組立工程は、製品の品質や信頼性を左右する重要な工程です。部品の位置決めや挿入、嵌合、締結などの作業では、高い精度と繰り返しの安定性が求められます。 一方で、部品点数の多さや製品バリエーションの増加により、人手作業への依存、作業者負担、品質のばらつきが課題となる現場も少なくありません。 協働ロボットを活用することで、繰り返し発生する組み立て作業を安定して自動化し、品質の均一化と生産性向上の両立を図ることができます。
組立工程では、次のような課題が多く見られます。
こうした課題から組立工程の自動化を検討していても、専用機では製品変更への対応が難しい、設置スペースやコストが合わないといった理由で、導入が進みにくいケースもあります。
協働ロボットは、従来の大型設備に比べて設置スペースを抑えやすく、既存ラインの一部から導入しやすい点が特長です。部品の位置決め、挿入、組付け、締結など、人手に依存していた組立作業を段階的に自動化できるため、組立工程の一部からスモールスタートしたい現場にも適しています。
組立工程では、製品バリエーションの増加や仕様変更により、対象となる部品や作業内容が変わることがあります。協働ロボットは、動作プログラムの変更や周辺機器の組み合わせによって、製品切り替えや工程変更に対応しやすく、多品種少量生産の現場にも導入しやすい自動化手段です。
重量物の組付けや反復作業、微細な位置合わせ、ねじ締めなどは、作業者の身体的負担や品質のばらつきにつながりやすい工程です。協働ロボットに繰り返し作業を任せることで、一定の作業スピードと安定した動作を確保しやすくなり、作業者は検査や段取り、改善活動など、より付加価値の高い業務に集中できます。
部品の位置決めや挿入、嵌合は、作業者の技能や感覚に依存しやすい工程です。協働ロボットを活用することで、決められた位置や角度で繰り返し作業を行うことができ、組み立て品質の安定化につながります。ギアの嵌合や部品の組付けなど、精度と再現性が求められる工程にも対応できます。
協働ロボットは、ドライバーやグリッパーなどの周辺機器と組み合わせることで、ねじ締めやボルト締結、部品搬送、塗布、箱詰めなどの複数工程にも対応できます。人手で繰り返し行っていた作業を自動化することで、作業負担の軽減やタクトタイムの安定化、生産効率の向上につなげられます。
ここでは、ユニバーサルロボットの協働ロボットを活用し、組立工程の自動化や作業負担の軽減を実現した事例を紹介します。
日産自動車横浜工場では、カムブラケットのボルトを緩める工程や、インテークマニホールドを設置する工程にUR10を導入しました。インテークマニホールドは4〜6kgの重量があり、作業者の負担が大きい工程でしたが、協働ロボットの活用により、タクトタイム超過の解消と作業負担の軽減につなげています。
GKNドライブラインジャパン株式会社では、ギアの組み立て工程にUR5を導入しました。外付けトルクセンサーとグリッパーを組み合わせることで、作業者の経験や勘に頼っていた嵌合作業を自動化。熟練作業者の感覚に依存していた工程をロボットで再現し、高品質な製品の安定供給につなげています。
OPWでは、ポペットアセンブリの組立工程にUR5eを導入しました。部品の位置決め、ワッシャーやガスケットの追加、ロックタイトの塗布、ねじ締め、完成品の箱詰めまで、複数の工程を協働ロボットで自動化しています。1台の協働ロボットにグリッパーやドライバーを組み合わせることで、組立工程全体の品質安定化と効率化を実現しています。
URロボットは力覚センサーを標準搭載しており、触れる、押し付ける、嵌め合わせるといった、人の力の感覚を用いるような作業の自動化に対応できます。工場出荷時にキャリブレーション済みのため、電源投入後すぐに活用でき、制御周期500Hzで通信する高い応答性により、精度と安定性が求められる組立工程にも活用できます。
UR3eの先端関節は無限回転に対応しているため、キャップ取り付けのような回転動作を伴う作業にも適しています。専用の回転機構を別途用意せず、ロボットの動作を活用して自動化できるため、限られたスペースでも組み立て作業の効率化を図ることができます。
ユニバーサルロボットの協働ロボットは、軽量かつコンパクトなアーム設計のため、スペースが限られている現場にも導入しやすいことが特長です。また、高度な安全機能を搭載しているため、既存の作業スペースや生産ラインに組み込みやすく、組立工程の一部から段階的に自動化を進めることができます。
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