協働ロボット:誇大広告か希望か?

コボットは、製造業の有能な労働者不足への答えですか?

機械工場や板金工場の経営者に、会社の成長を妨げている最大の障害を挙げてもらうように尋ねると、同じ答えが返ってくる可能性があります。彼らの足を引っ張っているのは、運転資金の不足でもなければ、高度な技術の不足でもありません。しかし、もっと基本的なこと:誰かが緑色のボタンを押したり、箱を梱包したりする必要があります. 「十分な人数を見つけることができません」という声が聞こえます。

けがに加えて、地域の専門学校との提携や社内の労働者育成プログラムを通じて労働問題を何とか克服した人々は、依然として同様に困難な障害に直面しています。つまり、労働コストの低い国の製造業者との激しい競争です。競合他社の給与が自分の数分の 1 に過ぎないのに、どうして生き残ることができるでしょうか?

ワークフォースエンハンサー

解決策は明白です:自動化します。自動車工場の通路を巡ると、黄色、オレンジ色、または白色のロボットの群れが長い組み立てラインの世話をしているのを必ず目にします。産業用ロボットが部品を機械加工セルにロードおよびアンロードしたり、通過するワークピースに塗料を塗布したり、自動溶接セルでコンポーネントを接合したりする大規模な製造会社にも同じことが言えます。労働問題が解決しました。

しかし、生産量が少ないために自動化が一見疑わしい提案になっている他の製造業の世界はどうでしょうか?産業用ロボットが高価であることは誰もが知っています。熟練した技術者がプログラムを作成する必要があり、人間の同僚の怪我を防ぐために精巧なガードやライト カーテンが必要です。あるジョブから次のジョブへの切り替えには貴重な時間がかかります。特別なエンド オブ アーム ツール、ロボットの手の届く範囲に材料を出し入れするためのコンベヤー、さらにもう 1 つの製造現場の機器の定期的なメンテナンスの必要性を気にする必要はありません。

普遍的なソリューション

「協働的」および「コボット」という用語の語源については激しく議論されていますが、1 つ明らかなことがあります。それは、約 10 ～ 15 年前に、いくつかのロボティクス プロバイダーが自動化を新たに取り入れて面倒な要因を解決しようとしたことです。たとえば、Universal Robots (デンマーク、オーデンセ) の UR5「共同」ロボットは、安全ガードを排除することを約束しました。報告によると、インストールには 1 時間もかかりませんでした。タッチスクリーンのインターフェースは誰でも使えるほどシンプルで、ロボットは必要な場所に移動できるほど軽量であると言われていました。また、同程度のサイズの産業用ロボットよりもはるかに低価格なコボットは、大小さまざまな店舗ですぐに見られるようになると同社は予測しています。

彼らは正しかった。他のロボット企業もすぐに後に続き、今日ではほぼすべての産業用ロボット サプライヤが、UR5 に対する独自の回答を作成するか、積極的に取り組んでいます。実際、協働ロボットの人気が非常に高まっているため、ロボット産業協会 (RIA; ミシガン州アナーバー) の Web サイトの最近のブログによると、協働ロボットが享受している現在の 3% の市場シェアは、2025 年までに 10 倍になることが示唆されています。

確かに印象的な数字ですが、それは人間に優しくない伝統的なロボットにとって何を意味するのでしょうか。そして、驚異的な成長の可能性はさておき、コボットは本当に彼らが取り締まっているすべてなのでしょうか? それとも、これはマーケティングの誇大広告が現実を凌駕するもう 1 つの例なのでしょうか?

Less is More

Universal Robots Americas (ミシガン州アナーバー) の地域セールス ディレクターである Stuart Shepherd 氏は、そうは考えていません。誇大宣伝にはいくつかの非常に正当な理由がある、と彼は言った.

