製造現場での自動化の攻撃ポイントを明確にする

マシン上、マシンの近く、マシン間 — IIoT は決して遠くにありません

おそらくかつてないほどの柔軟性が自動化にもたらされました。また、精密な機械加工、組み立て、および測定を必要とする業界では、自動化テクノロジーがかつてないほど利用可能になりました。

オートメーション ソリューションは、最高の精度から生産テスト済みの信頼性と速度にまで及びます。すべての人にとってすべてのもの、より正確にはすべての問題に対するすべての解決策であると表現されるテクノロジーはほとんどありません。毒を選ぶのではなく、最も適切なテクノロジーを選択し、ROI を正当化できるということです。バーフィーダー、ガントリー ローダー、簡素化されたピック アンド プレース オプションなどの実証済みの真の自動化は、最前線から遠すぎることは決してありませんが、多くの場合、IIoT デジタル化の多様性の利点を備えた新しい高速ロボット技術によって追い越されつつあります。コミュニケーションが製造にもたらす可能性

数多くのロボットにつながった時計製造の精度

Epson America Inc. (Carson City, CA) のロボットのグループ プロダクト マネージャーである Rick Brookshire 氏によると、その親会社である Seiko Epson Corp. が約 35 年前に自社の時計を製造するためのロボットを開発したとき、精度がすべてでした。今日、エプソンは、リーチが 175 ～ 1000 mm のサイズ、最大 20 kg のペイロード、最小 5 μm の再現性を持つ 300 を超えるロボットを提供することで、速度と精度を兼ね備えています。典型的な最初のアプリケーションには、自動車、医療、電子機器、およびアセンブリ、マシンテンディング、キッティング、検査とテスト、事実上あらゆる種類の業界でのパレタイジングなどの機能のための手に収まる部品が含まれていました.

Epson のロボット ポートフォリオに新たに追加されたエントリーレベルの Synthis T3 All-in-One SCARA (セレクティブ コンプライアンス アーティキュレート ロボット アーム) は、エプソンのアプリケーションをさらに拡大することを目的とした価格で、速度と精度の機能を備えて導入されました。自動車、電子機器、医療機器、および消費財。

2017 年後半に導入されて以来、T3 は私たちの予想をはるかに超えて市場に受け入れられてきました」と Brookshire 氏は述べています。 「T3 には、アーム内にコントローラーがあり、プログラミング用の PC に接続されています。価格はすべて 7495 ドルです。ハイエンドの G シリーズ 6 軸ロボットで使用しているのと同じソフトウェアを備えています。」

エプソンの他のスカラ ロボットと同様に、T3 は、平面から平面へと移動する 4 軸ロボットであり、ショップ内のリニア スライドの代替として位置付けられています。 「リニア スライドは、切り替えのために継続的に調整する必要があります」と Brookshire 氏は述べています。 400 mm のアームと 3 kg の最大ペイロードを備えた T3 は、効率的な操作のための速度、コンパクトな設計への統合、および Epson の RC+ プログラミング ソフトウェアにより、柔軟性に対するこのニーズを満たします。

コンパクトなパッケージでのロボットの効率

Erowa Technology Inc. (イリノイ州アーリントンハイツ) は、EDM 加工用のツールやワークピースを処理するためのパレタイズ システムとロボットの開発、およびチップ製造用のマシン テンディング アプリケーションのタンデムまたは EDM マシンとの組み合わせを開発してきた歴史があります。 「ジョブショップは毎日違うことをしています。 1 つ、2 つ、または 5 つの部品のいずれであっても、ワークピースをパレットとマガジンに配置し、ロボットがマシン内で処理のために移動させることが当社の強みです」と、社長兼 COO の Chris Norman 氏は述べています。 「私たちはニッチな市場にいます。私たちの自動化は、ジョブ ショップ、金型ショップ、および短期間の航空宇宙製造ショップ向けに設計されています。」

