カムポジショナの置換え時は、PLC化?
それとも別のカムポジショナへ代替?
1. カムポジショナの置換え時によくある悩み
オムロン製H8PSなどの生産終了機種の置換えやリプレースは、多くの工場で課題となっています。カムポジショナ(電子カム/プログラマブルカム/カムコントローラ)の更新において、現場では次のようなお悩みがよく聞かれます。
- 古いカムポジショナが故障した
- メーカーの保守(生産)が終了した
- 予備品の確保が難しくなった
こうした理由からカムポジショナの更新作業は避けられませんが、その際によく浮上するのが「PLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ/シーケンサー)を導入してシステム全体で制御するべきか」、それとも「別のカムポジショナへ装置を代替するべきか」という選択肢です。
どちらにも明確な強みがあるため、設備の状況や目的に合った手法を選ぶことが重要です。
2. PLC制御とカムポジショナ制御の仕組み
カムポジショナ(電子カム/プログラマブルカム/カムコントローラ)の置換えにおける代表的な2つの選択肢について、それぞれの仕組みと特徴を解説します。
① PLCによる制御
PLCやモーションコントローラに角度検出用のロータリエンコーダを接続し、ソフトウェア処理で角度位置を監視しながら出力を制御する方式です。設備全体の制御を一元管理しやすく、近年の大規模改修で採用されています。
(ソフト処理)
② カムポジショナによる制御
回転角度に応じて直接出力をON/OFFする専用のハードウェア機器を使用する方式です。複雑なプログラム作成を必要とせず、スタンドアロンで高速かつ安定したカム制御を行います。
(専用ハード処理)
3. PLC化とカムポジショナ代替のメリット・デメリット比較
カムポジショナ(電子カム/プログラマブルカム/カムコントローラ)の置き換え方法を検討する際は、導入コストだけでなく、工事規模、設備停止期間(ダウンタイム)、応答速度、今後の保全性まで考慮することがポイントです。
3-1. PLC化のメリット・デメリット
▶拡張性が高く、設備全体を一元管理できる
PLCはカム制御以外にも以下のような幅広い機能を実現できます。将来的にHMI(操作画面)の統合や、SCADA/MESとの連携によるスマート工場化(IoT化)を視野に入れている場合は非常に有効な選択肢です。
- 角度制御・サーボ制御
- タイマー制御・品種切替ロジックの一元化
- 上位システムとのデータ連携・状態監視
▶工事規模が大きくなり、設備停止期間(ダウンタイム)が長くなりやすい
カム機能だけを更新したい場合でもプログラム開発が必要です。また、置き換え時に長期間のライン停止を見込む必要があります。
- PLCラダープログラムの新規作成・現地デバッグが必要
- 盤内配線の引き直しや高速I/Oユニットの追加(盤内スペースの確保が必要)
- スキャンタイム(周期処理)の影響を受けるため、超高速ラインでは出力に微小なズレが生じる場合がある
- PLCにはディスプレイが無いため、操作と監視のためには表示器が必要
3-2. カムポジショナ代替のメリット・デメリット
▶短期間・低コストで更新でき、高速応答性に優れる
既存の配線や施工スペースを活用した置き換えに近いため、設備停止期間を大幅に短縮できます。
- 配線替えや最小限の盤改造で更新完了(復旧が早い)
- 専用ハードウェア処理のためスキャンタイムの影響を受けず、超高速ラインでもブレのない応答が可能
- 本体パネルの角度表示や専用ツールで直感的にON/OFF角度の設定・微調整が可能(現場の保全担当者が扱いやすい)
