人間のようなロボットが二次加工オペレーションを自動化

このビデオは、Swiss Productions の概要と、同社の自動機械加工を可能にしたロボットの導入について説明しています。 （ビデオクレジット：Swiss Productions Inc.）

ショップの理想的な生産シナリオは、1 つの機器から機械部品を完成させることです。カリフォルニア州ベンチュラの Swiss Productions Inc. には、それを可能にする機械加工技術があります。ただし、一部のジョブでは、CNC ターニング センターで最初に機械加工された部品をフライス盤で二次加工する必要があり、それに伴い、オペレーターがこれらの二次加工機を管理する必要があります。

ただし、Swiss Productions は最近、2 台の協働ロボット (コボット) を追加して、2 台のコンパクトなセカンドオペレーション CNC ミルを管理しています。新しい自動化により、機械は日中長時間無人で稼働し、夕方には 8 時間消灯することもできるため、会社は週 4 日勤務で 64 時間の夜間無人加工を獲得しています。

さらに、コボットは、産業用ロボットに一般的に必要とされるフェンスなしで人間と一緒に安全に作業でき、プログラミングが直感的であり、必要に応じて他の機器に簡単に再配置できるという利点があります。

とはいえ、Swiss Productions Inc. が統合したロボットは、これらすべての利点に加えて 1 つの利点を提供します。つまり、7 番目の軸は、従来の 6 軸ロボットと比較して、工作機械のドアなどの障害物の周りに手を伸ばしたり、限られたスペースで操作したりするために、人間の腕の動きに似た柔軟性を提供します。実際、この店の 2 台のロボットは、機械のドアを閉めたり、自動でサイクルを開始したりすることもできるため、以前は機械の世話をしていた人々が、単に機械に積み降ろしするだけでなく、より価値のある仕事を行うことができるようになりました。

OB7 の安全センサーにより、ロボットはすぐ近くに人がいないときは高速で作業し、人が安全な速度まで減速するか、近くに人がいるときに停止します。 (写真提供:Swiss Productions Inc.)

アームによる自動化

1982 年にわずか 12 台のスクリュー マシンから始まった Swiss Productions の成長は目覚ましく、現在では 50 台以上のスクリュー マシン、30 台の二次操作機械、10 台のビデオ検査ステーションを備えています。精密機械工場の機能には、直径 0.019 インチから 2.5 インチまでの直径の機械加工部品が含まれます。大量生産として、医療、電子機器、航空宇宙、自動車、灌漑産業、および政府向けに毎月 200 万個以上の部品を生産しています。

50 台以上のスクリュー マシン、30 台のセカンダリオペレーション マシンと 10 台のビデオ検査ステーションを備えた精密機械工場の能力には、最小直径 0.019 インチから最大直径 2.5 インチの部品の機械加工が含まれます。

Swiss Productions は、2 台目の ops フライス盤を手動で処理することがボトルネックになり、顧客の要求に対応できていないことに気付きました。 2018 年、バイス プレジデント兼ゼネラル マネージャーのティモ ランセフォードと、その叔父であるスイス プロダクションのシニア バイス プレジデントであるリチャード ペトラッシュは、同社の 2 台のセカンド オペレーション ハース VF2 の自動化の可能性を調査しながら、いくつかの潜在的なマシン テンディング ロボット モデルを特定しました。ミニミル。

「私たちは Productive Robotics に決めました。なぜなら彼らは地元にあり、セットアップが簡単で使いやすいロボットを提供していたからです」と Lunceford 氏は言います。 「私たちは 4 台のロボットをテストし、OB7 に戻ってきました。」

このロボットに対するランセフォードの評価は、そのデザインと使いやすさに根ざしています。ロボットを最初にセットアップするには、機械まで簡単に移動し、組み込みのキャスターとレベリング フィートで所定の位置に固定します。次に、コードでプログラミングする代わりに、オペレーターがロボットに必要な動きを「教え」ます。これには、部品の複雑さに応じて 15 ～ 40 分かかります。オペレーターは、ロボットのハンドル (アームの端) をつかみます。その時点でロボットは浮いて緩んでいるため、簡単に動かすことができます。たとえば、オペレーターがロボットにプレートからパーツを持ち上げてもらいたい場合、オペレーターはそれをパーツまで引き寄せ、ハンドルのボタンを押してパーツのグリッパーを閉じます。このようにして、ロボットは意図がその部品をピックアップすることであることを認識します。次に、オペレーターはロボットの一部を手に持って、移動させたい場所に移動します。本来あるべき位置にあると、オペレーターは別のボタンを押してグリッパーを開き、部品を手放します。