Erowa の自動化製品に対する需要は旺盛です。 「今日、自動化ソリューションに対するショップの受け入れが大きくなっています。自動化の売上高は 2017 年より 10 ～ 20% 増加し、2016 年よりも約 30% 増加しました」と Norman 氏は述べています。 「私たちは、電極の製造と取り扱いにおいて多くのことを行っていますが、もはや単なる EDM 担当者ではありません。当社の工具は、製造のさまざまな面で使用されています。当社のパレットとチャックの間のクイック チェンジ システム、切削工具用のツール チェンジャー、放電加工機の電極チェンジャーは、多くの企業が考えていない自動化の形態です。」

ノーマン氏によると、同社のロボットのプログラミングは簡素化されています。 「当社のロボットのプログラミングは難しくありません。統合にはさまざまなレベルがあります。最も基本的なことは、ロボットが機械のスレーブであるということです。私たちはすべてのインターフェース作業を行い、すべての主要な OEM とのインターフェースを持っています。設置するときは、スピンドルをマシンに呼び出すのと同じ方法で、パレットをマシンに呼び出します。これは基本的に 1 行のコードです。機械の制御ではなく、機械とロボットを管理するセル制御ソフトウェアがあります。通常、お客様とのトレーニングは約 1 日程度で済みます」と Norman 氏は言います。

製造現場は忙しい場所です

マキノ社 (メイソン、オハイオ州) の最新の EDM は、無人操作の自動化を特徴としています。サポートは、HyperConnect から提供されます。HyperConnect は、ユーザー エクスペリエンスと効率を向上させ、機械のダウンタイムを削減する EDM 用のマキノの産業用モノのインターネット (IIoT) アプリケーション スイートです。 HyperConnect は、Hyper-i 制御システムを搭載したすべてのマキノ EDM で利用でき、ショップ マネージャーとオペレーターは、ネットワーク上の任意の PC、スマート デバイス、またはその他の Hyper-i 制御システムから EDM プロセスを監視および制御できます。

EDM オペレーターは、製造現場で既に多くの課題に直面しています。マシンとオフィス スペースの間を行ったり来たりすることは、誰も望んでいないことです。 HyperConnect は、オペレータがマシンの前にいても、オフィスにいても、リモートで作業していても、効率を最大化するために必要なものにアクセスできるようにします。

HyperConnect スイートには、工場の担当者が EDM 操作を監視、計画、およびトラブルシューティングするための 4 つの主要な接続機能があります。 4 つの機能のうち、EDM メールと PC Viewer 機能が最もよく使用されます。 EDM メールは、無人操作中にマシンのステータス情報を電子メールでオペレーターに中継し、ダウンタイムを短縮し、マルチタスク機能をサポートします。機械の動作状態の定期的な間隔更新を配信したり、任意の時間に機械の停止をオペレータに警告したりできます。

プロセスの相互リンク

工作機械メーカーが提供するテクノロジーが、関連のないプロセスにまたがる場合、自動化によって予想外の生産的なリンクが提供される可能性があります。 Methods Machine Tools Inc. (マサチューセッツ州サドベリー) は、工作機械、3D 印刷技術、自動化のサプライヤーであり、プロセスを組み合わせて 3D 製造の生産性を高めることで「飛躍的進歩」を遂げました。自動化セルは、アディティブ マニュファクチャリングをロボティクスおよびサブトラクティブ プロセスと組み合わせて、高速で高効率の完成した 3D パーツ生産のための後処理を提供することを目的としています。

20フィート。 (6-m) メソッド セルには、3D プリント製品の供給ステーションが含まれています。このステーションは、ビルド プレート上の 3D パーツを FANUC C600 EDM にシャトルし、カットを行ってパーツをビルド プレートから部分的に分離します。次のステーションでは、FANUC ロボットが印刷された部品からプレートをはめ込み、最終的な機械加工操作のために部品を FANUC RoboDrill に転送します。ロボドリルは、自己完結型でコンパクトな自動化フットプリントのために、製造現場環境で特に好まれています。自動製造用に設計されたこのセルは、3D プリントから最終的な後処理までの部品完成までの全体的な時間を短縮し、手作業を排除しながら部品の総スループットを 4 倍にすると報告されています。 Methods Machine の 3D プリント パートナーは、3D プリントの創始者である 3D Systems Corp. (サウスカロライナ州ロックヒル) です。

