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CNC一体型協働ロボットで多品種少量生産を実現

Go Fast Campersが協働ロボットで実現した自動化

Go Fast Campersが、自動化によって事業成長と働きやすい職場づくりを両立した取り組みをご覧ください。

協働ロボットで多品種少量生産を実現し、急成長を支える生産体制を構築

アメリカ・モンタナ州ボーズマンに拠点を置くGo Fast Campers(GFC)は、創業から5年足らずで、65名規模の革新的な製造企業へと成長しました。従業員には、年間52,500ドル以上の最低給与と福利厚生を提供しています。

GFCでは、創業当初から協働ロボットによる自動化を成長戦略の中核に据えてきました。ユニバーサルロボットのUR5を活用した完全統合型のマシンテンディングシステムは、1つのロボットプログラムであらゆる加工セル・あらゆる部品に対応できます。

これにより、高品質な部品をジャストインタイムで生産するとともに、顧客からのフィードバックを迅速に製品へ反映できる、柔軟な生産体制を実現しています。

柔軟な自動化で多品種少量生産を実現

Go Fast Campersでは、4台のユニバーサルロボットUR5をHaas製CNC工作機械と完全に統合し、1日あたり最大22時間の生産体制を構築しています。このうち約6時間は無人運転(ライトアウト生産)で稼働しています。

すべての協働ロボットが共通のプログラムで動作するため、どの加工セルでもあらゆる部品を必要な数量だけ生産することができ、日々変化する組立工程の需要に柔軟に対応しています。

UR5の柔軟性に加え、簡単なプログラミングとシステム統合により、4台のマシニングセンターでは毎日20~25種類の加工ジョブを運用しています。段取り替えも10~15分程度で完了し、その日に必要な数量だけを生産できるため、15個から500個まで幅広いロットサイズに効率よく対応しています。

自動化のノウハウを新たなビジネスへ展開

協働ロボットによる自動化の効果を実感したGFCは、自社で構築した協働ロボット加工セルを、中小規模の製造業向けソリューションとして提供する新たな事業も開始しました。これにより、自社の生産性向上だけでなく、他の製造業の自動化も支援しています。

GFCのCEO兼共同創業者であるWiley Davis氏は、次のように語ります。

「こうした自動化ツールは、大企業だけのものと思われがちですが、本当に大きな恩恵を受けるのは中小企業だと考えています。

中小企業がこうした技術を活用できなければ、競争力を維持することは難しくなります。自動化は、多様な製品づくりや新しいアイデアを実現するための非常に強力なツールです。」

Go Fast Campers

業界 自動車・受託加工
アメリカ
従業員数 65
使用したURロボット UR5e & UR5

協働ロボットで手作業から自動化へ移行

協働ロボットを活用して、手作業中心の生産から自動化へ移行したプロセスと、その導入のポイントをご紹介します。

1つのプログラムで174種類の部品を柔軟に加工

Go Fast Campersでは、カスタマイズ可能なポップアップトラックキャンパー向けに、174種類の部品を製造しています。

すべての部品は航空宇宙グレードのアルミビレット材から加工され、7種類の標準サイズに切り出された材料が、4つの協働ロボット加工セルへ供給されます。

各セルでは、すべての協働ロボットが共通のプログラムで動作し、オペレーターは加工する部品を選択するだけで生産を開始できます。

ロボットは材料をピックアップした後、再把持(リグリップ)ステーションで位置を補正し、CNC工作機械へ搬送します。第1工程の加工が完了すると部品を反転させ、第2工程を実施。その後、加工済み部品は自動で排出され、回収コンテナへ搬送されるため、後工程へスムーズに引き渡すことができます。

シンプルな制御で周辺機器も一元管理

ユニバーサルロボットの協働ロボットに搭載されたI/O機能により、GFCではロボットプログラムから周辺機器も一括制御しています。

最高執行責任者(COO)のStephan Morris氏は、次のように語ります。

「バイスや部品排出機構、回収装置、工作機械のドアを開閉するシリンダーまで、すべてロボットプログラムから制御できます。ユニバーサルロボットのシンプルなプログラミング環境のおかげで、空圧機器との連携も容易に実現できました。」

フォースセンサーとグリッパーで高い信頼性を実現

もう一つの重要な要素が、UR5eに標準搭載された力覚(フォースフィードバック)機能と、UR+認定のRobotiq製グリッパーです。

これらを活用することで、追加のセンサーや複雑な周辺システムを導入することなく、安全性と信頼性の高い自動化システムを構築できました。また、ユニバーサルロボットのアプリケーションエンジニアによる技術サポートも活用し、新たなプロジェクトに必要な通信プロトコルなどの知見も得ています。

CADデータを活用した柔軟なロボットプログラミング

GFCでは、ユニバーサルロボットのスクリプト機能と、UR+認定のAutodesk Fusion 360を組み合わせ、あらゆる標準サイズの材料から部品を加工できる独自のプログラミング手法を開発しました。

Fusion 360のCADデータを活用し、工作機械のバイス中心位置や材料サイズを基準としてX・Y・Z座標を自動生成することで、材料サイズや高さ、重量に応じてロボットの動作を最適化しています。

