直交ロボットのデメリットは以下の2つです。
複雑な動きが苦手なこと
作業範囲に対し、設置面積が大きいこと
順にご紹介します。
①複雑な動きが苦手なこと
デメリット一つ目は、複雑な動きが苦手なことです。
直交ロボットは他の産業ロボットとは異なり、直線的な動きしかできません。作業内容としては単純な作業を得意としており、複雑な動きなどは他の多関節ロボットや協働ロボットの方が得意としています。
直交ロボットは直線的な動きしかできませんが。その一方誤作動が生じづらく、人身事故が低いロボットと言われています。安全を優先したい方は直交ロボットの導入が良いかもしれません。
②作業範囲に対し、設置面積が大きい
デメリット二つ目は、作業範囲に対し、設置面積が大きいことです。
直交ロボットは関節を自由に動かすことができないため、部品を折りたためません。また直線的に動く構造上、どうしても他のロボットよりも大きくなり、設置面積を大きく取る必要があります。
ある程度の設置面積を事前に用意しておいた方が良いでしょう。
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金属3Dプリンターのデメリットは以下のとおりです。
コスト面のメリットが出にくい
これまでの製法である鋳造・鍛造・切削で製作可能な場合、コスト面でメリット享受しにくいことがあります。
造形後に加工が必要なケースも
造形方式によっては、精度が劣る場合もあります。具体的な例としては、10ミクロンレベルの精度が必要な場合や、鏡面仕上げなど高レベルの面粗度が必要な場合などが挙げられます。この場合、造形したあとに別で、加工しなければいけないケースもあります。
大量生産には不向き
造形物の大きさにもよりますが、金属3Dプリンターは、大量生産にはあまり向いていません。比較的小さな造形物であれば多品種のものでもワンバッチで造形可能ですが、大きな造形物の場合、大量生産はできず一つずつ造形することとなります。
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①生産性向上とは？
「わかってるよ！！」と思われるかと思いますが、一度初心に振り返り一緒に確認していきましょう！
まず、企業にとっての生産性とは、“投入したインプット(材料や人など)によって、
どの程度のアウトプット（成果・価値）を生み出せたか”というものですよね。
つまり、生産性を向上させるためには、“アウトプットを維持したままインプットを減らす”か
“アウトプットを向上させる”かの2択となります。
そのためには、保有している資源を最大限に有効活用し、小さな投資でムダのない大きな成果を生み出す必要があります。
②生産性向上の手段
前項で、『生産性を向上させるためには、“アウトプットを維持したままインプットを減らす”か
“アウトプットを向上させる”か』と記載しました。
実際にその手段はどんなものがあるのか見ていきましょう。
・生産方式の改善
一言に生産方式といっても様々なものがあります。
個別生産方式、ライン生産方式、セル生産方式などなど、今行っている生産も、
生産方式の種類のそのいずれかに該当するはずです。
それら生産方式の手順を見える化し、工程解析を行うことにより、生産方式の改善を行うことができます。
どの作業にどのくらいの時間をかけているのか、材料の搬送にムダはないか、など、
現在の作業が、最大限のアウトプットを出せているのか確認し、改善することで生産性の向上につながります。
また、新たな生産方式にシフトするというのも１つの手段ですね。
・不良品削減、歩留まり向上
こちらは、おそらくみなさんが日々向き合っていることでしょう。
不良品削減、つまり品質の向上により生産数が上がることで、生産性を向上させることができますね。
歩留まり向上は、インプットである材料を有効活用し、インプットのムダを減らすことで生産性を向上させることができます。
どちらも設計者と話合う必要があります。現場、設計者、生産管理を交えてブレストを行うことで生産性向上を図ることができます。
・自動化ロボットの導入
自動化設備の導入は、イニシャルコストが大きく、そしてまた、初めての方には、
「人をロボットに代替するだけでしょ？」なんて思われる方もいらっしゃると思いますが、
様々なメリットをもたらしてくれるため、結果的に、”代替するだけ”以上の大きな成果を得られるようになります。
少し長くなってしまうため、次項に記載します！
③ロボットによる生産性向上
ロボットによる生産性向上によって得られるメリットは以下の通りです。
・品質の向上
ロボットは決められた動きを高精度で繰り返し行うことができます。
そのため、人手作業よりも精度が上がり、品質の向上、不良品の削減につなげることができます。
・稼働時間の向上
もちろんロボットは、疲れませんので、24時間だって働き続けることができます。（ちょっと可哀想ですが）
そのため、仮に人手作業と同じ作業スピードとなってしまっても、時間で補うことができます。
中には、人が働いている間は、ロボットは休んで、作業者がいない夜間に材料の補充をロボットが行う、
なんて体制をとっている企業もあります。
・教育の削減
人が変わるたびにその人に作業を教えなければならない。。。なんてことありますよね。
特に資材倉庫などでは、アルバイトやパートを配置していることも多く、人の入れ替わりが多いことが問題視されています。
ロボットに一度代替してしまえば、以降、辞めれれることも、なければ、その工程では作業者に教育を行う必要もなくなります。
教育は、人件費が大きく、教育の間の多くはアウトプットを得ることができません。
そんな教育をなくすことができるのは大きなメリットでしょう。
④生産性向上の秘訣
