現場の課題と導入目的を明確にする
導入に際して、最初に必要なのは現場の課題の発見です。作業分析を行い現場の課題を明確にして、何を解決したいのか、何を実現したいのかといったニーズを発掘します。 課題解決の方法を検討したうえで、協働ロボットの導入がソリューションとなるか判断しましょう。
作業領域と要件の検討
課題や導入目的が定まったら、課題解決に向けて、協働ロボットに求められる要件を検討します。同時に、人と協働ロボットの作業領域の切り分けや、協働ロボットを導入した場合の効果を考える必要があります。
プロジェクト・マネジメント
計画段階から運用開始までの流れやスケジュール、担当者などを決定します。導入までの生産計画の見直しも必要です。
ロボット選定・設計
作業内容や使用環境を考慮したうえで、要件を満たす協働ロボットのメーカーや機種を選定します。同時に、ワークに合うエンドエフェクタ、作業に応じたセンサーなどの検討も行いましょう。ロボットの可動範囲、動かし方によって生産ラインの変更が有効と判断すればライン設計を見直します。
リスクアセスメントと安全性の確保
協働ロボット導入によってどのようなリスクが発生するか解析し、必要に応じて安全策を検討します。協働ロボットに関する安全規格に適合するか確認しながら設計を行いましょう。
ロボット周辺の環境の設計
協働ロボットを導入するラインの前後工程を含め、ロボットが作業しやすい効率的な周辺環境を設計します。 工程の順番や動線の変更、周辺機器の必要性など、周辺環境の設計によってどのような効果があるかを洗い出すことが重要です。
制御・センシング設計
協働ロボットの動作を制御するプログラムの設計や、必要なセンサーがあれば追加設計します。 動作シミュレーションによって、リスクの再確認も行いながら進めていくのがポイントです。
設置・運用開始
協働ロボットの設置、ティーチングが完了したらテストを行い、問題がなければラインを稼働開始します。現場作業者への操作方法などの教育に加えて、トラブル発生時の対応フローの周知も必須です。 ライン稼働後は、実際に運用することで見えてくるリスクを洗い出し、安全策の必要性の有無を決めましょう。
保守運用
定期的な導入効果の測定や、効率の良い運用方法の検討など、PDCAサイクルを回しながら継続的に保守管理を行う必要があります。現場の保守管理担当者のスキルアップを行い、ロボット管理と運用についての人材育成も行いましょう。 システムインテグレーターに依頼している場合は、あらかじめ定めておいた期間や範囲までサポートを受けることも可能です。
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造形への自由度が高い
金属3Dプリンターを活用して金属加工を行う最大のメリットは、形状の自由度が高い点だと言えるでしょう。成形加工・接合加工・切削加工等、従来の金属加工では造形が難しい複雑な形状でも3Dプリンターを活用することで実現しやすくなります。また、コストが高くなってしまうような高度な形状であっても、3Dプリンターであればほぼ材料の費用だけで造形することができます。
PM型ステッピングモーター平行軸ギアボックス付
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試作のハードルが下げる
形状の自由度が高いことに加え、ほぼ材料費で造形できる金属3Dプリンターの特徴は、試作品製作・新製品開発のハードルを下げることに貢献します。3Dプリンター用のデータを変更することで、バリエーション違いによる部品・製品を素早く造形できるため、新しい開発手法の一つとして注目を集めています。
コスト削減に繋がる
基本的に、金属加工業における利益の大部分は量産加工によって確保されています。というのも、最小で一個単位から求められる試作加工ではコストパフォーマンスが悪く、加工に掛かる工数と得られる利益が見合わないからです。
しかし、金属3Dプリンターを活用することで、ほぼ材料費だけで1アイテムを手軽に造形することが可能となるため、量による製造コストの差が縮まります。そのため、金属加工業を営む企業を悩ませている試作開発に掛かるコストの問題を解決する手段として、金属3Dプリンターは期待されているのです。
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企業と政府機関はさまざまな方法でロボットを利用しています。よくあるロボットの 5 種類すべては、成果の改善のため、さらに、従業員が最も高価値の重要な作業に集中できるよう、従業員の負担を減らすために導入されています。