スマート マニュファクチャリングは IIoT 接続を意味します

Mazak Corp. (ケンタッキー州フローレンス) と Murata Machinery USA Inc. (ノースカロライナ州シャーロット) の 2 つの工作機械メーカーは、マザックの機械加工、自動化、スマート技術をムラテックの自動高密度ストレージと組み合わせることで、スマート製造システムを共同開発しました。そして検索システム。その結果、Mazatec SMS (スマート マニュファクチャリング システム) は、IIoT 接続だけでなく、無人自動製造と高生産量を提供します。

Mazatec SMS は、Mazak の複数の横型マシニング センターや複合加工機と、パレット、材料バケット、高速ストッカー クレーンを備えたムラテックの垂直方向ストッカー タイプのシステムを組み合わせたものです。各メーカーの特定の生産およびフロア スペースのニーズに合わせて、モジュラー システムはスペース効率を大幅に向上させる 6 レベル構成で最大 150 個のストッカー (さまざまなサイズ) を持つことができます。

Mazak の SmartBox IIoT テクノロジーと Smooth PMC 生産管理ソフトウェアは、SMS の主要コンポーネントです。ムラテックの自動化システムは、すべての相互接続を制御し、メーカーの ERP/MRP ホストおよび MES と同期します。その結果、Mazatec SMS は、プロセス制御、監視、および最適化のためのスマート ファクトリ ソリューションとなるように設計されており、小ロット サイズであっても、さまざまなワークピースを高効率で生産できます。 Mazatec SMS は、さまざまなサイズとタイプの工作機械を同じ自動製造システムに組み込むことができます。 Mazatec SMS の周辺機器には、ローディングとセンタリング、チルト ローディング、昇降ローディング、ワーク セットアップ、部品洗浄用の個別のステーションが含まれます。工作機械に作業を供給し続けることに加えて、システムのストッカー クレーンは、未加工部品の Mazatec SMS 全体的な入力と完成部品の出力を処理します。

自動化はソフトウェアに依存、IIoT の焦点

Shop Floor Automations (SFA; La Mesa, CA) は、機械の監視、CNC ネットワーク (DNC ソフトウェア)、ツール追跡、生産データ管理を工場に提供する製造自動化ソフトウェアを専門としています。 「当社の高度なテクノロジーは、MTConnect、OPC UA、Okuma Thinc、Modbus、FANUC FOCAS などのプロトコルで動作します」と、アカウント エグゼクティブの Guy Barrow 氏は述べています。 「私たちのソリューションは、CNC マシン ショップ、製作ショップ、金型製作ショップ、および製造プロセスに関係するすべてのショップで成功しています。ショップには、[大量の航空宇宙部品、医療部品、銃器、自動車部品のほか、製造/ジョブ ショップを組み合わせたショップが含まれます。」

Barrow 氏によると、SFA の顧客は、マシンを交換せずに工場の古いメディアを排除したいと考えています。彼らはワイヤレスに移行し、フロッピー ディスク ドライブを置き換えています。 「プログラムの転送と CNC の改訂管理が必要ですが、現在は機械の監視が人気です。機械の効率は、お客様にとって非常に重要です。お客様の生産上の懸念事項のニーズに合わせてソリューションをカスタマイズするためのエンジニアが常駐しています。ショップはインダストリー 4.0 および IIoT 標準への投資を望んでいるため、製品ミックスにプラスの効果があります。代替プログラム転送通信/管理方法、マシン使用率の向上、リビジョン管理、ペーパーレス化、および監査準備の改善に関する顧客の問題を解決するために、常に新しいソリューションをテストしています。また、ISO 認証、完全自動製造、ERP ソフトウェアなどの他のソリューションとの統合など、他の目標を達成するのにも役立ちます。」

大きな機能を備えた小規模な自動化

マシニング センターとパレット ハンドリング システムの組み合わせは、1 つのバッチ サイズまでの小規模シリーズの自動化システムに適していることが証明されています。そのため、Liebherr Automation Systems Co. (ドイツ、ケンプテン、ミシガン州サリーン) は、PHS Allround でオートメーション製品の提供を拡大しました。インテリジェント オートメーション システムの目標は、部品のサイズと重量に関係なく、より高い効率と簡単な操作です。このシステムは、工作物の段取りを機械から別の段取りステーションに移し、あらかじめ取り付けられた工作物を中間保管エリアに保管します。システムに格納された事前に取り付けられたワークピースは、機械の短い実行時間と長い実行時間の両方を補い、人員をほとんどまたはまったく必要としないシフトを可能にします。これにより、単価を最大 20% 最適化できます。

