ロボットがどのようなものかをどのように想像するかと尋ねると、ほとんどの人は、大規模な工場の柵で囲まれたエリアで働く大きくて巨大なロボット、または人間の行動を模倣する未来の鎧を着た戦士を思い浮かべます。
しかし、その中間に、新しい現象が静かに現れつつある。それは、人間の従業員を隔離するための安全柵を必要とせずに、従業員と直接並んで働くことができる、いわゆる「協働ロボット」の出現である。このタイプの協働ロボットは、完全に手動の組立ラインと完全に自動化された組立ラインとの間のギャップを埋めることができると期待されています。これまでのところ、一部の企業、特に中小企業は依然としてロボットによる自動化は高価で複雑すぎると考えており、適用の可能性を検討していません。
従来の産業用ロボットは一般に大きく、ガラスシールドの後ろで作業し、自動車産業やその他の大規模な組立ラインで広く使用されています。対照的に、協働ロボットは軽量で柔軟性が高く、可動性が高く、新しいタスクを解決するために再プログラムできるため、企業がより高度な少量機械加工生産に適応して短期生産の課題に対処できるようになります。米国では、自動車産業で使用されるロボットの数が依然として市場総売上高の約 65% を占めています。米国ロボット産業協会（RIA）は観察者のデータを引用し、ロボットから恩恵を受ける可能性のある企業のうち、これまでにロボットを導入している企業はわずか10％にとどまるとみている。
補聴器メーカーの Odicon は、鋳造工場でのさまざまな作業に UR5 ロボット アームを使用していますが、吸引ツールはより複雑な鋳物を処理できる空気圧クランプに置き換えられています。6軸ロボットの周期は4～7秒で、従来の2軸、3軸のオーディコンロボットでは不可能だった横転や傾斜動作が可能です。
正確な取り扱い
アウディが使用する従来のロボットでは、適用性や携帯性に関する問題を解決できませんでした。しかし、新しいロボットの登場により、それはすべて解消されました。現在の補聴器の部品はますます小さくなり、わずか 1 ミリメートルのものも多くあります。補聴器メーカーは、小さな部品を金型から吸い出すことができるソリューションを探してきました。これを手動で行うことは完全に不可能です。同様に、水平方向と垂直方向にしか移動できない「古い」2 軸または 3 軸ロボットも実現できません。たとえば、小さな部品が金型にはまった場合、ロボットはそれをひっくり返すことができなければなりません。
Audicon は、わずか 1 日で、新しいタスクのために成形ワークショップにロボットを設置しました。新しいロボットは射出成形機の金型の上部にしっかりと取り付けられ、特別に設計された真空システムを通じてプラスチック部品を引き込みながら、より複雑な成形部品は空気圧クランプを使用して処理されます。6 軸設計のおかげで、新しいロボットは機動性が高く、回転または傾けることによって金型から部品を素早く取り外すことができます。新しいロボットの作業サイクルは、生産規模とコンポーネントのサイズに応じて 4 ～ 7 秒です。最適化された生産プロセスにより、投資回収期間はわずか 60 日です。
アウディの工場では、UR ロボットが射出成形機にしっかりと取り付けられており、金型の上を移動してプラスチック部品をピックアップすることができます。これは、敏感なコンポーネントが損傷しないように特別に設計された真空システムを使用して行われます。
限られたスペースでも作業が可能
イタリアのカッシーナ イタリア工場では、包装ラインで作業する協働ロボットが 1 時間あたり 15,000 個の卵を処理できます。空気圧クランプを装備したこのロボットは、10 個の卵パックの梱包作業を完了できます。各卵箱には 10 個の卵トレイが 9 層入っているため、この作業には非常に正確な取り扱いと慎重な配置が必要です。
当初、カシーナ社は作業にロボットを使用することを期待していませんでしたが、鶏卵会社は自社の工場でロボットが動作しているのを見た後、ロボットを使用するメリットにすぐに気づきました。90日後、新しいロボットは工場ラインで稼働している。このロボットの重さはわずか 11 ポンドで、ある包装ラインから別の包装ラインへ簡単に移動できます。これは、4 つの異なるサイズの卵製品を扱っており、人間の従業員の隣の非常に限られたスペースでロボットが作業できる必要がある Cascina にとって非常に重要です。
Cascina Italia は、UAO Robotics の UR5 ロボットを使用して、自動包装ラインで 1 時間あたり 15,000 個の卵を処理しています。同社の従業員は、安全柵を使用せずにロボットを素早く再プログラムして、ロボットの隣で作業することができます。カッシーナ工場には単一のロボット自動化ユニットを設置する予定はなかったため、イタリアの鶏卵流通業者にとって、作業間を素早く移動できるポータブル ロボットが不可欠でした。
安全第一
長い間、安全性はロボット実験室の研究開発のホットスポットであり、主な原動力でした。人間との作業の安全性を考慮した新世代の産業用ロボットは、球面ジョイント、逆駆動モーター、力センサー、軽量素材で構成されています。
