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2017/10/17

IoTやAIを活用した新しいものづくりの実現をサポートする新たな産業用モーションネットワークを開発

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MECHATROLINK協会

2017年10月17日

IoTやAIを活用した新しいものづくりの実現をサポートする新たな産業用モーションネットワークを開発
- MECHATROLINK-4/Σ-LINK Ⅱによるモーションデータとセンサデータ同期・連携 -

 日本発のオープンモーションネットワークであるMECHATROLINKを推進しているMECHATROLINK協会(MMAと略記/本部:埼玉県入間市)は、MMAの幹事会にて検討していた新世代の産業用オープンネットワーク技術(MECHATROLINK-4:M-4と略記とΣ-LINK Ⅱ)を株式会社安川電機にて開発したことをお知らせします。

 また、今回開発した技術は、安川電機より技術移管を受け、MMAの新技術として仕様公開を準備しており、本コンセプトは東京ビッグサイトで開催されるシステムコントロールフェア2017(2017年11月29日(水)~12月1日(金))の株式会社安川電機ブースおよび、MMAブースにて披露していく予定です。

  1. 開発の狙い
     MMAでは、2007年より公開しているMECHATROLINK-Ⅲ(M-Ⅲと略記)にて、生産装置の機能向上、性能向上による生産性向上、省配線化だけでなく、ネットワーク化によるメンテナンス性向上などの要求への対応を進めております。
     近年、産業界をとりまく環境は、生産やそのオペレーションのスマート化、IoT・AIを活用したフレキシブルかつ安定生産の実現など、大きく変化しようとしています。このような背景から、生産現場における様々な機械や設備において、製品品質の確保や予知保全用等の各種センサが大量に接続され始めており、それらから生まれる製品データの収集と活用が求められています。
     このようなニーズにお応えするため、MMAでは、幹事会を中心に新世代の産業用ネットワーク技術の仕様検討を進め、モーション制御に最適なネットワークとしてM-4を、また、センサやI/O機器を接続するΣ-LINK Ⅱの仕様を策定しました。このたび開発したM-4とΣ-LINK Ⅱを組み合わせて使用することで、モーション制御に関連するデータだけでなく、各種センサのデータも簡単に同期して取得することが可能です。これにより、生産性を更に向上させるとともに、IoTやAIを活用した新しいものづくりの実現を支援していきます。
  2. 新技術の概要
     M-4は、従来のM-Ⅲの持つ高機能、高性能、高信頼性と使いやすさを維持(アプリケーション互換の確保)しつつ、伝送効率(同一条件で約4倍の性能向上)の改善とマルチマスタ機能による分散システム対応等による更なるシステムの高機能・高性能化を提供するだけでなく、開発・維持管理の簡単化を実現。
     Σ-LINK Ⅱは、従来のエンコーダ用通信(Σ-LINK)としての高機能・高信頼性通信を維持しつつMECHATROLINKのようなカスケード接続を可能とすることで、エンコーダ配線にエンコーダだけでなく、センサやI/O機器等の機械側に設置される機器をカスケードに接続することにより、システムの高機能・高性能化と省配線化を実現。
     また、M-4とΣ-LINK Ⅱを組み合わせる事により、モーションデータとセンサデータの同期・一元管理による更なるシステムの高機能・高性能化を簡単に実現することが可能。
  3. 主な仕様と特長
    • 1) M-4の主な仕様と特長
      階層 項目 MECHATROLINK-Ⅲ MECHATROLINK-4
      アプリケーション層