従来の 6 軸ロボットと比較して、OB7 の 7 番目の軸は、障害物を回避したり、限られた作業場で操作したりするための追加の柔軟性を提供します。 Bogart 氏によると、ロボットを人間の腕のように動かすのは 7 番目の軸であり、ロボット市場で独自のものとして指定されています。

このロボットは、Swiss Productions のオペレーターによって、作業中のミニ ミルに手を伸ばし、完成した部品をつかみ、横に移動するように教えられています。次に、部品を保持するために使用されているコレットを吹き飛ばします。回転半径が速いため、機械のドアを閉め、ドアがしっかりと閉まっていることを確認してから、前の場所から 180 度回転させてサイクル スタート ボタンを押すことができます。

Productive Robotics の社長である Zac Bogart 氏は、彼の会社は、ロボット プログラミングについて何も知らないオペレーターをターゲットにしたかったと述べています。 「私たちは OB7 の開発を次のように考えました。「人が他の人に仕事のやり方を伝えることができるのであれば、できる限り同じ方法でロボットに仕事のやり方を伝えることができるべきではありません。 ?」とボガートは言います。

また、Productive Robotics は、ロボットを可能な限り人間の脳のように機能させようとしています。 「私たちがロボットを作るとき、ロボットはロボットの 7 つの関節のそれぞれがそれ自体について学習するプロセスを経ます」と Bogart 氏は言います。彼は、ロボットがギア、ベアリング、モーターなどの内部仕様について学習するため、正確かつスムーズに動くことができると説明しています。このプロセスには、関節ごとに約 15 ～ 20 分かかります。

Productive Robotics と Swiss Productions は連携して以来、緊密な関係を築いてきました。ランセフォード氏は、OB7 への投資を検討している他の企業とのインタビューを受け入れ、Productive Robotics が彼のショップを出発点として使用することを許可したと述べています。企業は Swiss Productions を訪れ、ロボットがショップの機能にどのように統合されているかを自分の目で確かめます。

「Productive Robotics とのビジネス/仕事上の関係とオンタイム サービスの組み合わせは最高です」と Lunceford 氏は説明します。 「私たちが求め、必要とし、提案したことはすべて、会社が実行してくれました。」

重要なタスクのために人間を解放する

ロボットが作業に入ると、ほとんどの場合、人間は作業から除外されますが、それらの人間は、ロボットが持っていない知性が必要とされる作業を行うために解放されます。

「人々はロボットを人間に取って代わるものと見なす傾向があります」とランセフォードは言います。 「しかし、そうではありません。彼らは、ロボットが代わりに実行できる日常の退屈で手作業のタスクを排除し、その人はロボットができないことを行うことができます.ロボットは考えることもデザインすることもできません。出入りする動作とボタンを押すことしかできません。」

ランセフォードとスイス プロダクションの彼のチームは、これを長年にわたって経験してきました

Swiss Productions Inc. は、実行する 2 つの OB7 を所有しています。そのHaas VF2 Mini Millsで。 1 つの Mini Mill は 6,000 個の注文を実行し、もう 1 つの Mini Mill は 2,400 個の注文を実行します。ショップは通常、ロボット用の独自のグリッパーを機械加工します。 生産加工 OB7 について Absolute Machine Tools のオープン ハウスで学びました。同社はロボットの販売とサービスを行っており、現在、CNC マシニング センターの唯一の認定 OB7 インテグレーターの 1 つです。

OB7 ロボットを実装した後の自分自身。自動化は、誰も雇ったり手放したりすることなく、工場の機械能力を高めるのに役立ちました。最初のロボットを購入したとき、同社の工具部門には 4 台の機械しかありませんでした。現在は 10 個あり、そのうちの 2 個がロボットと一緒に走っています。

これらのオペレーターは現在、OB7 のステーションの保守と部品の検査を行いながら、旋盤を稼働させています。 2 台のロボットのそれぞれに 1 人のオペレーターが割り当てられ、数時間ごとに完成した部品をロボットのテーブルから取り出し、ロボットが積み込みタスクを実行している間にそれらを検査する責任があります。これらのロボットを使用すると、オペレーターは 1 つのタスクの代わりに 3 つのタスクを実行できるため、はるかに効率的になります。

ロボットは柵で囲われていませんが、人間がロボットの近くにいても安全です。したがって、ロボットに生産を停止させる理由はありません。 「人々の間で安全に動作するために必要な力感知が欠けている産業用ロボットとは異なり、協働ロボットには、物体や人にぶつかったときにロボットが停止できるようにするために必要な力感知が備わっています」と Bogart 氏は言います。 「OB7は不意に何かにぶつかっても感知できるので安心です。何かにぶつかると自動で止まります。」

