流体処理機器メーカーのOPW（A Dover Company）は、自動化を社内で推進できる体制を構築するため、UR5e協働ロボットを導入しました。導入後は、社内で培ったノウハウを活かし、ポペット（入口バルブ）の組立工程からパレタイジング工程まで、自動化の適用範囲を拡大しています。
とくに、複数の精密な組立工程を必要とするポペットの組立では、UR5eの導入によって品質と生産性が大幅に向上しました。さらに、UR10eとUR20を活用したパレタイジング工程の自動化により、従業員の年間約5万回に及ぶ「曲げる・ひねる・持ち上げる」といった身体への負担を軽減し、安全性と生産性の向上を実現しています。
自動化で人手不足・安全性・品質の課題を解決
「私たちが自動化を進めた理由は3つあります」と話すのは、OPW Fluid Transfer Solutions（A Dover Company）のオペレーションディレクター、Stephen Ciampanelli氏です。
「1つ目は作業者の安全性向上です。従業員が毎日、安全に帰宅できる職場をつくりたいと考えていました。2つ目は製造現場におけるムダの削減です。そして3つ目は、多くの企業が直面しているパンデミック後の人手不足への対応です。」
同社では、従業員が製品の組立や検査といった付加価値の高い業務に集中できる体制づくりを重視しています。そのため、パレタイジングやマテリアルハンドリングなど、反復的で付加価値の低い作業を、自動化の優先対象として位置付けました。
OPWは、自動化の第一歩として、ポペット（入口バルブ）の組立工程にUR5e協働ロボットを導入しました。
この組立工程では、すべての部品の同心度を維持しながら複数の工程を正確に行う必要があります。従来は、組立精度のばらつきにより最終組立工程で不具合が見つかることがあり、多くの手直し作業が発生していました。
UR5eの導入後は、組立工程全体を通して安定した同心度を維持できるようになり、初回組立で品質基準を満たす割合（ファーストパス組立歩留まり）が大幅に向上しました。その結果、手直し工数の削減と生産効率の向上を実現しています。
組立工程で成果を上げたOPWは、次にパレタイジング工程の自動化へ取り組みました。
30を超える組立セルでは、作業者が最大約14kg（30ポンド）の箱を手作業でパレットへ積み付けており、身体への負担が大きな課題となっていました。そこで同社は、まずUR10eによるパレタイジングを導入し、その後UR20を追加導入。これにより、従業員は年間約5万回に及ぶ「曲げる・ひねる・持ち上げる」といった動作から解放され、安全性と生産性の向上を実現しました。
Ciampanelli氏は次のように語ります。
「自動化によって人手不足への対応力が高まり、競争力も強化されています。当社には反復作業が数多くありますが、ロボットがそうした作業を担うことで、従業員はより付加価値の高い業務に集中できるようになりました。人材の能力を、会社にとってより重要な仕事へ振り向けられるようになったのです。」
OPWは、ロボット導入の経験が限られていたにもかかわらず、自動化プロジェクトを社内で立ち上げることに成功しました。最初に導入した協働ロボットは、自動化を社内で推進するための人材育成への投資でもあり、外部のシステムインテグレーターに依存することなく、新たな自動化ソリューションを自社で構築できる体制づくりにつながりました。
導入にあたっては、販売代理店であるAllied Automationとユニバーサルロボットが、トレーニングや技術サポートを提供。チームメンバーの一部は、Allied Automationとユニバーサルロボットの「Core Certification（コア認定）」を取得したほか、ユニバーサルロボットが提供する無料オンライン学習サービス「UR Academy」も活用し、協働ロボットの運用・プログラミングスキルを習得しました。
また、UR+マーケットプレイスで提供される豊富な周辺機器やグリッパーを活用できたことも、スムーズな導入を後押ししました。UR+対応製品はティーチペンダントとあらかじめ連携しているため、複雑なプログラミングを行うことなく、エンドエフェクタの交換や設定変更を簡単に行えます。
組立工程で使用されているUR5e協働ロボットには、グリッパーとドライバーの2種類のエンドエフェクタが搭載されており、一連の組立作業を1サイクルで自動化しています。
まず、UR5eがステムポペットを把持し、空気作動シリンダーへセットして部品の同心度を正確に合わせます。続いて、ワッシャー、ガスケット、ワッシャーの順に組み付けた後、スポンジを使ってねじにロックタイト（ねじゆるみ止め剤）を塗布します。
その後、ドライバーアタッチメントでねじを締め付け、部品全体を確実に固定するとともに、高い同心度を維持します。組立完了後は、完成したポペットを取り出し、完成品ボックスへ自動で搬送します。
パレタイジング工程は、組立工程に比べてシステム構築が比較的シンプルでした。
最初に導入したUR10eは、当時のユニバーサルロボット製品の中で最もリーチが長いモデルでしたが、必要な作業範囲を確保するため、一部にカスタマイズを施して運用していました。
その後、新たにUR20を導入すると、長いリーチと高可搬重量を備えていたため、追加の改造を行うことなく要求仕様を満たすことができました。また、URコントローラーにあらかじめ用意されているパレタイジング機能を活用することで、システム構築も容易になっています。
UR20を採用した2つ目のパレタイジングセルでは、両側のラインで最大25種類の箱サイズに対応しています。近接センサーが箱のサイズを自動で判別し、それに応じたプログラムへ自動で切り替わるため、作業者による設定変更は必要ありません。
Mike Grimm, OPW Fluid Transfer Solutions advanced manufacturing manager.私たちは、協働ロボットの導入に迷いや不安を感じている社内の仲間には、『思い切って一歩踏み出してほしい』と伝えています。実際に取り組んでみると、それほど難しいものではありません。」
数千の企業が協働ロボットを活用しています...
