やスマート化が進むこれからのモノづくりには欠かせない技術となるでしょう。
まずは実際の事例ややり方を確認して、できるところから少しずつ取り入れてみてはいかがでしょうか。
商品を探す
商品カテゴリ
3Dプリンター
3Dスキャナー
3D切削加工機
材料
メンテナンス品
表面加工
