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不良率・保守費を激減させた特殊鋼メーカーの板厚管理法 導入事例

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不良率・保守費を激減させた特殊鋼メーカーの板厚管理法 導入事例
 
 
 
CASE STUDY / 導入事例

UVB TECHNIK社製 インライン精密厚み測定器 MTPシリーズ 老朽化した厚み計を刷新し、
不良率と保守コストを大幅に削減

「測定精度が狂う」「板切れで装置が壊れる」「予備部品が枯渇している」——長年の課題を抱えていた兵庫県内の特殊鋼メーカー様が、MTPシリーズを導入。2015年の稼働開始から現在に至るまで、生産停止トラブル0件という圧倒的な安定稼働を実現しています。

特殊鋼・圧延加工 ヘビーデューティーモデル 2015年導入・稼働継続中
MTPシリーズ 圧延ラインへの設置参考写真
±1μm
測定精度
900m/min
最大通板速度
200回/秒
サンプリング
CUSTOMER
特殊鋼メーカー様
※社名非公開
LOCATION
兵庫県内 製造拠点
APPLICATION
圧延ライン
(特殊鋼板の板厚管理)
MODEL
MTPシリーズ
ヘビーデューティーモデル
本ページは、ケー・ブラッシュ商会が取り扱うUVB TECHNIK社製「MTPシリーズ」を、兵庫県内の特殊鋼メーカー様が圧延ラインの厚み計刷新にあたり導入した実際の導入事例です。
01
CHALLENGES BEFORE INTRODUCTION 導入前に抱えていた課題
01

既存測定器の生産終了

旧型厚み測定器のメーカー生産・サポートが終了。予備部品も完全に枯渇し、明日故障すればラインを長期間停止させなければならないリスクがあった。

02

温度ドリフトによる精度の狂い

加工熱や季節で生じる激しい温度変化の影響を受けやすく、測定精度が徐々に狂う「温度ドリフト」が発生。歩留まり改善が頭打ちになっていた。

03

板切れ時の装置破損リスク

圧延中に鋼板が千切れる「板切れ」が発生した際、旧型測定器には安全機構がなく、材料激突でセンサーが物理的に損傷し多大な修理費が発生していた。

"

『本当に非接触式ではなく、接触式で今の要求を満たせるのか』
——設備選定の際、私たちはそう悩んでいました。

同社 プロジェクトメンバー 導入検討当時を振り返って

02
MEASUREMENT METHOD REVIEW 板厚測定、複数の方式からの選定プロセス
測定方式 最終評価 測定方式(原理) 特徴(メリット・強み) 圧延環境における課題(デメリット・弱み)
1. 放射線式
(γ線・X線)
★★★★☆ X線を鉄板に透過させ、検出器に届いたX線の減少量(減衰率)から鉄そのものの厚みを算出 ・板がどれだけ振動・バタつきを起こしても、測定値が影響を受けない
・油膜、水滴、油煙などの環境汚染に一切左右されず、非接触でトップクラスの安定性を誇る
・鉄の成分(炭素量や合金元素)が変わるたびに「鋼種補正(材料補正)」が必要
・放射線管理区域の指定や有資格者の配置など、法規制に伴う導入・維持コストが高い
2. レーザー式
(光学式)
★★★☆☆ 上下のセンサーから同軸上にレーザー光を照射。鉄表面からの反射光を受光し、センサーと板の距離の差分から厚みを算出 ・接触式のような摩耗や材料への傷のリスクが一切ない
・高解像度かつ超高速サンプリングが可能で、設置や初期導入が比較的容易
・冷間圧延特有の「圧延油(油膜)」を厚みとして誤検知してしまうため、測定直前のエアーブローによる完全な油飛ばしが必須
・板の激しいバタつきに対し、上下の光軸がミリ秒単位で完全に同期追従する必要あり
3. 渦電流式
(電磁気式)
★☆☆☆☆ 高周波磁界により鉄板表面に渦電流を発生させ、その磁界の変化からセンサーと鉄板の距離(厚み)を算出 ・レーザー式とは異なり、板表面の油膜、水滴、油煙、粉塵による影響を全く受けない
・センサーヘッド自体が堅牢でタフな環境に強い
・対象が「鉄(磁性体)」の場合、圧延中の引っ張り・圧縮の力(応力)で鉄内部の磁気特性がリアルタイムに変化し、深刻な測定誤差になる
・±数μmの制御には、センサーと板の距離(パスライン)を極めて一定に保つ頑丈なガイドロールが必須
4. 接触式
(MTPシリーズ)
★★★★★ 上下の測定子で金属板を挟み込み、その変位を電気信号(差動トランス等)に変換して直接厚みを算出 ・焼結ダイヤモンドチップが材料に直接触れて測定する
・振動・油煙・表面状態の影響を受けず、高速ラインでも安定した精度を維持できる
・高速走行時の測定子(センサー)の跳ね返り、およびセンサーの摩耗管理が必要
・板表面への「測定痕」のリスクや、連続測定によるチップの清掃メンテナンスが発生
03
REASONS FOR SELECTION MTPシリーズを選んだ理由
01

過酷な圧延環境(熱輻射・油煙・粉塵)に耐えること

圧延ラインは周囲に圧延油が激しく飛び散り、熱輻射や蒸気・油煙が常時充満する極めてタフな環境です。MTPシリーズは環境に左右されずミクロン単位の測定精度を24時間安定して維持できることが選定の絶対条件をクリアしました。

02

3次元フローティング機構による高速運転時の安定測定

鋼板が高速でラインを通過する際に発生する上下左右の激しいバタつきやパスラインの変動に対し、フローティング測定ヘッドに固定されたセンサーが確実に追従し、安定測定をキープします。

