スリッター機の長期安定運転：主要パラメータの定期的な校正方法

スリッター機の長期にわたる安定した稼働は、生産効率、製品品質、そしてコスト削減の鍵となります。定期的な科学的な校正は、最適な状態を維持するための基盤となります。以下に、スリッター機の主要パラメータに関する詳細な校正方法、校正周期、推奨事項を示します。

はじめに: 定期的な校正がなぜ必要なのか?

スリッター機を長期間使用すると、振動、摩耗、材料の張力変化、周囲の温度や湿度といった要因により、主要部品の精度が徐々に変化します。こうした小さな誤差が積み重なり、以下のような問題につながる可能性があります。

• スリット精度の低下：蛇行、バリ、連続切断、過剰切断などの問題が発生します。

• 巻き取り品質が悪い：巻きムラ、巻き崩れ、腱の露出、表面の傷など。

• 効率の低下: 頻繁なダウンタイム調整により廃棄率が上昇します。

• 機器損失の増加: パラメータが不適切だと、ブレードやベアリングなどのコンポーネントの摩耗が加速する可能性があります。

主要パラメータの定期的な校正方法

以下では、スリッター機の主要システムを詳しく説明し、校正方法について詳しく説明します。

1.張力制御システムのキャリブレーション

張力はスリッター機の「魂」であり、巻き取り品質とスリッター工程の安定性に直接影響します。

• 主要コンポーネント: 張力センサー、磁性粉クラッチ/ブレーキ、サーボモーター、張力コントローラー。

• キャリブレーション方法:

1. センサーのキャリブレーション（ゼロ点と範囲）

▪ 準備: 排出シャフトと受入シャフトに材料がなく自由な状態であることを確認します。

▪ ゼロ点校正：ユーザーインターフェースまたはコントローラーで「ゼロ点校正」コマンドを実行します。この時、コントローラーは現在の信号値（張力0と定義）を読み取り、記録します。

▪ レンジキャリブレーション：測定済みの標準分銅（例：1kg、5kg、10kg）を使用します。分銅は垂直に吊り下げられ、滑車を介して張力検出アームに作用することで、センサーが正確な力に耐えられるようにします。

▪ 標準値を入力: 現在の吊り下げ重量 (例: 10kg) に対応する張力値をコントローラーに入力します。

▪ 検証: 優れた直線性を確保するため、多点検証で異なる重さの重みを取ります。

2. アクチュエータのキャリブレーション（磁性粉クラッチ/ブレーキ）

▪ 磁性粉の劣化や漏れがないか確認し、必要に応じて交換してください。

▪ コントローラに固定電流値（例：1A）を設定し、出力トルクが仕様と一致しているかどうかを測定します。この操作には通常、専門機器が必要となるため、機器サプライヤーまたは専門技術者に依頼することをお勧めします。

3. システム応答のデバッグ:

▪ 材料が摩耗しているが切断されていない場合、手動ステップで張力設定値を変更し、実際の張力値の応答曲線を観察します。コントローラのPIDパラメータ（スケール、積分、微分）を調整することで、オーバーシュートや振動がなく、応答は高速かつスムーズになります。

• 推奨校正間隔：

◦ 毎日/シフト: ゼロ点チェックを実行します。

◦ 毎月: 簡単な体重検証を実行します。

◦ 半年から 1 年ごと: 包括的なキャリブレーションと PID パラメータの最適化を実行します。

2. ツールシステムのキャリブレーション

ツールの精度は、スリット幅とトリミング品質を直接決定します。

• 主要コンポーネント: 丸型インサート、ベースカッターシャフト (または溝ローラー)、ツールローディングシャフトスリーブ、スライドシート。

• キャリブレーション方法:

1. 平行度と垂直度の校正：

▪ 丸底カッターの平行度：高精度の隙間ゲージを使用して、丸刃とベースカッター（またはスロットローラー）間のクリアランスを接触面全体で測定します。ナイフシャフトをゆっくりと回転させ、どの位置でもクリアランスが均一であることを確認します。ベースカッターシャフトまたは丸刃ホルダーの偏心機構を調整することで補正します。

▪ 丸刃-底刃の切断量：材料の特性に応じて適切な切断量（通常0.5～1.5mm）を設定してください。切断量が多すぎると摩耗が早まり、少なすぎると切断が継続されます。

▪ カッターシャフトとガイドローラーの平行度：ダイヤルゲージを使用します。テーブルベースをフレームに固定し、カッターシャフトと各ガイドローラーの表面を個別に触り、ローラーを手動で回転させ、ダイヤルゲージの指示値の変化を観察します。すべてのローラーが互いに平行で、機械ベースに対して垂直であることを確認します。

