アメリカ・オハイオ州に拠点を置く金属加工メーカーRaymathは、複雑なTIG溶接に加え、MIG溶接やCNCマシンテンディングの自動化を目的として、ユニバーサルロボットの協働ロボットを導入しました。
新たな自動化システムの構築により、生産能力を大幅に向上させるとともに、顧客ニーズへの対応力を強化。さらに、投資回収期間12か月未満という高い投資効果も実現しています。
RaymathのCEO兼社長であるGreg LeFevre氏は、次のように語ります。
「お客様は、より少ないサプライヤーにより多くの工程を任せたいと考えています。100社に発注するのではなく、多くの工程を一括して対応できる10社を求めているのです。私たちは、その期待に応えたいと考えました。」
LeFevre氏は、生産性向上には自動化が欠かせないと考えていました。しかし、自身の経験は大量生産向けの自動化が中心であり、多品種少量生産への適用には課題がありました。
「同じ部品を何百万個も生産するのであれば、自動化は比較的容易です。しかし、板金加工のようなファブショップでは、多種多様な部品を少量ずつ生産する必要があります。そこが大きな違いでした。」
従来型の自動化では、多品種少量生産への柔軟な対応は困難でした。そのためRaymathは、より柔軟に運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LeFevre氏は、近隣にあるUR認定システムインテグレーターTHG Automationを訪問し、ユニバーサルロボットの協働ロボットを活用したMIG溶接システムのデモを体験しました。
「わずか4時間で20か所の溶接ポイントをプログラミングできました。自社の実際の部品を使って試すことができ、このシステムなら十分に現場で活用できると確信しました。その日のうちに発注を決めたほどです。」
Raymathは短期間で、THG Automation製の協働ロボット溶接セルを4台導入し、MIG溶接の自動化を実現しました。現在は2人のオペレーターが、それぞれ2台ずつの溶接セルを担当し、効率的に運用しています。
Raymathのロボティクス担当であるNick Ogle氏は、次のように語ります。
「オペレーターは1台のロボットを稼働させると、その間にもう1台の段取りを行います。2台のセルを行き来しながら作業することで、生産性を最大限に高めています。」
「4台すべてのセルが同時に稼働し、多くの製品が次々と出荷されていく様子を見ると、大きな達成感があります。」
協働ロボットの導入により、これまで人手を必要としていた工程を半分の人員で運用できるようになり、溶接速度は約2倍に向上しました。その結果、溶接工程全体の生産性は約4倍へと向上しています。
さらにRaymathは、マシンテンディング工程の自動化にもユニバーサルロボットの協働ロボットを採用しました。ProCobots製の「ProFeeder」加工セルを、Hurco製の3軸・5軸CNC工作機械2台に導入し、自動化の対象をさらに拡大しています。
RaymathのCEO兼社長であるGreg LeFevre氏は、次のように語ります。
「これまで実現できなかった24時間連続の加工が可能になりました。」
この無人稼働（ライトアウト生産）の実現により、加工工程の生産性は600％以上向上。同じ人員のまま設備稼働時間を大幅に拡大できるようになりました。特に、人材確保が難しい夜間シフトにおいて、大きな効果を発揮しています。
協働ロボットの導入により、Raymathはこれまで人手や設備の制約から対応できなかった案件にも取り組めるようになりました。
RaymathのCEO兼社長であるGreg LeFevre氏は、次のように語ります。
「お客様のあらゆるニーズに対応できるようになれば、目の前の仕事だけでなく、将来の案件まで競合他社へ流れることを防ぐことができます。これは私たちにとって非常に大きな価値があります。」
高精度なTIG溶接も自動化
複雑なアルミ部品のTIG溶接は、Raymathの事業拡大における大きな課題の一つでした。
この工程では、製品の両面に高精度なTIG溶接が求められるうえ、溶接角度や入熱の管理が難しく、可動部品も多いため、高度な技術が必要でした。
MIG溶接の自動化で成果を上げたRaymathは、次のステップとしてTHG Automationと連携し、TIG溶接の自動化にも取り組みました。
LeFevre氏は次のように語ります。
「十分な精度を確保できるようになると、THG Automationのシステムは非常に高品質なTIG溶接を実現できます。しかも、手作業と比べて2～6倍のスピードで溶接できるのです。」