産業
製造業界は、長年にわたり最前線でさまざまな種類のロボットを利用して、事業を成功させてきました。AMR、AGV、多関節ロボットや協働ロボットは、プロセスの促進、効率性の向上、安全性の推進を目的に、多くの場合プログラマブル・ロジック・コントローラーと併せて工場や倉庫で導入されています。溶接、組み立て、資材搬送、倉庫の安全確保など、さまざまなアプリケーションに利用されています。
農畜産業
AMR は、作物をより迅速に効率的に収穫するのに役立っており、そのために素晴らしいインテリジェント機能を利用しています。農業ロボットは、成熟度を評価し、邪魔な枝や葉を動かし、作物を傷めることなく正確にかつ丁寧に収穫することができます。
ヘルスケア
ヘルスケア業界では、患者のエクスペリエンスを向上させるためさまざまな種類のロボットが利用されています。AMR は、医薬品の搬送、表面の消毒、移動型テレプレゼンス機能提供に利用されています。また、協働ロボットは、リハビリ中に医療従事者を支援したり、優れた患者ケア提供のため看護師を助けたりするのに利用されています。
物流
ロボットは、物流および運輸会社が商品を迅速に効率的に配送するのを支援します。こうした企業は、荷物の処理、業務の加速化と正確さの向上に役立つ AMR や AGV を倉庫ロボットとして利用しています。また、配送物の最終処理段階や顧客への安全な配達の確保のためにAMR を導入しています。
小売業と接客業
ロボットは、カスタマーまたはゲスト・エクスペリエンスをさまざまな形で向上させるのに利用できます。小売や接客業企業は、在庫管理プロセスの自動化、コンシェルジュや道案内サービスの提供、さまざまな環境の清掃、ゲストの荷物運びやバレーパーキングにロボットを利用しています。
ロボットは、よりスマートで安全な街を作るのに役立ちます。人型ロボットは道案内や情報サービスを提供できます。AMR は、商品の配送や通常の安全パトロールを行うのに利用されています。ロボットはまた、ビル構築の加速化、現場調査の実施、建築モデル情報の収集にも役立ちます。
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外観検査ロボットを導入する際、同時に導入したい周辺機器について紹介します。
ベルトコンベア
ベルトコンベアは、台車の上に輪状のベルトを乗せて、回転させることで製品を移動させる設備です。ラインで製品を搬送する中に検査ロボットを組み込むことで検査工程の自動化が可能になります。
3Dカメラ
外観検査にはカメラが必要不可欠です。複雑な構造の製品では、2Dのカメラでは発見しにくい傷やバリなどもあります。3Dカメラを取り入れることで、精度の高い外観検査につながります。
画像センサ
外観検査をするにはカメラだけでなく、カメラで撮影した画像をデジタル信号に変えてデータ化する画像センサが必要です。
画像センサにより、色や汚れ、傷などがあるか、検査が可能になります。
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コスト削減ができる
ハンドリングロボットのメリットの中でも、インパクトが大きいのはコスト削減です。ハンドリングを自動で行えるようになるので、人件費の節約につながるからです。
ハンドリングロボットは、プログラミングされた作業内容を忘れることはありませんので、新たに採用した人員に対して教育を施すコストも不要になります。
人の保護ができる
重量物のハンドリングをハンドリングロボットで行えば、人体損傷や命を落とすリスクを回避できます。
もしも人手で作業を行いハンドリング中に重量物を落としたとしたら、重量物と地面に人体を挟まれる事故につながります。手足の骨折などの重傷や、最悪の場合命を落とすことさえあり得ます。
作業精度が向上する
ハンドリングロボットを用いればミスすることなく、安定したハンドリングが可能となります。ハンドリングロボットは繰り返し精度も高く、ワークや荷物を一定の場所にハンドリングすることができます。
ハンドリングのような単純作業を人が繰り返し行った場合、疲労や意識の低下により、作業時間に比例して作業ミスをする可能性が増えます。
スペースが省略化できる
ハンドリングロボットが作業するスペースだけ確保できれば、人が作業するスペースが不要になります。
ハンドリングを用いて部品の整理整頓がされるため、新たな作業を行えるスペースを生むことも可能です。
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