カシーナ工場のロボットは、力とトルクの制限に関する既存の安全要件に準拠しています。人間の従業員と接触した場合、ロボットには怪我を防ぐために接触する力を制限する力制御装置が装備されています。ほとんどのアプリケーションでは、リスク評価後、この安全機能により、安全保護を必要とせずにロボットを動作させることができます。
重労働を避ける
スカンジナビア・タバコ・カンパニーでは、協働ロボットが人間の従業員と直接並んで作業し、タバコ包装装置でタバコ缶に蓋をすることができるようになりました。
スカンジナビアン・タバコ社では、UR5 ロボットがタバコの缶を積み込み、従業員を繰り返しの単調な仕事から解放し、より軽い仕事に移すことができるようになりました。Youao Robot社の新しいメカニカルアーム製品は皆様に好評です。
新しいロボットは、人間の労働者に代わって重労働で反復的な作業を行うことができ、これまで手作業で作業しなければならなかった 1 人か 2 人の労働者を解放できます。これらの従業員は現在、工場内の他のポジションに配置転換されています。工場の梱包ユニットにはロボットを隔離するのに十分なスペースがないため、協働ロボットを導入することで設置が大幅に簡素化され、コストが削減されます。
Scandinavian tobacco は独自の設備を開発し、社内の技術者が初期プログラミングを完了できるように手配しました。これにより、企業のノウハウが保護され、高い生産性が保証され、生産のダウンタイムが回避されるだけでなく、自動化ソリューションに障害が発生した場合の高価なアウトソーシング コンサルタントの必要性も回避されます。最適化された生産の実現により、経営者は賃金の高いスカンジナビア諸国で生産を続けることを決定しました。タバコ会社の新しいロボットの投資回収期間は 330 日です。
毎分 45 ボトルから毎分 70 ボトルまで
大手メーカーも新しいロボットから恩恵を受ける可能性がある。ギリシャのアテネにあるジョンソン・エンド・ジョンソンの工場では、協働ロボットがヘアケア製品とスキンケア製品の包装プロセスを大幅に最適化しました。ロボット アームは 24 時間稼働し、2.5 秒ごとに生産ラインから 3 本の製品ボトルを同時に取り出し、向きを変えて包装機内に配置します。手動処理では 1 分あたり 45 本のボトルを処理できますが、ロボット支援生産では 1 分あたり 70 製品の生産が可能です。
ジョンソン・エンド・ジョンソンでは、従業員は新しい協働ロボットの同僚と働くことがとても気に入っており、その名前を付けています。UR5は現在「クレオ」の愛称で親しまれています。
ボトルは真空で吸引され、傷や滑りの危険がなく安全に移送されます。ボトルにはさまざまな形状やサイズがあり、ラベルはすべての製品の同じ面に印刷されているわけではないため、ロボットの器用さは非常に重要です。つまり、ロボットは製品を右側と左側の両方から掴むことができる必要があります。
J&J の従業員は誰でもロボットを再プログラムして新しいタスクを実行できるため、外部委託のプログラマーを雇用するコストを節約できます。
ロボット工学開発の新たな方向性
これらは、従来のロボットが過去に解決できなかった現実世界の課題に、新世代のロボットがどのようにして成功裏に取り組んだかを示すいくつかの例です。人間のコラボレーションと生産の柔軟性に関しては、従来の産業用ロボットの機能をほぼすべてのレベルでアップグレードする必要があります。固定設置から再配置可能へ、定期的に繰り返されるタスクから頻繁に変更されるタスクへ、断続的な接続から継続的な接続へ、人間がいない状態から従業員との交流から頻繁なコラボレーションへ、スペースの隔離からスペースの共有へ、そして長年の収益性からほぼ即時の投資回収まで。近い将来、ロボット工学の新興分野で多くの新たな開発が行われ、私たちの働き方やテクノロジーとの関わり方が常に変化するでしょう。
Scandinavian tobacco は独自の設備を開発し、社内の技術者が初期プログラミングを完了できるように手配しました。これにより、企業のノウハウが保護され、高い生産性が保証され、生産のダウンタイムが回避されるだけでなく、自動化ソリューションに障害が発生した場合の高価なアウトソーシング コンサルタントの必要性も回避されます。最適化された生産の実現により、経営者は賃金の高いスカンジナビア諸国で生産を続けることを決定しました。タバコ会社の新しいロボットの投資回収期間は 330 日です。
毎分 45 ボトルから毎分 70 ボトルまで
大手メーカーも新しいロボットから恩恵を受ける可能性がある。ギリシャのアテネにあるジョンソン・エンド・ジョンソンの工場では、協働ロボットがヘアケア製品とスキンケア製品の包装プロセスを大幅に最適化しました。ロボット アームは 24 時間稼働し、2.5 秒ごとに生産ラインから 3 本の製品ボトルを同時に取り出し、向きを変えて包装機内に配置します。手動処理では 1 分あたり 45 本のボトルを処理できますが、ロボット支援生産では 1 分あたり 70 製品の生産が可能です。
投稿日時: 2022 年 4 月 25 日