これにより、1つのプログラムで多様な部品に柔軟に対応できる、高効率な加工システムを実現しています。

シンプルなプログラミングで周辺機器も一元制御

シンプルなプログラミングで周辺機器も一元制御

ユニバーサルロボットの協働ロボットに搭載されたI/O機能により、Go Fast Campersではロボットプログラムから周辺機器まで一括して制御しています。

最高執行責任者(COO)のStephan Morris氏は、次のように語ります。

「バイスや部品排出機構、搬送機構、工作機械のドアを開閉するシリンダーなど、さまざまな周辺機器をロボットから直接制御できるようになりました。ユニバーサルロボットのシンプルなプログラミング環境のおかげで、空圧システムとの連携も簡単に実現できました。」

汎用性の高い自動化システムを他社へ展開

汎用性の高い自動化システムを他社へ展開

Go Fast Campersは、自社で構築した信頼性の高い協働ロボットとCNC工作機械を組み合わせた加工セルのノウハウを活かし、同様の自動化システムを他の中小製造業へ提供する新たな事業を展開しています。

特別プロジェクトチームのエンジニアであるIan Sparkman氏は、次のように語ります。

「私たちは、ロボットをより使いやすく、高度な自動化ツールへと進化させようとしています。もともとプログラミングは非常に簡単ですが、最終的にはエンドユーザーがプログラミングを意識する必要がないレベルを目指しています。

部品ごとの設定には、材料サイズや加工プログラム番号だけでなく、その部品に必要なロボットの動作シーケンスもあらかじめ登録されています。」

1人のオペレーターで4つの加工セルを運用

1人のオペレーターで4つの加工セルを運用

Go Fast Campersでは、ユニバーサルロボットの協働ロボットとCNC工作機械を統合した加工セルにより、1人のオペレーターで4つの加工セルを運用しています。

このシステムにより、設備は1日あたり約22時間稼働し、そのうち約6時間は無人運転(ライトアウト生産)を実現しています。

Robotiq製グリッパーで高精度な部品搬送を実現

Robotiq製グリッパーで高精度な部品搬送を実現

各加工セルでは、UR+認定のRobotiq製フォースフィードバックグリッパーを搭載した協働ロボットが、アルミ素材をトレイから取り出し、再把持(リグリップ)ステーションで位置を補正した後、CNC工作機械へ正確に搬送します。

複数工程を自動で連続加工

複数工程を自動で連続加工

第1工程の加工が完了すると、協働ロボットが部品を反転させて再び工作機械へセットし、第2工程の加工まで自動で行います。

後工程まで自動で搬送

後工程まで自動で搬送

加工済み部品は自動でバイスから取り出され、回収アームによって洗浄コンテナへ搬送されます。これにより、後工程への受け渡しもスムーズに行えます。

自動化を事業の中核に据えて会社を立ち上げていなければ、現在の65人の雇用は実現していなかったでしょう。また、私たちの製品も、限られた人しか購入できない価格になっていたはずです。

Wiley Davis, CEO and co-founder, Go Fast Campers
起業家であり熱心なオフロード愛好家でもあるGo Fast Campers(GFC)の創業者 Wiley Davis氏は、サーフィンとキャンプを楽しんだバハ・カリフォルニアからの帰路で、新たな事業のアイデアを思いつきました。

身長6フィート4インチ(約193cm)の自身が、長さ6フィート(約183cm)のトラック荷台で快適に眠れないという不便さを何度も経験したことから、軽量でカスタマイズ可能なポップアップトラックキャンパーを開発・製造するGo Fast Campersを立ち上げました。
起業家であり熱心なオフロード愛好家でもあるGo Fast Campers(GFC)の創業者 Wiley Davis氏は、サーフィンとキャンプを楽しんだバハ・カリフォルニアからの帰路で、新たな事業のアイデアを思いつきました。 身長6フィート4インチ(約193cm)の自身が、長さ6フィート(約183cm)のトラック荷台で快適に眠れないという不便さを何度も経験したことから、軽量でカスタマイズ可能なポップアップトラックキャンパーを開発・製造するGo Fast Campersを立ち上げました。

自動化によって解決した課題

  • 1つのロボットプログラムで、すべての加工セル・すべての部品に柔軟に対応
  • 1人のオペレーターで4つの加工セルを運用し、省人化と作業効率を向上
  • 従業員がより付加価値の高い業務へシフトし、働きがいのある職場を実現
  • 自社で培った自動化ノウハウをもとに、中小製造業向けの新たな事業を展開

主な価値推進要因

  • 段取り替え10~15分で、174種類の部品を効率的に生産
  • 4台のマシニングセンターで、1日20~25種類の加工ジョブに対応
  • ライトアウト生産(無人運転)により、生産性と競争力を向上
  • 信頼性の高い協働ロボット加工セルを実現

協働ロボットで自動化した作業

  • CNC工作機械のマシンテンディング
  • すべての加工セルで多様な部品を柔軟に生産
  • 試作から量産まで対応可能な協働ロボット加工セルの構築

ユニバーサルロボットにお問い合わせください

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