その他の自動化アセット

Swiss Productions は、自動化への投資を活用して、二次加工機に完全自動機械加工を統合しました。これにより、工場のリード タイムが大幅に増加しました。ロボットが処理するショップのミニ ミルの典型的なバッチ サイズは、1 台のマシンで 6,000 個の注文、もう 1 台のマシンで 2,400 個の注文で構成されます。 「2,400 部品の注文を担当する人がいたら、その仕事を完了するのにおそらく 8 週間かかるでしょう」と Lunceford 氏は説明します。 「ロボットでマシンのライトを消すことができるようになったので、その時間を半分に短縮できました。」

ロボットをプログラミングする必要がないことも、時間の節約になります。 Lunceford 氏によると、OB7 は単純な部品のセットアップに 15 ～ 20 分しかかからないため、すべてのセットアップでそれだけ多くの時間を節約できます。 「つまり、1 年に 30 ～ 40 回のセットアップを行うとしましょう。これは信じられないほどの時間を節約できます」と彼は言います。

彼はまた、ロボットが提供するシンプルなプラグ アンド プレイ システムについてコメントし、機械の CNC に数字を入力する必要がないことは、さらなる時間の節約になると述べています。

Swiss Productions で実行されている 2 つの OB7 をのぞいてみましょう。 （ビデオクレジット：Swiss Productions Inc.）

移転後のロボット

Swiss Productions は 2 台の OB7 ロボットを実装することで大きな成功を収めたため、2022 年秋にワシントン州リバティ レイクのより大きな施設に移転した後、さらに購入する予定です。

Lunceford 氏は、同社の 37 人の従業員がすべて転勤しているわけではないと説明しています。実際に、それと共に移動することを計画しているのは 14 人だけです。同社は 10 人の従業員を雇用する可能性が高いと彼は言いますが、ショップは革新的で、より多くのロボットを統合する必要があります。彼は、Haas Mini Mills が新しい場所で向かい合っていると言うので、2 台の機械を同時に操作できるロボットを購入する予定です.

それまでの間、Productive Robotics は、ロボットをよりスマートにすることで、ユーザーがより簡単かつ迅速に実装できるロボットを開発するために、技術を進歩させ続けます。 Bogart 氏は、業界はロボットだけでなく、よりスマートなテクノロジ全般を求めていると述べています。

彼はまた、第三者が一般的なロボットで溶接や検査などの特定の作業用のアクセサリを作成するというアイデアを受け入れる傾向についても示唆しています.

生産的ロボティクス | 805-244-9300 | productionrobotics.com

スイス プロダクションズ | 805-654-8525 | swissproductions.com

OB7 の第 7 軸とデジタル プリンター

Productive Robotics は、ほとんどの作業に最適なロボットを設計することに重点を置いて、第 7 軸または第 7 ジョイントを備えた OB7 を作成しました。この 7 番目の軸は、ロボットが人間の腕のように障害物の周りに手を伸ばすことを可能にする特性です。 Productive Robotics の社長である Zac Bogart 氏によると、7 番目の軸がなければ、この動きは不可能です。

「第 7 の軸は、アーム レスリングの場合に使用するモーションです。つまり、上腕のモーションを使用します」と Bogart 氏は説明します。 「この動きにより、マシン ショップはロボットを作業エリアの真ん中以外の場所に柔軟に配置できるようになり、ユーザー フレンドリーになります。」

Productive Robotics の OB7 は市場に出回ったのは比較的新しいものですが、Bogart が映画の特殊効果ビジネスでロボットを開発した 1980 年代から技術は進化しています。この仕事により、彼は、カメラ オペレーターが自分でプログラムできるロボット制御のカメラ システムを設計することができました。これは、彼にとって、プログラミングを必要としないシステムを作成する必要があることを意味し、それを実行しました.

「当時は、模型飛行機のようにジョイスティックで操縦していました」と彼は説明します。 「その後、コンピューターはこれらすべての動きを学習し、フィルム上で動きを再現できるようになります。」

約 8 年前、ボガートはロボット専門の新しい会社を立ち上げました。このようにして、Productive Robotics が誕生し、2017 年に現在 OB7 と呼ばれるものが登場しました。しかし今回、Bogart は、コンピューターがより洗練され、より困難ではなく、よりやりがいのあるロボットの作成が可能になったことを認識しました。

ボガートのロボット技術に対する理解は、彼が所有するハイエンドのデジタル印刷システムを製造する別の会社で学んだ同様の技術から来ています。彼によると、それらは似ていないように見えますが、デジタル プリンターは、ロボットと同様にコンピューターで多くの要素を制御するように設計されています。

「テクノロジーはずっと進化してきました。それが共通のテーマです」と彼は説明します。