      コマンドプロファイル

      標準サーボ
      標準ステッピングモータドライブ
      標準I/O
      標準インバータ
      データリンク層 最大接続局数 C1マスタ:1局
      C2マスタ:1局
      スレーブ:62局
      128局
      (マスタ最大:8局
      スレーブ最大:127局)
      同期マネージャ なし あり
      同期精度 ≦±1μs(最大19ホップ) ≦±1μs
      マルチマスタ 非対応 対応
      複数伝送周期 なし あり
      全二重/半二重 半二重 全二重
      IP通信 非対応 対応
      Ethernet 物理層のみ互換 互換
      物理層 伝送速度 100Mbps 100Mbps(M-4)/
      1Gbps(M-4G)混在不可
      伝送距離 局間100m 局間100m(100bps)
      局間80m(1Gbps)
      接続形態 カスケード/スター
      従来のM-Ⅲの持つ高機能、高性能、高信頼性と使いやすさを維持(アプリケーション互換の確保)しつつ、伝送効率(同一条件で4倍の性能向上)の改善を実施。更に、マルチマスタ機能による分散システム対応等、以下の機能を追加、強化しシステムの高機能・高性能化を提供するだけでなく、開発・維持管理の簡単化を実現。また、M-4の仕様としては、将来の更なる性能向上に向けて1000Base-Tを物理層に採用できるようにしています。(M-4G)
      • ①アプリケーション互換
        • ・M-Ⅲとアプリケーション互換を確保
        • ・マルチプロトコル通信ASICによるM-Ⅲ/M-4、他ネットワークとハードウェアの共通化が可能
        • ・M-4/M-ⅢゲートウェイによるM-Ⅲシステムとの接続(同期)が可能
          これらにより、M-ⅢシステムからM-4へ簡単に移行が可能
      • ②伝送効率の改善による使いやすさの向上
        • ・同一接続環境で、約4倍の接続が可能
        • ・スレーブ毎に伝送周期の設定が可能
          これらにより、システム設計の自由度向上と最適化が可能
      • ③マルチマスタ機能による分散システムへの対応
        • ・同一ネットワーク内に複数のマスタを設置可能。各マスタ間の処理を並立同時実行することにより伝送周期を伸ばすことなく、全ての機器の同期が可能となり、分散システムの構築が容易
      • ④ネットワークSafety対応
        • ・同一ネットワーク内でSafetyシステムの構築が可能
      • ⑤汎用Ethernet対応
        • ・PCやビジョンなど汎用Ethernet機器の接続が可能。
    • 2) Σ-LINK Ⅱの主な仕様と特長
      従来のエンコーダ用通信(Σ-LINK)としての高機能・高信頼性通信を維持しつつMECHATROLINKのようなカスケード接続を可能とすることで、エンコーダ配線にエンコーダだけでなく、センサやI/O機器等の機械側に設置される機器をカスケードに接続することにより、システムの高機能・高性能化と省配線化を実現。
      • ①省配線化
        • ・モータエンコーダとセンサ信号の共通化による省配線化の実現
      • ②センサデータとモーションデータの一元管理(データ同期)
        • ・センサ信号をより高速に取り込むことによる高機能化の実現と、MECHATROLINKとの連携によりセンサデータとモーションデータの同期が可能。
          階層 項目 Σ-LINK Σ-LINK Ⅱ
          アプリケーション層 プロファイル Σ-LINKコマンドプロファイル
          データリンク層 伝送方式 サイクリック伝送、
          非サイクリック伝送
          最大接続
          ノード数
          1 14
          全二重/半二重 半二重
          物理層 伝送速度 4Mbps/8Mbps 4Mbps/8Mbps/16Mbps/
          24Mbps/32Mbps
          電気的仕様 RS-485
          接続形態 ピアツーピア接続
          (1対1接続)
          ピアツーピア接続
          (1対1接続),
          カスケード接続
          (1対N接続)

MMAについて

日本語名:MECHATROLINK協会(メカトロリンクキョウカイ)
英語名:MECHATROLINK MEMBERS ASSOCIATION
略称:MMA

本協会は、オープンモーションネットワークMECHATROLINKをグローバルに普及させる為に設立され、幹事会社8社と、MECHATROLINK製品開発メンバおよびMECHATROLINKユーザで構成されており、2017年9月末現在3066社で構成されています。
また、MMAは、韓国、中国、台湾、アメリカ、ドイツ、インド、ASEANに支部があり、グローバルで普及・推進活動やメンバのサポートなどを行っています。


MMAメンバ数推移 (2017年度は、9月30日時点のデータ)

MMAのグローバルサポート体制

※Ethernetは、富士ゼロックス株式会社の商標です。

問い合わせ先
MECHATROLINK協会 埼玉県入間市上藤沢480
事務局代表 三輪 卓也
04-2962-7920
http://www.mechatrolink.org

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