トレイの積み重ねやコンベアからの部品のピックアップ、マシンテンディングなど、多くの単調な作業を自動化するため、AIM ProcessingはユニバーサルロボットのUR5e協働ロボットを導入しました。
人材不足という課題を抱えていた同社は、多品種少量生産に対応でき、複数の工程で柔軟に活用できる自動化ソリューションを求めていました。そこで採用したのが、Flexx Referenceを搭載した移動式プラットフォームとUR5e協働ロボットを組み合わせたソリューションです。
このシステムにより、協働ロボットを数分で別の工程へ移設・再利用できるようになり、15週間未満で投資を回収するとともに、生産性を400％向上させました。
AIM Processingは、さまざまな業界の100社以上の顧客向けに、1,300種類を超える部品を製造しています。
人材確保が難しい状況の中、同社は生産能力の向上とコスト管理を両立できる自動化ソリューションを模索していました。
オーナーのJohn Gerstle氏は、次のように語ります。
「当社では毎日異なる製品を製造しており、同じ製品を長期間生産し続けることはほとんどありません。そのため、生産能力を高めながらコストを抑える方法として、自動化の導入を検討しました。」
こうした背景から、AIM Processingは柔軟性の高いモジュール型自動化ソリューションの検討を開始しました。
John Gerstle氏は数年前の展示会でユニバーサルロボットと出会い、その可能性に注目します。
「当社のような生産環境にも適したソリューションだと感じました。」
その後、AIM ProcessingはUR5e協働ロボットを導入しました。
Jon Gelston, Owner, AIM Processing最初の導入プロジェクトから、協働ロボットは生産性の向上という点で、私たちの期待を大きく上回る成果を発揮しました。
John Gerstle氏は、次のように振り返ります。
「協働ロボットを導入して稼働させると、その効果は期待以上でした。そこで、1台のロボットを複数のアプリケーションで活用したいと考えるようになりました。」
しかし、別の工程へ移設するたびに課題がありました。
「新しい工程で使用するたびに、ロボットが移動する経路や位置を再度ティーチングしなければならず、多くの時間がかかっていました。工程によっては0.5mm単位の精度が求められるため、一度設定したプログラムをそのまま再利用することができなかったのです。」
さらにJohn Gerstle氏は、次のように続けます。
「専用ラインではなく、UR5e協働ロボットを複数の工程で使い回す場合、毎回どのように同じ精度で再設置するかが大きな課題でした。」
例えば、ある工程では、UR5e協働ロボットがトレイを供給し、直交ロボットがトレイ内の各区画へ小型部品をパレタイジングする作業を行っています。
しかし、協働ロボットを別の工程から移設して使用する場合、設置位置にわずかなズレが生じるだけでも、システム全体の動作に影響を及ぼします。そのため、以前に保存したプログラムをそのまま再利用することはできず、毎回位置調整や再設定が必要となっていました。
AIM Processingは、ユニバーサルロボットの販売代理店であるIn-Position Technologiesのセールスエンジニア、Seth Leinbach氏に相談し、生産現場の調査を実施しました。
Seth Leinbach氏は、次のように振り返ります。
「複数の工程を確認しましたが、いずれも専用のロボットセルを導入するほどの生産量ではありませんでした。」
さらに、John Gerstle氏が抱えていた課題について、次のように説明しています。
「John氏は、1台のロボットを複数の工程で活用する方法や、UR5e協働ロボットの座標系を射出成形機に正確に合わせる方法について多くの疑問を抱えていました。そこで、UR+ソリューションである『Flexx Reference』が最適だと考えました。」
AIM Processingは、協働ロボットを別の工程へ移設しても毎回同じ位置に設置できるよう、FlexxboticsのFlexx Referenceを導入しました。
協働ロボットをFlexx Referenceの位置決め機構に固定すると、ティーチペンダント上のFlexx Referenceソフトウェアを操作するだけで、ロボットの位置情報が自動的に取得されます。
その情報をもとに、あらかじめプログラムされたウェイポイントやロボットの動作経路が、新しい設置位置に合わせて自動的に補正されます。
これにより、作業者は位置合わせや再ティーチングを行うことなく、協働ロボットを別の工程へ移設してすぐにプログラムを実行できるようになりました。
AIM Processingは、最初のUR5e協働ロボットの導入以降、12以上のアプリケーションへ展開を拡大しています。現在では、射出成形機へのマシンテンディング、トレイの積み重ね、コンベアからの部品のピックアップなど、さまざまな工程で活用されています。
最初に自動化したのは、直交ロボットへトレイを供給するピック＆プレース工程でした。それまでは、作業者が90秒ごとにトレイをセットするためだけに待機する必要があり、付加価値の低い作業となっていました。
John Gelston氏は、次のように語ります。
「この工程を自動化したことで、人手を削減できただけではありません。従来は週40時間程度だった稼働時間を、24時間365日稼働へと拡大でき、生産能力とスループットが大幅に向上しました。その結果、生産性は約400％向上しました。」
さらに、自動化は品質の安定化にも貢献しています。
「サイクルタイムが常に一定になるため、生産される部品の品質にも高い一貫性が生まれました。」
John Gelston氏は、UR5e協働ロボットの導入費用や投資回収期間について質問されることが多いと言います。
「私がいつもお伝えしているのは、『使わなければ投資は回収できない』ということです。」
同氏は、協働ロボットを複数の工程で柔軟に活用できることが、短期間での投資回収につながったと説明します。
「多品種少量生産では、さまざまな製品を異なる期間製造するため、ROIを正確に算出するのは簡単ではありません。しかし、最初に自動化した工程では、5回目の生産を終えた時点で、ロボット本体の導入費用を回収できていました。つまり、15週間以内に投資を回収できたということです。」
現在AIM Processingでは、自動化が必要な工程へ柔軟に移設して活用できるよう、2台目のUR5e協働ロボットも導入しています。
AIM Processingのチームは、ユニバーサルロボットを導入する以前から、プログラミングやロジックフローに関する基礎知識を持っていました。しかし、John Gelston氏は「ロボットプログラミングの実務経験はほとんどなかった」と振り返ります。
その際に大きな助けとなったのが、無料のオンライン学習プログラムUR Academyでした。
John Gelston氏は次のように語ります。
「UR Academyには、動画とテキストの両方で学べるセルフトレーニング教材が用意されています。さまざまなアプリケーションの構築方法や改善のヒントを学ぶことができ、非常に役立ちました。」
さらに、次のように続けます。
「最初のアプリケーションは、今振り返ればそれほど複雑ではありませんでしたが、当時は大きな挑戦でした。URのトレーニングコンテンツやサポートサイトに加え、ユニバーサルロボットの販売代理店や周辺機器メーカーのサポートを活用できたことで、プロジェクトを成功へ導くことができました。」
数千の企業が協働ロボットを活用しています...