Nick Ogle氏 ロボット担当、 RaymathユニバーサルロボットとTHG Automationによる協働ロボットソリューションを初めて導入しましたが、その操作性の高さには本当に驚きました。
URを活用したTHG Automationの溶接システムにより、アルミ部品の溶接工程は大幅に効率化されました。
例えば、ある部品では手作業で1個あたり15分かかっていた溶接が5～6分に短縮され、別の部品では3～4分かかっていた工程を30～40秒で完了できるようになりました。
1台で多様な溶接に対応
自動化されたMIG溶接は、多くの材料や用途に対応できますが、多品種少量生産では、MIG溶接とTIG溶接のためにそれぞれ専用設備を導入することが難しい場合があります。
そこでRaymathは、THG Automationのコールドワイヤ供給式プッシュ／プルTIGシステムを採用しました。これにより、同一のシステムでステンレスとアルミの両方を高品質に溶接できるようになり、設備の汎用性と生産効率をさらに高めています。
6軸構造を採用したユニバーサルロボットの協働ロボットは、高い可動性を活かし、TIG溶接工程の効率を大幅に向上させました。
Raymathのロボティクス担当であるNick Ogle氏は、次のように語ります。
「以前は、溶接工が治具を手で回転させたり、姿勢を変えたりしながら作業していました。しかし現在は、部品ではなくロボットが動くため、手作業と比べて2～6倍のスピードで溶接できるようになりました。」
溶接工程だけでなく、Raymathはマシンテンディング工程の自動化にもユニバーサルロボットの協働ロボットを採用しました。ProCobots製の「ProFeeder」マシニングセルを、Hurco製の3軸および5軸CNC工作機械2台に導入し、加工工程の自動化を実現しています。
Raymathでは、THG Automation製のユニバーサルロボット協働ロボットベースのTIG／MIG溶接システムを活用し、直線溶接、円周溶接、ウィービング溶接をはじめ、上向き・下向き・水平など、さまざまな姿勢での溶接に対応しています。また、最大約12mm（1/2インチ）の板厚まで加工可能です。
Raymathのロボティクス担当であるNick Ogle氏は、次のように語ります。
「必要とされる溶接姿勢や溶接方法には、ほぼすべて対応できます。円周溶接も途中で止めることなく、連続して行えるようになりました。」
4台の協働ロボット溶接セルを導入したことで、Raymathでは少人数で複数の設備を同時に運用できるようになりました。
RaymathのCEO兼社長であるGreg LeFevre氏は、次のように語ります。
「従来の産業用ロボットでは、専用治具を細部まで作り込む必要がありました。しかし、私たちが扱うすべての部品ごとに治具を製作するのは現実的ではありません。
ユニバーサルロボットの協働ロボットなら、最小限の固定だけで部品を溶接テーブルにセットできるため、治具設計の負担を大幅に軽減できます。」
使いやすさは、THG Automationの溶接システムを設計するうえで重要なコンセプトの一つです。
THG Automationは、ユニバーサルロボットのオープンプラットフォームを活用し、独自開発のソフトウェアを協働ロボットのティーチングペンダントに組み込んだ専用の溶接システムを開発しました。これにより、ロボットの操作経験がないオペレーターでも、短期間で扱えるシステムを実現しています。
手溶接工として経験を積んできたRaymathのロボティクス担当Nick Ogle氏も、ロボットアームを目的の溶接位置や角度まで手で動かし、ティーチングペンダントでポイントを保存するだけで操作できました。
Ogle氏は次のように語ります。
「ユニバーサルロボットとTHG Automationの協働ロボットシステムを使ったのは今回が初めてでしたが、その使いやすさには本当に驚きました。」
THG Automationでは、新規導入時に1～3日間のトレーニングを提供しています。
THG AutomationのCEOであるMatt Hendey氏は、次のように語ります。
「多くの場合、私たちが現場に到着する前から、お客様はすでに溶接アプリケーションを立ち上げています。
その後にいただくご相談も、『どうやって動かせばよいか』ではありません。『基本的な操作は理解できたので、次はもっと高度な機能を活用したい』という内容がほとんどです。」
数千の企業が協働ロボットを活用しています...