Liebherr は、ユニバーサル ユーザー向けにコンパクト クラスの PHS Allround を開発しました。同社によると、PHS Allround は、Liebherr のエントリーレベルの RLS ロータリー ローディング システム ソリューションと、個別に構成可能な PHS Pro パレット ハンドリング システムとの間のギャップを埋めます。 PHS Allround パレット ハンドリング システムにより、多数のユーザー グループが、4 軸および 5 軸のマシニング センターと組み合わせて柔軟な生産に移行できます。最大 3 トンの荷重に対応する 3 つの重量クラスの新しいモジュラー コンセプトは柔軟で、個別に構成および拡張できます。 500×500mmから1000×1000mmまでのパレットサイズに対応しています。

AR-15 バレル エクステンション パーツ製造セルの二次オペレーションをターゲットとするカスタム オートメーション

ショップ フロアでの大量生産の代名詞である Hydromat は、人気の AR-15 スタイル ライフルのバレル エクステンション パーツの追加の取り扱いと二次操作を排除するために、カスタム インプロセス セルを設計および構築しました。以前は、このパーツは複数のマシンで生産されていました。

このソリューションは、Hydromat の EPIC 機械技術と自動化および機械加工プロセスが追加されたものです。 Hydromat のエンジニアリング チームは、未加工の棒材から完成品まで、セルの外で作業を行わずに作業を行うプロセスを考え出しました。

Hydromat のエンジニアは、Barrel Extension OP 10 / 20 /30 生産セル プロセスを提案しました。このソリューションには、Hydromat EPIC マシンからカスタム統合 Op 20 ブローチ/コイン/バリ取り 4 ステーション トランスファー プロセス セルへの出口が含まれ、その後、Op 30 部品完成のために Hydromat マシンに戻ります。機械加工工程では、部品は機械から取り外され、別のセルでブローチ加工され、回転トランスファー工程に戻されて仕上げられます。 EPIC 32/45-16 ロータリー トランスファー マシンには、ロボット自動化と Op 20 セルが完全に統合されています。

OP 10 は、バーをコレットに供給し、ステーション 1 で切断するバンドル バー フィーダーから始まります。パーツ ブランクはステーション 2 から 8 まで移動され、パーツの最初の面のフィーチャに対してそれぞれ特定の機械加工プロセスが行われます。 EPIC マシンのステーション 9 では、最初の FANUC ロボットで部品がコレットから取り出され、Op 20 プロセス セルのフィード トレイ上の開いた位置に配置されます。 2 番目のロボットは、Schunk のダブルジョーの 1 つを使用してパーツをピックアップし、セル内のテーブルの位置 1 にあるジョーに配置します。

位置をレーザーで確認した後、パーツは 2 番目のステーションに転送されます。パーツは空気圧搬送システムによってジョーから取り出され、ブローチ盤が機能するブローチ加工位置に配置されます。

Ty Miles Inc. (イリノイ州ウエストチェスター) は、ブローチ盤と工作機械を提供しました。ブローチ加工が完了すると、空気圧搬送システムがジョー内のパーツを再配置してから、コイニング用の 3 番目の位置まで泡立てます。

次に、パーツは、最後のバリ取りブローチ ステップの 4 番目の位置に移動してから、位置 1 に戻ってアンロードされ、アンロード トレイの開いた位置に置かれます。この位置から、パーツはステーション 9H から 16H の Op 30 の Hydromat EPIC マシンに戻され、パーツの 2 番目の面のフィーチャが加工されます。完成したら、別のファナック ロボットが完成したバレル エクステンション パーツをコレットから取り出し、ベルト コンベアに載せて取り外します。このプロセスでは、15.0 秒のサイクル タイムで、棒材から必要な部品の機械加工が完了するまで、1 時間あたり 240 個の部品が生産されます。熱処理後、研削工程で部品を市場に出す準備が整います。