モバイル ロボットは労働者の生産性と安全性を向上させます

多品種少量の電子機器メーカーであるスコット・フェッツァー・エレクトリカル・グループ (SFEG、テネシー州フェアビュー) の絶え間なく変化するタスクを解決するために、ユニバーサル ロボットのモバイル フリートが毎日の作業命令を受け取るようになりました。 Universal Robots USA Inc. (ニューヨーク州イースト セタウケット、デンマークのオーデンセ) から提供された協働型 UR ロボットは、生産を 20% 最適化し、単調で潜在的に危険な作業を、よりやりがいのある仕事に割り当てられた従業員から引き継ぎます。

SFEG は、French Power Solutions、Northland Motor Technology、Kingston Products の 3 つの Scott Fetzer Company ビジネスの機能を統合するために 2010 年に設立されました。ナッシュビルの郊外に位置する同社は、変圧器、電源、モーション コントロール、駆動システムなどの電力製品を設計および製造しています。

最初の UR5 ロボットが SFEG に到着したとき、すぐに「Waldo」という名前が付けられました。これは、人混みの中で新しい場所に現れ続けるフレンドリーな仲間をフィーチャーした、人気のある Waldo の本に触発されたものです。

「ある日、Waldo は板金の曲げ加工を行い、次の日にはピックアンドプレースの作業を行い、3 日目には地元の高校のマニュファクチャリング デーに彼を連れて行きました。幅広い電気モーターとコンポーネントのメーカーである SFEG。

UR ロボットは、インタラクティブな設計により、協働型に分類される新しいタイプのロボットです。協働ロボットは、新しいタスク用に簡単にセットアップでき、経路上で物体や人に遭遇した場合にロボット アームが自動的に動作を停止できる安全システムが組み込まれています。

ブッシュは、既存の機械をより活用しながら、世界規模で SFEG の競争力を高める方法を探していたときに、この新しい自動化ソリューションに出会いました。 「多品種少量生産の生産者としての最大の課題の 1 つは、ほとんどのラインが常時稼働していないことです。従来の意味でロボットを列に並べる方法を見つけようとすることは、非常に大きな挑戦でした」と、ブッシュは言いました。

「移動可能で柔軟なロボット部隊を構築したかったのですが、これを実現する唯一の方法は、協働ロボットを使用することでした。私たちは数個の製品しか見たことがなく、UR ロボットは私たちがその仕事をすることができると思った唯一のロボットでした。標準的な産業用ロボットの速度と精度を持ち、動き回って人間の隣で作業することができます」と、ブッシュ氏は述べています。

SFEG は、車輪付きの台座に UR ロボットを配置し、現在、板金部門全体に配備されたモバイル UR ロボットのフリートを構築しています。ロボットは、ブランキング プレスでの最初のブランクの切断から、成形、折り曲げ、電気部品の最終的な組み立てまで、生産サイクル全体に組み込まれています。タレット プレスとプレス ブレーキの管理を支援するために、追加のロボットが計画されています。

ゼネラル マネージャーのロブ ゴルディエズ氏は、「ユニバーサル ロボットが従業員と協力して作業するペースセッターにより、約 20% の増加が見られます」と述べています。モーター フィールド ラインを操作する UR ロボットは、キロ単位のペイロードにちなんで名付けられた UR5 および UR10 ロボットです。ロボットはすべて、0.1 mm の再現性と、19.7 ～ 51.2 インチ (500 ～ 1300 mm) の範囲のスパンを特徴としています。

UR5 は、ロボットにモーター フィールド パーツを渡す従業員のすぐ隣の列の最後に配置されます。 UR5 は部品を持ち上げてホルダーに入れ、ワイヤ カッターを持ち上げてワイヤをトリミングします。次に、UR10 ロボットが部品を持ち上げてコンベアに載せて最終組み立てを行います。

「複数のロボットを連動させ、Modbus を介して TCP 接続とロボットのステータスを読み取ることができます。また、他のソフトウェア パッケージに情報を渡し、データを収集することもできます。これにより、私たちが検討し始めたばかりの多くのことを行うための多くの扉が開かれます」とプリンシパル エンジニアのジェイミー クックは述べています。

UR ロボットには、すべてのプログラミングを行うタッチ スクリーン ペンダントが付属しています。ロボット アームの方向付けは、画面上の矢印キーを使用するか、単にロボット アームをつかみ、ウェイポイント間の目的の移動を「教える」ことによって行うことができます。これにより、Cook が従来のロボットを操作する際にコーディングしなければならなかった構造化テキスト プログラミングが不要になりました。

「習得は本当に簡単で、思っていたよりずっとスムーズに進みました。これまでの経験からすると、実装にかかる時間は 3 分の 1 から 2 分の 1 だったと思います」とクック氏は言います。

SFEG が自動化するタスクを探していたとき、単調で潜在的に危険なタスクを排除することが最優先事項でした。モバイル UR ロボット群が現在処理しているもう 1 つのタスクは、エポキシ樹脂を回路基板に充填することです。

以前は、従業員が大量の回路基板を作成し、そこに立って手動で 2 液性エポキシ樹脂を充填し、硬化ラインに送り込んでいました。今日、ロボットは一日中それを行い、私たちはワンピースの流れに行くことができます. UR ロボットがワイヤー切断を処理することで、モーター フィールド ラインでの安全上の問題が回避されます。

「これは手根管症候群の可能性があるアプリケーションで、1 日に約 16,000 本のワイヤーを手作業で切断します。そこで、ロボットを配置するのに最適な場所だと考えました。ロボットに手根管を作ってもらいましょう!」

「私たちは、人をビジネスの別の領域に移動できるようにするロボットを配置した場所から、約 1 対 1 で人の移動を確認しています。現在、Universal Robots の 14 台のロボットがあり、それらがすべて実装されているため、14 人の従業員を再配置できると予想しています」と Goldiez 氏は述べています。

SFEG で現在開発されている次のロボット タスクの 1 つは、C クリップをアーマチュアに取り付けることです。ワニスオーブンでは、2 台の UR10 がモーター付きのバスケットに積み降ろしします。 1 台の UR10 がワニス コンベヤの最後に配置されており、単純な移送ステーションとして機能し、ライン間でバスケットを移動します。

「ロボットで確実に組み立てられるように、現在設計しているすべてのものを新しく検討しています。ロボットでそれを組み立てられない場合は、最初からやり直さなければなりません。」

Universal Robots USA Inc. の詳細については、www.universal-robots.com にアクセスするか、631-610-9664 に電話してください。

この記事は、Manufacturing Engineering の 2016 年 3 月版に初めて掲載されました。 雑誌。 PDF で「モバイル ロボットによる労働者の生産性と安全性の向上」をお読みください。