「コボットは、より多くの企業や、これまで対処されていなかったアプリケーションで自動化を使用する機会を表しています」とシェパード氏は述べています。 「これらは、PLC [プログラマブル ロジック コントローラー] やロボット自体の発明以来、オートメーション業界で最も重要な変化となる可能性があります。」

あらゆる規模の製造業者が、コボットが生産現場にもたらすメリットを享受しているとシェパード氏は述べ、使いやすさと総所有コストの低さにより、コボットは小規模な企業にとって特に魅力的であると付け加えました。シェパード氏は、コボットが市場平均よりも急速に成長している理由の一部はこれにあると述べたが、コボットの実装は産業用ロボットよりも簡単であるため、コボットの使用は製造業を超えて食品加工を含むように拡大していることをすぐに指摘した.倉庫活動、実験室および科学的用途

自動化の再考

幅広いアプリケーションにもかかわらず、コボットが上記で概説した深刻で蔓延している問題に最も頻繁に対処しているのは、従来の製造スペース内です。それは、工場現場で働く資格のある、利用可能な才能の欠如です。これは、協働ロボット ビルダーの Rethink Robotics Inc. (ボストン) の最高執行責任者である Jim Lawton 氏によるものです。

「これまで人間しかできなかったタスクを完了する能力を備えたコボットは、この苦痛を軽減する上で重要な役割を果たします」と彼は言いました。 「さらに、人間の労働者が引き受けたがらない、単調で骨の折れる、または明らかに危険な仕事を含めて、より望ましい役割に移る機会を従業員に与えることができます。」

産業用ロボットは、何十年もの間、汚い仕事を喜んで受け入れてきました。協働ロボットが特別な理由は何ですか? Lawton はいくつかの議論を提供しました:

• 組み込みの力感知機能を備えた協働ロボットは、電子機器の組み立てや同様のデリケートな作業に最適です。
• 通常はガードを必要としないため、パッケージング、製品のテストと検査など、人間が存在するあらゆる環境に最適です。
• 協働ロボットは、迅速かつ簡単に導入できるため、製造業の大きなトレンドである短期間の生産や頻繁な切り替えに最適です。
• 協働ロボットは、大型の産業用ロボットと連携して作業を補完することもできます。
• ほとんどのコボットは、目的のタスクを実行するデモンストレーションでアームを動かすだけでトレーニングできます。大規模なソフトウェア スイートは必要ありません。
• 季節限定の製造業者や、顧客の需要が大きく変動する製造業者にとって、協働ロボットは、需要のピーク時に信頼性と適応性に優れたリソースを提供します。

ロートン氏は、「コボットは製造業者に以前よりもはるかに多くの自動化能力を提供し、業界に関係なく競争力と革新性を維持できるようにしています」と述べています。 「簡単に言えば、それらは信頼性が高く、効果的で適応性があり、企業がより成功するのに役立ちます。」

つま先を踏む

自分のショップがどこでその成功を収めることができるのか疑問に思っている場合は、Cobot Express に乗る前に覚えておくべきことがいくつかあります。まず第一に、生産管理者やショップのオーナーは、ロボット革命に対する従業員の反乱を望んでいません。この新しいテクノロジーを工場の現場に統合する場合、製造業者は生身の労働者に、コボットは彼らの代わりになるのではなく、彼らの仕事を助けるためにあることを知らせることが重要です。

協働ロボットの統合を成功させる鍵は、適切なタスクを選択することから始まります。 Lawton 氏が指摘するように、コボットが使用されていない、または評価されていないのは、ほとんどの場合、それが間違ったタスクに展開されたことが原因です。 「コボットはすべての自動化のニーズを満たすことを意図したものではなく、一部のタスクは他のタスクよりもテクノロジーに適しています」と彼は言いました. 「ここでは、製造業者が初日から協働ロボットのプロバイダーまたはディストリビューターと直接協力して、適切なアプリケーションを特定し、協働ロボットが可能な限り最良の方法で使用されるようにすることが非常に重要になります。そこから、実装と既存のプロセスとの統合がスムーズかつシームレスになります。」

ゴーイング・グリーン

FANUC America Corp. (ミシガン州ロチェスター ヒルズ) の一般産業および自動車セグメントのエンジニアリング ディレクターである Rick Maxwell 氏も同意し、適切なロボット ソリューションを提供するためにアプリケーションの必要性を評価することが重要であると付け加えました。 「それは本質的に本当に協調的ですか、それとも従来の産業用ロボットにより適していますか?」彼は言った。 「どちらが顧客のニーズにより適しているかの決定は、操作のスループット要件と、処理する必要があるオブジェクトまたはパーツの重量と複雑さによって主に決定されます。」