生産性向上向上の手段の中に、”生産方式の改善”と記載しました。
生産方式の変更は、作業者にも負荷が大きいのが事実です。
もし、何度も自分の作業のやり方を何度も変更されたら、みなさんはどう思いますでしょうか？
きっと度重なる変更により大きなストレスを感じますよね。
今まで記載したことは、論理的に解決する方法でした。
しかし、現場の活性化、つまり作業員のやる気を向上させることが秘訣だと私は考えています。
現場の作業員と密にコミュニケーションをとり、出来るだけ作業員がやりやすいと思う形を取ることにより、
集中力の向上、やる気の向上につながり、結果、生産性も向上します。
無駄話だって、やる気の向上に繋がるのであれば、無理に辞めさせる必要はないのかもしれませんね。
自動化設備の導入については、
肉体的、精神的負荷が大きい作業は、積極的にロボットを導入していきたいですね。
前述した、活性化にはやはり疲労削減が大きく繋がっていきます。
ロボットを導入することにより、作業員はエネルギーを蓄えることができ、
そのエネルギーを別のところで発揮してくれることでしょう！
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分解能（またはステップサイズ）、速度、およびトルクの両方に関するステッピングモータの性能は、構造の細部に影響されます。同時に、モータの制御方法にも影響を与える可能性があります。実際には、ローターとステーターの構成が異なるため、すべてのステッピングモータの内部構成（または構造）は同じではありません。
ローター
ステッピングモータの場合、基本的に3種類のローターがあります。
•永久磁石ローター：ローターは、ステーター回路によって生成される磁場に整列する永久磁石です。 このソリューションは、良好なトルクとディテントトルクを保証します。 これは、コイルが励磁されているかどうかに関係なく、非常に強くはないですが、位置変化を阻止することを意味します。 このソリューションの欠点は、他の種類に比べて速度と分解能が低いことです。
•可変リラクタンスローター： ローターは鉄芯で出来ており、磁場に整列する独特の形状をしています。このソリューションを使用すると、より高い速度と分解能を達成することが簡単になりますが、発生するトルクが低くなり、ディテントトルクがなくなります。
•ハイブリッドローター：この種類のローターには独特の構造があり、永久磁石型と可変リラクタンス型とのハイブリッドになります。ローターには、歯が交互に配置された2つの柱頭があり、軸方向に磁化されています。この構成により、モータは永久磁石型と可変リラクタンス型の両方の利点、特に高分解能、速度、およびトルクを持つことができます。この高い性能はより複雑な構造を必要とするため、高いコストを必要とします。図3に、このモータの構造の簡単な例を示します。コイルAが励磁されると、Nに磁化された柱頭の歯がステーターのSに磁化された歯に整列します。同時に、ローター構造により、Sに磁化された歯はステーターのNに磁化された歯に整列します。実際のモータはより複雑な構造をしており、ステッピングモータの動作原理は同じですが、図に示されているものよりも歯数は多くなっています。歯数を多くすると、モータは0.9°までの小ステップサイズを実現できます。
ステーター
ステーターは、ローターが整列しようとする磁界を生成する役割を持つモータの一部です。 ステーター回路の主な特性には、相数と極対の数、および配線構成が含まれます。 相数は独立したコイルの数ですが、極対の数は、各相が主たる歯の対をどのように使用しているかを示します。2相ステッピングモータが最も一般的に使用されますが、3相および5相モータはあまり一般的ではありません。
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1.人手不足の解消
製造業に携わっている皆さんであれば、「協働ロボット」という言葉をこのところメディアで見聞きする機会が増えていると感じているのではないでしょうか。
なぜこれほどまでに「協働ロボット」が注目されるのでしょう？
協働ロボット導入の大きな理由のひとつが、製造業における「人手不足」です。「求人しても人がなかなか応募者が集まらない」「苦労して採用しても長続きしない」お話させていただくと、そんな声が経営者から聞こえてきます。
帝国データバンクの調査によれば、大企業でも人手不足感が強まっており、その影響を受け中小企業の人材確保がさらに難しくなってきているようです。また人材確保、維持のためには賃金を上昇させなければならず、それがコストアップにつながり収益を圧迫し始めている状況がうかがえます。
特に製造業における単純作業や「熱い、重い」といった過酷な作業の現場では人材確保が深刻な問題となっていますが、この状況は今後も続くことが予想されています。企業にとっては抜本的な対策が求められているのです。その意味で、ロボットは黙々と働いてくれる仲間的存在であり、活かし方次第で人材確保の苦労から解放され、経営に専念することができます。
また中小製造業にとっての「人手不足」の原因はそれだけではありません。
背景には「生産年齢人口の減少」があります。
生産年齢人口とは、人口統計で生産活動の中心となる16歳以上65歳未満の人口を指しますが、少子高齢化の進行により、我が国の生産年齢人口は1995年をピークに減少に転じ、総人口も2008年をピークに減少に転じています。この傾向は今後も続き、中小企業にとっては人手不足解消がますます重要な経営課題になることは間違いありません。
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