03

段取り替え時の校正が不要で、運用負荷が低いこと

多品種小ロットを生産する同社では、ロットごとに鋼種等が大きく変動します。「オペレーターの手を煩わせず、誰が使っても常に同じ精度が出せるシンプルさ」が重要な選定ポイントとなりました。

04

徹底的に無駄を削ぎ落とした「使う側ファースト」の設計

部品点数の少なさが特徴で、複雑な付帯設備を必要としません。物理的な構造を極限までシンプルにしているため、「これなら現場の人間だけで維持管理ができる」と確信されました。

05

実機デモによる「自社ラインでの確証」が得られたこと

ケー・ブラッシュ商会はMTPシリーズのデモ機を実際の圧延ラインに持ち込み、実際の生産材料を用いてテストを敢行。カタログスペック通りのデータが安定出力されることを確認できたことが決定打となりました。

06

「自立できるまで指導する」手厚いサポート体制

「お客様自身の手で分解・点検・校正ができるようになるまで丁寧に個別指導する」というプランによりブラックボックス化を排除し、国内メーカー以上の安心感を持って運用できると評価されました。

07

圧延ライン特有の温度変動に対応する自動補正機構

MTPシリーズは装置自体を一定温度に保つ温度調整機構を内蔵し、構成部材に同一素材を採用することで熱膨張収縮による誤差を最小化。温度ドリフトを最大0.1μm/℃に抑制する設計がシビアな環境条件に最も適合しました。

04
PRODUCT VIDEOS 製品動画で機能を確認

◆ フローティングシステム動作

スプリング×エアの浮遊機構が通板材料のバタつき・傾きにリアルタイムで追従し、高精度測定を維持する独自機構です。

◆ 板切れ検出/安全緊急退避

圧延中の板が破断した瞬間、シリンダーが作動して測定器を駐機位置まで高速退避し破損を防ぎます。

05
RESULTS AFTER INTRODUCTION 導入後の成果
0件
2015年〜現在までの
生産停止トラブル
1/3以下
日常清掃・定期点検に
かかる時間
大幅削減
突発修理費・
保全労務負荷

トラブルゼロという圧倒的な信頼性:過酷な圧延環境で24時間365日稼働し続けているにもかかわらず、2015年の設置以来ラインが停止するような重大な不具合は1度も発生していません。板切れ事故の際も保護機構が瞬時に作動しセンサー破損を防止。年間数百万円規模の突発的な修理費用とライン停止による機会損失が完全に消失しました。

06
INTRODUCTION FLOW 導入で準備したこと・苦労したこと
01

現地調査・課題整理

旧型測定器を支える架台自体が金属疲労を起こしガタつきが発生していることが現地調査で発覚し土台から見直しました。

02

実機デモによる精度実証

実際のラインで事前テストを実施し、ミクロン単位のデータが安定出力されることを確認しました。

03

架台新調・ドリフト検証

高剛性な新規架台を共同設計し、温度ドリフトが完全にゼロであることを証明するまでチューニングを重ねました。

04

トレーニング・運用開始

お客様自身で点検ができるようになるまで個別指導し、ブラックボックス化を排除して運用を開始しました。

07
FUTURE OUTLOOK 今後の顧客の展望
01

別ライン(リバース式圧延機)への確実な横展開

最初の大成功を受け、同社は別ラインに設置されている「リバース式圧延機」へのMTPシリーズの追加導入を決定し、すでに安定稼働を開始しています。双方向から強い負荷がかかるラインにおいても問題なく性能を発揮しています。

02

スマートファクトリー化とトレーサビリティのさらなる強化

出力されるデジタルデータを活かし工場全体の製造実行システム(MES)との連携を深める計画です。すべての製品ロットの板厚データを自動アーカイブ化し、厳格な品質トレーサビリティ要求へ応えていく基盤が整いました。

08
CUSTOMER VOICE & COMMENT 利用ユーザーの声・お客様のコメント
CUSTOMER VOICE 同社 技術部長

このインライン精密厚み測定器「MTPシリーズ」は、操作方法が非常に簡単で分かりやすく、現場のオペレーターもすぐに使いこなすことができました。また、部品点数が少なく構造がシンプルなため、日々の点検やメンテナンスが極めて容易です。

導入前は海外製のハイエンド測定器ということで、ブラックボックス化して自分たちで触れなくなるのではないかという不安もありましたが、ケー・ブラッシュ商会による丁寧なメンテナンストレーニングのおかげで、今では自社の保全メンバーだけで完璧に状態を管理できています。測定の安定性、頑丈さ、運用コストの低さ、すべての面において私どもはこの厚み測定器に非常に満足しております。

技
同社 技術部長
圧延ライン 板厚管理 ご担当
CUSTOMER COMMENT 同社 プロジェクトメンバー

設備選定の際、私たちが『本当に非接触式ではなく接触式で今の要求を満たせるのか』と悩んでいたとき、ケー・ブラッシュ商会は机上の論理だけで説得しようとはせず、現場の泥臭い環境のリアルなデータを一緒に見てデモ機で実証してくれました。

あのプロセスがあったからこそ自信を持って社内へ導入を上申できました。機械を売って終わりではなく、私たちの工場の稼働率を守るという姿勢が「生産停止トラブルゼロ」という驚異的な数字に繋がっていると実感しています。

P
同社 プロジェクトメンバー
設備更新プロジェクト ご担当
09
PRODUCT GALLERY 製品フォトギャラリー
MTPシリーズ正面
MTPシリーズ 正面(型番表示)
MTPシリーズ 製造・稼働イメージ
MTPシリーズ 製造・稼働イメージ
インライン設置状態
ライン設置状態(測定中)
圧延機設置イメージ
圧延機への設置イメージ
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