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協働ロボットで溶接時間を8分から1分へ、生産性と品質を大幅向上

Centerline Brackets

Centerline Brackets社が協働ロボットで実現した、3か月未満での投資回収と安定した溶接自動化をご覧ください。

概要

Centerline Brackets社では、協働ロボット溶接機の高い信頼性と安定稼働により、導入からわずか3か月未満で投資回収を実現しました。

この協働ロボットは、生産時間の大幅な短縮に貢献するとともに、人手不足への対応や重量物ブラケットの安定した溶接品質の確保にも効果を発揮しています。さらに、同社が掲げる「当日出荷保証」と「Made in USA」の製造体制を支える重要な基盤にもなっています。

100万回以上の溶接を支えた、予想を超える安定稼働

「私たちのような製造現場では、設備がこれほど長く稼働し続けることは普通ありません」と、Centerline Brackets社のマネージングパートナーであるChris Smith氏は語ります。

「可動ジョイントがあり、同じ動作を繰り返す設備であれば、遅かれ早かれどこかに不具合が出るものです」と述べながら、同社で“テディ”と呼ばれている協働ロボット溶接システム、ユニバーサルロボットのアームを搭載したVectis Cobot Welding Toolを指差しました。

しかし、2年7か月にわたる生産現場での稼働後も、“テディ”は故障やダウンタイムを起こすことなく、ブラケットの溶接を続けています。

「本当に驚きました。45分止まったことすらありません」とSmith氏は振り返ります。

「非常に安定して稼働しており、これまでに100万回以上の溶接を行っています」と語るSmith氏。同社ではこの協働ロボット溶接機への信頼が高まり、バックアップ用としてVectisから2台目のシステムも購入しました。ただし、その2台目はいまだ稼働する必要がなく、保管されたままになっています。

Centerline Brackets

業界 金属・機械加工
アメリカ
従業員数 20
採用したURロボット UR12e

導入効果:

  • 導入から3か月未満で投資回収を実現
  • 1ブラケットあたりの溶接時間を7~8分から1分未満へ短縮
  • 3年足らずで100万回以上の溶接を達成し、故障・ダウンタイムゼロを継続
  • 2人の溶接工と1台の協働ロボットで、従来8人分に相当する生産量を確保
  • 「当日出荷保証」と「Made in USA」を両立する生産体制を実現
  • 短時間で立ち上げられ、プログラミングも容易なため、現場への導入をスムーズに実施

協働ロボットで自動化した作業:

  • カウンタートップ、棚、シャワーベンチなどに使用される重量物用2インチ平鋼ブラケットのMIG溶接
  • 将来的にはアルミ製品の溶接工程への展開も予定

協働ロボットで解決した課題:

  • 従業員の離職や採用難による慢性的な人手不足を改善
  • 手作業による溶接品質のばらつきを抑え、品質を安定化
  • 長時間の残業や単調な溶接作業を削減し、従業員がより付加価値の高い業務に集中できる環境を整備
  • 生産効率を高めることで、海外メーカーとの競争力強化を実現
キャンバス絵画ロボット

溶接時間を8分から1分未満へ、生産性と品質を同時に向上

Centerline Brackets社は、重量物を支えるスチール製ブラケットや支持金具を米国で製造するメーカーとして、高い評価を得ています。同社の製品には、数百ポンドもの重量を安定して支える強度が求められるため、溶接品質への徹底したこだわりが欠かせません。

協働ロボットを導入する以前は、溶接作業をすべて手作業で行っており、1つのブラケットを溶接するのに約7~8分を要していました。

「溶接の仕上がりを見れば、誰が作業したか分かるほど品質にばらつきがありました」と、同社CEOのTracy Smith氏は振り返ります。「私たちに必要だったのは、一貫した品質でした。」

協働ロボット溶接機の導入により、現在では1ブラケットあたりの溶接時間を1分未満に短縮できています。

「非常に大きな時間削減につながりました」とChris Smith氏は語ります。「現在では、2人の溶接工と1台の協働ロボットで、従来8人の溶接工と同等の生産量を実現しています。」

なお、協働ロボットの導入が人員削減につながることはありませんでした。

「COVIDの時期には離職率の高さに悩まされていましたが、協働ロボットが徐々にそのポジションを担うようになりました」とTracy Smith氏は説明します。

3か月で投資回収

想定を大きく上回るROI、3か月未満で投資回収を実現

協働ロボットの導入当初、Smith氏らは投資回収期間(ROI)を約1年と見込んでいました。

しかし、実際にはその予想を大きく上回り、導入から3か月も経たないうちに投資回収を達成しました。

「実際には3か月もかかりませんでした。これほど短期間で投資回収できた設備は初めてです」とChris Smith氏は語ります。

一方で、同社はコスト削減だけを目的に協働ロボットを導入したわけではありません。

「私たちの目的は、生産工程を効率化し、この地域の限られた労働力に左右されない体制をつくることでした」とChris Smith氏は説明します。

さらに、協働ロボットの導入によって生産性が向上したことで、従業員へ従来以上の賃金を支払える環境が整ったことも、大きな成果の一つだと語っています。

FABTECHに出展したVectis Automationブース ― ユニバーサルロボット協働溶接ロボットを展示

展示会で確信した、協働ロボット導入の決め手

Centerline Brackets社は長年にわたり、自社の生産現場へ安全に導入できるロボット自動化システムを探していました。しかし、求める条件を満たす製品にはなかなか出会えませんでした。

