株式会社豊田自動織機
愛知県半田市でディーゼルエンジンを製造する豊田自動織機東知多工場（703工場）では、将来の人材確保に向けて人が集まりやすいような工場に改善していく取り組みを行っています。この取り組みの一つとして粗材の投入工程に着目し、協働ロボットとバランサーという既製品を組合せて重量物搬送を自動化する技術開発を行いました。結果、作業工数低減に成功しました。
従来、吊具とホイストを活用し手作業で粗材を投入していましたが、粗材重量は重く、落下リスクなど危険が伴う課題がありました。また、作業者は粗材を投入をするために離れている場所から不定時で呼び出されることから、煩わしい作業でもありました。
投入工程の自動化にあたり、考えたのが既製品を組み合わせる技術開発です。具体的には、協働ロボットをバランサーで補助するという手法にチャレンジしました。目標サイクルタイム等の要件を満たすためにいくつかの組み合わせを検討した結果、今回は剛体アーム型機構とURロボットを組み合わせることで目標を達成しました。また、バランサーと組み合わせたシステムの為、実際ロボットアームが操作する治具と粗材の質量とロボットの荷重設定が特殊な環境のため、サーボ発振が発生する問題に直面しましたが、URロボットでは荷重、重心、慣性を任意に設定することができ、加えて速度や加速度などの設定を最適化することで問題を解決しました。
粗材はばら積みの状態となっているため、取り出しはランダムピッキングを行う必要がありました。今回の取り組みでは、ビジョンカメラを協力会社と力を合わせながら構築を行いました。
材料入力プロセスを自動化するには、既存の製品を革新的な方法で組み合わせることが解決策でした。具体的には、バランサーを介した協働ロボットの使用に挑戦しました。必要なサイクルタイムやその他の基準を満たすためにいくつかの組み合わせを検討した後、剛性アーム機構とURロボットを組み合わせることで目標を達成しました。さらに、バランサーと組み合わせたシステムは、ロボットアーム、治具、および原材料の固有の環境に起因するサーボ振動の問題を引き起こしました。しかし、URロボットでは、負荷、重心、慣性を任意に設定することができ、速度や加速度などの設定を最適化することで問題を解決しました。原材料はバルクパイルであるため、ランダムなピッキングが必要であった。このプロジェクトでは、パートナーと協力してビジョンカメラシステムを構築しました。
「導入効果に関しては粗材投入作業を自動化できたことで作業工数低減に成功し、様々な組み合わせが検討できるようになりました」（豊田自動織機 エンジン事業部 製造第二部 加工課 課長 山田 英貴氏） 山田氏は続けます。「いつも自動機を導入する際は、安全柵など設備がだんだん大きくなってしまいますが、そうなることなくコンパクトなままで設置でき、かつ安全は担保されているので、すごく可愛がっています」
豊田自動織機では今回の自動化工程の横展開に加え、エンジンの上げ下ろしや、コンベア中心になっている工程の自動化を検討中です。今回の協働ロボット導入を経て豊田自動織機 エンジン事業部 生産技術部 開発室 開発第１G グループ長 清水 達也氏は語ります。「答えを決めてしまうと、その答えを探すのに時間がかかってしまいます。まず協働ロボットを一回導入し、使いながら勉強し、入れる範囲をどんどん拡大していくと自動化が進むのではないかと思います」
清水 達也氏 エンジン事業部 生産技術部 開発室 開発第１G グループ長まず協働ロボットを一回導入し、使いながら勉強し、入れる範囲をどんどん拡大していくと自動化が進むのではないかと思います
数千の企業が協働ロボットを活用しています...