より伝統的な自動化のファンがすぐに注意を喚起する問題があります。ほとんどのコボットは電光石火よりも速くありません.マクスウェルが指摘したように、コボットはシンプルで簡単なピックアンドプレース アプリケーションに最適で、ゆっくりと安定した速度でそれを行います。協働ロボットの技術が向上するにつれて、これはほぼ確実に変化しますが、少なくとも現時点では、その速度が産業用ロボットの電光石火のように速く動くとは期待できません。

しかし、それは大丈夫です。製造作業セルで人が機械と安全にやり取りする必要性は非常に現実的です。作業ゾーン内の物体との予期しない接触を感知する協働ロボットの能力によって可能になった活動であり、ワークステーションを人と共有することに対する制約を排除します。 Maxwell 氏は次のように述べています。「これは、ロボットが高価な産業用安全バリアを必要とせずに精力的な作業や反復操作を実行できるため、安全性とコスト面で大きなメリットがあります。」

買うのは誰?

他の建設業者と同様に、ファナックには協働ロボット ソリューションを求める企業からの引き合いが増えています。やや皮肉なことに、これらの要求のかなりの部分は、予期しないソース、つまり産業用ロボットで豊富な経験を持つ大手メーカーからのものです。 「大小を問わず、すべての企業で協働ロボット アプリケーションの機会を利用できます」と Maxwell 氏は述べています。

ABB ロボティクス (ミシガン州オーバーン ヒルズ) のアセンブリおよびテスト ビジネス ライン マネージャーである Nicolas De Keijser 氏は、同様の傾向を見ています。 「コボットは一般的に使いやすく、統合コストが低いため、自動化をより実現しやすくするため、中小企業にとって非常に魅力的です」と彼は言いました。 「そのため、従来のロボットと比較して、あらゆる規模の企業で、製造範囲全体にわたってコボットがより均等に使用されている可能性があります。」

ピックアンドプレース以外に、コボットは何に使用されていますか? De Keijser と Maxwell は、総需要のうち、将来の成長の大部分は、コボットを使用して部品の梱包、箱のパレタイズ、コンベヤーの積み込みなどに使用されるマテリアル ハンドリング セグメントからもたらされると予想されることに同意しましたが、De Keijser は次のように付け加えました。一部のコボットは、小型または繊細なコンポーネントを含む複雑な組み立て作業に特に適しています。また、マシン テンディング、CNC 旋盤やマシニング センターへのロードとアンロード、プラスチック射出成形金型からの完成部品の引き出しなどにも使用されます。

それほど速くない

アプリケーションや会社の規模に関係なく、産業用ロボットのパフォーマンスに慣れている人は、いくつかのことに注意する必要があると、Denso Robotics (オハイオ州ウェストチェスター) の南北アメリカ地域のロボティクス セールス マネージャーである David M. Robers 氏は述べています。 「コボットは、ビジネスに関係のないアプリケーションに売り込まれることがよくあります」と彼は言いました。 「はい、基本的なピックアンドプレース作業や、サイクル時間が比較的長いアプリケーションでは問題ありませんが、ほとんどの場合、従来の産業用ロボットの速度と精度には太刀打ちできません。」

彼らの協力的な性質も誇張される可能性があります。 Robers 氏は次のように述べています。誰かの指をつまむことができるグリッパーを使用している場合、それは共同作業とは見なされません。それが私たちのものであろうと他社の製品であろうと、ソリューションが本当に安全かどうかを評価し、必要に応じて適切な保護を追加する必要があります.

考えるべき「もしも」もあります。たとえば、部品が落下した場合に回復したり、電源異常が発生した場合にワークピースの奥深くから後退したりする産業用ロボットの機能に慣れているユーザーは、光沢のある新しいコボットが厄介な状況を解決するために人間の助けを必要とする場合、失望する可能性があります。 .

「十分なサイクル時間があり、極端な再現性を必要とせず、人々が作業エリア内やその周辺にいる必要がある場合、それらはコボットの適切なアプリケーションです」とRobers氏は述べています. 「そうでなければ、産業用ロボットの方が優れたソリューションであり、ロボットの顧客がロボットを購入する前に行うべき安全性評価の結果に応じて、より優れたパフォーマンスを提供しながら実装にかかる費用を抑えることができると主張するかもしれません.協働ロボットを取り巻く誇大広告はたくさんあります。人々は協働ロボットに興奮しており、その背後にある理論は健全ですが、これは間違いなく購入者が下調べを行うべき 1 つの例です。」