▶高度な一元管理や大規模な拡張には不向き
カムポジショナは機能が角度検出と出力制御に特化しているため、設備全体の複雑な演算や多軸連動には単体で対応できません。
- 用途が角度制御・出力制御等に特化している
- 複雑なロジック連携やデータの一括上位送信には別途通信機器等が必要になるケースがある
- RS-232C通信ポート以外の規格
3-3. PLC化とカムポジショナ代替の比較まとめ
| 項目 |
カムポジショナ /電子カム/プログラマブルカム/カムコントローラ |
PLC | ||
|---|---|---|---|---|
| 更新コスト | ◎ | 比較的低コスト | △ | プログラム開発費が発生 |
| 工事規模 | ◎ | 最小限の改造・配線作業で対応可能 | △ | 盤改造や配線変更が必要な場合あり |
| 設備停止期間 | ◎ | 短時間の停止で復旧可能 | △ | 現地での試運転・デバッグ期間が必要 |
| 高速応答性(リアルタイム性) | ◎ | 専用ハード処理により超高速・高精度 | 〇 | PLCの処理能力(スキャンタイム)に依存 |
| 拡張性・IoT連携 | △ | カム制御機能に特化 | ◎ | システム全体の統合・データ連携が可能 |
| 保全担当者の扱いやすさ | ◎ | 数値入力等で現場の調整が容易 | △ | ソフト作成や専用ツールの知識が必要 |
| おすすめ用途 | 既設設備の延命・早期復旧 | 設備全体の刷新・IoT化 | ||
4. PLC化とカムポジショナ代替のどちらを選ぶべき?
PLCとカムポジショナ(電子カム/プログラマブルカム/カムコントローラ)には、それぞれ異なる強みがあります。どちらが優れているかではなく、自社設備にどちらが適しているかという視点で選定しましょう。
4-1. PLC化がおすすめのケース
- 設備全体の老朽化に伴い、制御システムを一新する予定がある
- サーボ制御やモーション制御を組み合わせて高度な連動を行いたい
- 将来的に設備拡張や、稼働データを上位システムへ集約(IoT化)したい
4-2. カムポジショナ代替がおすすめのケース
- カム機能だけをピンポイント&低コストで更新したい
- 制御盤の表面で現在角度や出力状態を常時表示・確認できるようにしたい
- 設備停止期間(ダウンタイム)を最小限に抑えて早く復旧させたい
- 盤改造工事の手間を減らし、できるだけ既設の盤や配線を活かしたい
- 保全担当者が現場で直感的にON/OFF角度の微調整を行えるようにしたい
- オムロン製H8PSなどの生産・保守終了機からの置き換えを行いたい
5. カムポジショナの置き換え時によくある質問BEST5
オムロン製H8PSシリーズは生産終了となっており、メーカー公式の直接の後継機はありません。代替品としてエヌエスディ株式会社製のバリカムVS-5Fシリーズが紹介されています。よってPLCによる機能の置き換え、または別のカムポジショナへの代替が主な選択肢となります。
当社製品の「JX-CAM」は、オムロン製H8PSからの代替に対応しています。
https://www.electronics.jtekt.co.jp/jp/product/counter/counter_04/jx-cam/
アブソリュート型で、出力コードがグレイコード2進タイプのロータリエンコーダが接続できます。
分解能は、32/64/128/180/256/360/512/720/1024 が使用できます。
弊社製
TRD-NA360NWF2、TRD-NA360NWF2-5M、TRD-NA720NWF2、TRD-NA720NWF2-5M
はケーブル端が JX-CAM に適合する構造になっています。
(360/720 は分解能、ケーブル長 2m で、-5M は 5m)
製品紹介:TRD-NAシリーズ
https://www.electronics.jtekt.co.jp/jp/product/encoder/encoder_02/trd-na/
JX-CAMで使用することも可能ですが、コネクタ形状が異なります。
コネクタ変換ケーブルは現在準備中です。動作確認されたい場合は、試作したコネクタ変換ケーブルと JX-CAM を貸出いたしますので、お声かけ下さい。
はい。設定ソフト(Programmable Cam Workbench無償ソフト)は弊社ホームページからダウンロードいただけます。
接続ケーブルは、変換コネクタ:S-9CNS1 と通信ケーブル:Z-20JP を組み合わせて使用します。パソコンにシリアルポートが無い場合は、市販の USB/シリアル変換ケーブルをご用意下さい。
大変申し訳ございませんが、弊社での取り扱いはございません。
アタッチメントは株式会社ミスミの板金加工サービス:meviy(メビー)をご利用頂くと、簡単に製作できます。参考CADデータをご用意しておりますのでご利用ください。
6. まとめ
カムポジショナ(電子カム/プログラマブルカム/カムコントローラ)の置き換えでは、「将来の拡張性を重視するのか」「短期間・低コストで更新したいのか」を明確にすることが重要です。
- 設備全体の刷新やIoT化を進めるのであればPLC化が有力
- 既設設備を活かしたいのであればカムポジショナ置換えが有力
自社ラインの優先順位を整理したうえで、最適なリプレース手法を選択しましょう。
カムポジショナのリプレースでお悩みなら
ジェイテクトエレクトロニクス(旧 光洋電子工業)では、既存設備を活かした代替提案まで幅広くサポートしています。
このようなお悩みをお持ちの場合は、ぜひお気軽にご相談ください。
FAなんでも相談室