2. 幅位置決めキャリブレーション：

▪ 定規のゼロ設定: すべてのツールホルダーを機械的ゼロ点に移動し、数字がゼロ設定を示しているかどうかを確認します。

▪ 実測検証：ブロックゲージまたは高精度ノギスを用いて、2枚のブレード間の実際の間隔を測定し、コントローラに表示される幅の値と比較します。ストローク全体を通して複数のポイント（最小幅、中間幅、最大幅など）を選択し、検証することで、直線誤差を修正します。

▪ 繰り返し位置決め精度: ツールホルダーを同じ位置に複数回移動し、実際の幅を測定して、その変動範囲を確認します。

• 推奨校正間隔：

◦ ツールの交換や幅の調整のたびに、切削量と平行度をチェックする必要があります。

◦ 毎週: ツールシャフトとガイドローラーの平行度を確認します。

◦ 四半期ごとまたは半年ごと: 全幅の位置決め精度のキャリブレーションを実行します。

3. 伝送および補正システムのキャリブレーション

操作中は材料が常に正しい位置にあることを確認してください。

• 主要コンポーネント: ガイドセンサー (超音波、光電子、CCD)、ガイドアクチュエーター (空気圧/油圧/電気)、および各伝達ローラー。

• キャリブレーション方法:

1. ガイドセンサーの校正：

▪ 中心位置のキャリブレーション: 材料の端を理想的な基準位置に手動で調整し、補正コントローラで学習または設定コマンドを実行して、この位置を基準として定義します。

▪ 感度設定: 過剰反応やシステムの速度低下を回避するために、材料のエッジの平坦度と動作速度に基づいて検出感度と応答速度を調整します。

2.補正アクチュエータのキャリブレーション：

▪ シリンダー/油圧シリンダーにオイルが漏れていないか、リードスクリュー/ガイドレールに十分な潤滑が行われているかどうかを確認します。

▪ アクチュエータの「中央」および最大ストローク限界を校正します。

3. トランスミッションローラーの平行度と水平度：

▪ 高精度水準器とダイヤルゲージを使用して、すべてのガイドローラーの水平度と平行度を確認してください。平行度が低いと、材料にシワやズレが生じます。

• 推奨校正間隔：

◦ コイルまたは材料の種類ごとに、形状補正センサーのデータを再調整します。

◦ 毎月: アクチュエータの状態と駆動ローラーの平行度を確認します。

◦ 半年ごと: 包括的な検査と校正を実行します。

4. 圧力および空気圧システムの校正

多くのスリッターでは、ローラーのプレスやアンロードなどの動作が空気圧システムによって制御されており、圧力の安定性が非常に重要です。

• 主要コンポーネント: 空気圧調整バルブ、圧力センサー、シリンダー。

• キャリブレーション方法:

◦ 空気圧回路に接続された、校正済みのデジタル圧力計を使用します。

◦ コントローラに表示される圧力値とデジタル圧力計の実際の読み取り値を比較し、偏差がある場合はコントロールバルブまたはコントローラ内のパラメータを使用して修正します。

◦ シリンダーがスムーズに作動しているか、クローリングが発生していないか、ジョイントから漏れがないかを確認します。

• 推奨校正間隔：

◦ 毎週: 圧力計の読み取り値を目視で検査します。

◦ 四半期ごと: 標準圧力ゲージと校正を比較します。

完全な校正および保守システムを確立する

1. 校正スケジュールの策定：上記の校正項目、方法、基準、期間をすべて表にして機器の近くに掲示し、厳密に実施します。

2. チェックリストを作成する: 毎日マシンを起動する前に、オペレーターは主要なパラメータ (張力表示、空気圧、ツールのノイズなど) をすばやくチェックして記録します。

3. 文書化とトレーサビリティ：各校正における時間、人員、結果、調整パラメータの詳細な記録。この履歴データは、トラブルシューティングや予知保全に役立ちます。

4. オペレーターのトレーニング: オペレーターが各パラメーターの重要性と逸脱の結果を理解できるようにすることが、異常に対する第一の防御線です。

5. スペアパーツ管理: 重要な消耗部品 (ブレード、ベアリング、磁性粉末など) が在庫にあり、耐用年数に達したらすぐに交換されるようにします。

まとめ

スリッター機の長期安定稼働は体系的なプロジェクトであり、「多用・軽メンテナンス」であってはなりません。張力、工具、補正、圧力の4大システムを核とした定期的かつ科学的な校正システムを構築し、完璧な文書管理と人材育成を補完することで、設備の精度を最大限に維持し、設備寿命を延ばし、生産効率と製品品質を常に高いレベルに保つことができます。複雑な電気・サーボシステムの校正については、定期的に専門のエンジニアを雇用し、徹底的なメンテナンスと校正を実施することをお勧めします。