米国テネシー州のScott Fetzer Electrical Group（SFEG）では、移動式のURロボットを活用し、その日の生産状況に応じてさまざまな工程へ配置しています。協働ロボットが単調で負担の大きい作業を担うことで、従業員はより付加価値の高い業務に取り組めるようになりました。
SFEGは、既存設備をより有効に活用しながら、グローバル市場での競争力を高める方法を模索していました。
SFEGのオペレーションディレクターであるMatthew Bush氏は、「当社の大きな課題の一つは、多品種少量生産であることです。すべての生産ラインが常時稼働しているわけではないため、従来のようにロボットを特定のラインへ固定して導入する方法では対応が難しいと考えていました」と説明します。
そこで同社が目指したのが、必要な工程へ移動して使える柔軟なロボット体制です。
「私たちは、移動できる柔軟なロボット群を構築したいと考えていました。いくつかの製品を検討しましたが、求める作業に対応できると考えたのがURロボットでした。産業用ロボットに求められる速度や精度に加え、リスクアセスメントに基づいて人と同じ作業空間で活用できる柔軟性も備えています」とBush氏は話します。
SFEGでは、URロボットをキャスター付きの台に設置し、板金部門のさまざまな工程で活用しています。ブランキングプレスによる材料加工から、電気部品の成形・曲げ、最終組み立てまで、生産工程全体への自動化を進めています。今後は、タレットパンチプレスやプレスブレーキのマシンテンディングにもロボットを導入する計画です。
「ロボットを特定の工程に固定するのではなく、必要な作業にすぐ使える状態にしておきたいと考えています。朝、従業員が出社すると、その日の作業指示書が発行され、それに合わせてロボットを必要な工程へ移動させます」とMatthew Bush氏は説明します。
モーターフィールドの生産ラインでは、UR5とUR10が連携して作業しています。UR5は作業者の近くに配置され、受け取った部品を治具へセットした後、ワイヤーカッターを使ってワイヤーを切断します。その後、UR10が部品を取り上げ、最終組み立て工程へ送るコンベヤに載せます。
UR5が切断するワイヤーは1日約16,000本にのぼります。この作業は以前、従業員が手作業で行っていた反復性の高い工程でした。自動化によって従業員の身体的な負担を軽減するとともに、安定した処理を実現しています。
2台のURロボットはModbus通信を利用して互いの位置や動作情報をやり取りし、連携しながら一連の工程を処理しています。
Matthew Bush氏、オペレーションディレクターこの工程では、エポキシ装置を分解してセル内を清掃するため、毎日ロボットを移動させる必要があります。固定式のロボットでは対応しにくいため、必要なときに動かせるURロボットの柔軟性が大きなメリットになっています。
SFEGでは、Modbusを介して複数のURロボットを連携させ、ロボットの状態確認や他システムとのデータ連携、生産データの収集などに活用しています。
SFEGの主任エンジニアであるJamie Cook氏は、「これによって、今後さらに多くの活用方法が広がると考えています」と話します。また、これまで経験したロボットシステムと比べ、導入にかかる時間を約3分の1～2分の1まで短縮できたと評価しています。
こうしたデータ活用の一例が、SFEG製の小型モーターを組み込んだ新製品のライフサイクル試験です。
ロボットが製品の電源を自動でオン・オフし、1分間の稼働と30秒間の停止を繰り返しながら、約400時間にわたって試験を実施。最大電流値や平均電流値、完了したサイクル数などを収集し、データストレージへ送信します。
Matthew Bush氏は、「多くの専用設備を準備する必要がなく、最初のプログラムも5分ほどで作成できました」と、立ち上げの容易さを評価しています。
URロボットを活用した試験環境によって、SFEGは顧客と共同で製品検証を進められるようになりました。Matthew Bush氏は、「新しい技術を活用して、設計した製品をより早く量産へ移行できることをお客様にも評価していただいています。低コスト国の競合企業との差別化にもつながり、中国の競合企業から受注を獲得したり、以前は中国で調達されていた仕事を取り戻したりしています」と話します。
移動式URロボットは、回路基板へのエポキシ充填にも活用されています。従来は、従業員が大量の回路基板をまとめて処理し、2液性エポキシを手作業で充填して硬化工程へ送っていました。
現在はロボットがこの作業を継続して行うことで、1個流し生産が可能になっています。
さらにSFEGでは、新たに設計する製品について、ロボットによる組み立てが可能かどうかを設計段階から検討しています。Bush氏は、「ロボットで組み立てられないのであれば、設計を見直してもう一度検討します」と話しており、自動化を前提とした製品設計へと取り組みを広げています。
数千の企業が協働ロボットを活用しています...