転機となったのは、Chris Smith氏が事前にユニバーサルロボットとVectisソフトウェアについて調査したうえで、シカゴで開催されたFABTECHへ足を運んだことです。

「Vectisのブースで実機を見た瞬間、本当に驚きました」と同氏は振り返ります。

「特に印象的だったのは、協働ロボットの高い精度、安全性、そしてセットアップのしやすさでした。」

その場でCenterline Brackets社のチームは導入を決断し、展示会場で実演に使用されていた協働ロボットシステムをそのまま購入しました。

myUR

ロボット未経験でも短時間で立ち上げ、誰でも扱える操作性

協働ロボットの導入は、想像以上にスムーズに進みました。

「協働ロボットを搬入し、組み立てて、実際に部品を加工するプログラムを動かすまで、半日ほどで完了しました」とChris Smith氏は振り返ります。

プログラミングと運用を担当したのは、副工場長のCody Cox氏です。

しかし、当初のCox氏はロボットの操作に不安を感じていました。

「私は手溶接しか経験がなく、ロボットを見たことも触ったこともありませんでした。パソコンも得意ではありません」と当時を振り返ります。

それでも実際には、2時間足らずで協働ロボットによる溶接を立ち上げることができました。

「治具をテーブルにセットし、プログラムを開始してウェイポイントを設定します。始点と終点、エアムーブを入力してシミュレーションを実行すれば、ほぼ完成です」とCox氏は説明します。

また、製品の切り替えも非常に簡単です。

「4種類の製品プログラムはすべてティーチペンダントに保存されているため、必要なプログラムを選択するだけで切り替えられます」とCox氏は語ります。

キャンバスロボットサンディングウォール

協働ロボットが実現した、働きやすい職場環境

フロリダ州セントオーガスティンにあるCenterline Brackets社の溶接工場は、高温多湿になりやすく、作業者への負担が大きい環境です。

「協働ロボットを導入してから、残業はすぐに減らすことができました」とTracy Smith氏は語ります。

「夏場は暑さでスタッフの疲労が蓄積し、生産性も低下しがちですが、協働ロボットにはそうした影響がありません。」

Chris Smith氏も、導入前後の変化を次のように振り返ります。

「以前は毎晩7時や8時まで工場に残っていましたが、今では午後3時か4時には作業を終えられます。1日12時間も溶接マスクを着けて前かがみで作業を続ける必要がなくなり、ずっと人間らしい働き方ができるようになりました。」

さらに同氏は、協働ロボットが職場環境にもたらした効果について次のように語ります。

「良い企業文化を築き、従業員が安心して働き続けたいと思える職場をつくることは、とても重要です。協働ロボットは、その実現に大きく貢献しています。」

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協働ロボットが支える短納期対応と国内生産の競争力

Centerline Brackets社では、正午までに受けた注文を当日中に出荷する「ジャストインタイム生産」を実現しており、この迅速な対応力が同社の大きな強みとなっています。

「これこそが私たちの信頼を築いてきた基盤です」と、Tracy Smith氏は語ります。

「以前のように注文に対応できるか心配することはありません。協働ロボットが常に生産を一歩先へ進めてくれるため、安定した供給体制を維持できています。」

また、協働ロボットは、同社が掲げる「100%米国内自社製造(Made in America)」を維持するうえでも欠かせない存在となっています。

Chris Smith氏は、その理由を次のように説明します。

「協働ロボットによる高い生産性に加え、人件費の差に左右されにくい生産体制を構築できたことで、海外メーカーとも十分に競争できるようになりました。協働ロボットは、アメリカで製造を続けるための大きな支えになっています。」

キャンバスロボットサンディングウォール

次の展開はアルミ溶接へ、広がる協働ロボット活用

Centerline Brackets社では現在、2台目の協働ロボットを重量物アルミ製品の製造ラインに導入する計画を進めています。

「人が長時間立ち続けて、無数の小さな溶接を繰り返すのは効率的ではありません。まさに協働ロボットに適した作業です」とChris Smith氏は語ります。

さらに同氏は、溶接工場を運営する企業に対して、協働ロボット溶接の導入を強く勧めています。

「導入すべきか迷っているなら、まず始めてみるべきです。あるいは、私たちの工場に来て実際の稼働を見てください。すぐにその価値を実感できるはずです。」

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数千の企業が協働ロボットを活用しています...

  • 生産性を向上させる
  • 変化する製品需要に適応する
  • 従業員の幸福と定着率を改善する
  • 労働力不足を補う