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ロボットを使用するトップ産業

ロボットは多くの産業の不可欠な部分です。この記事では、ロボットを最も活用している業界と、新たなユースケースについて説明します。

産業用ロボットは、職場の生産性と安全性を高めています。多くの職場では、仕事をより楽しくすることもできます。ロボットは、自動車製造から農業、倉庫保管から医薬品まで、業界に影響を与えています。ロボット工学を長い間使用している業界もあれば、まだ始まったばかりの業界もあります。この記事では、産業用ロボットの最も重要なユーザーの概要を説明します。ロボットが使用される方法と理由について説明します。そして、いくつかの新しいユースケースを見ていきます。

この記事の内容:

自動車

自動車工場では、ロボットが当たり前のツールになっています。自動車業界は、2020年に世界で最大のロボットユーザーでした。これは、国際ロボット連盟(IFR)によるものです。 IFRによると、すべてのロボット設置の28%は自動車部門で行われています。

標準アプリケーション

自動車の製造に使用される材料には、さまざまな種類があります。その結果、採用されているロボットにはさまざまな種類があります。何千もの部品が自動車に組み込まれ、各部品には独自の製造プロセスのセットがあります。

多関節ロボットアーム

大きくて重い多関節ロボットアームは、自動車工場でよく見られます。そのような腕は重い重量を持ち上げることができます。また、柔軟性があるため、どの方向にも移動できます。このようなロボットアームが使用される操作には、次のものがあります。

デルタロボット

部品が小さくて重くない場合は、高速のDeltaロボットを使用できます。自動車メーカーは、次のようなアプリケーションでDeltaロボットを使用しています。

スカラロボット

セレクティブコンプライアンスアセンブリロボットアーム(SCARA)アームは、電子機器の組み立てに特に優れています。この種の組み立てでは、平らなプリント回路基板に部品を挿入します。垂直挿入は、スカラロボットの形状とよく一致します。部品は小さな穴に収まらなければならないため、精度が必要です。自動車メーカーがスカラロボットを使用する他のアプリケーションには、次のものがあります。

デカルトロボット

デカルトロボットは、X、Y、Zの3つの軸すべてで剛性があります。また、これらの方向は互いに直角です。それらの堅い構造はそれらが比較的高い負荷を扱うことができることを意味します。それらは3方向すべてで正確です。自動車メーカーは、デカルトロボットを使用して、次のようなことを行います。

自動車の新しいユースケース-コボット

自動車製造における比較的新しいニーズは、協働ロボットまたは協働ロボットです。ますます多くのバイヤーが自分の車のカスタマイズを要求しています。これにより、自動車メーカーのバッチサイズが小さくなりました。そして、それは製造プロセスを迅速に改造する能力により高い価値を置きます。そのため、コボットは自動車会社によってますます使用されています。

コボットは、コードの記述方法を知る必要のない人々がタスクを実行するように「教える」ことができます。この人と機械の連携により、より柔軟な運用が可能になります。同じロボットでも、人にその方法が示されているため、前日とは異なるタスクを実行できます。

労働者はこの傾向に満足しています。タスクの面白くなくて疲れる側面は、ロボットに任せることができます。同時に、人間が得意とするもの、つまり適応性と革新性は依然として高い需要があります。このように人とロボットが協力することは、自動車工場のトレンドです。

電気/電子

電気・電子産業でのロボットの使用は増え続けています。ロボットの最大数は、まもなく自動車ではなく電子機器に搭載される可能性があります。これにはいくつかの理由があります。そしてその理由は自動車セクターの理由と同じです。つまり、部品の標準化と組み合わせた大量生産。そのため、電気および電子機器の製造には多くの繰り返しがあります。

しかし、電子機器工場と自動車工場のロボットには大きな違いがあります。そしてそれがウェイトリフティング能力です。電子部品は、自動車の製造に使用される重金属部品よりもはるかに小さいです。そのため、電子機器で使用されるロボットは小型になる傾向があります。それらは金属加工ロボットよりも軽量で高速です。もちろん、今日の車には多くの電子機器が搭載されています。ただし、その重複は別として、一般的に区別が成り立ちます。

標準アプリケーション

組み立てと挿入

エレクトロニクスおよび電気産業は、さまざまな操作にロボットを使用しています。これらには、電子部品の組み立て、挿入、検査、および転送が含まれます。その他の用途には、ネジ締めやはんだ付けなどがあります。

スカラロボットとデルタロボット

エレクトロニクス業界では、より多くのスカラロボットとデルタロボットを見つけることができます。また、自動車工場で非常に普及している重いロボットアームはほとんどありません。小さくて軽いロボットを人と一緒に安全に作業できるようにする方が簡単です。電子機器製造で使用されるロボットの多くはコボットです。彼らは安全柵を必要とせずに人々と並んで動作します。

電気・電子メーカーは、ロボットを使用することで生産性と品質を向上させることができます。退屈で反復的な仕事を減らすか、なくすことができます。これにより、職場の状態が改善され、従業員の定着率が向上します。

電気/電子産業の新しいユースケース–コボット

コンピュータビジョンは改善されており、コボットの価格は下がっています。その結果、ロボットを利用する企業が増えています。この傾向は中小企業にも及びます。まだ手動の組み立て方法を使用している中小企業は、コボットを使用できます。彼らは巨額の投資をする必要はありません。彼らは小さなものから始めて、単一のコボットを購入することができます。ある程度の経験を積んだ後、ROIを確認し、さらに購入することを正当化できます。

コボットは、大企業にとっても理にかなっています。企業は、さまざまなタスクを実行できるロボットを求めています。特に、コーディングの方法を知らない人がロボットに何をすべきかを教えることができる場合。

金属および機械

産業用ロボットの3番目に高いユーザーは、金属および機械部門です。彼らにはそうする多くの正当な理由があります。金属加工は高温を使用することを含みます。多くの場合、ワークピースは大きくて重いです。多くの金属加工工具は高速で回転します。グラインダー、バリ取り装置、およびドリルはすべて使用するのに危険です。多くの金属加工作業では、ワークピースから飛び散るファイリングと金属粒子が生成されます。これらの浮遊粒子は人々にとって危険です。

標準アプリケーション

機械の傾向

コンピューター数値制御(CNC)は、機械加工プロセスを自動化するために長い間使用されてきました。 CNCマシンは、手動操作よりも大幅に改善されています。数値制御は、より高速でより高い精度を提供します。また、職場をより安全にします。それでも、CNCマシンは、慎重にセットアップし、作業中に世話をする必要があります。人々はブランクのワークピースを機械にロードする必要があります。プロセスが完了したら、ピースをアンロードする必要があります。多くの場合、コンベヤーまたはボックスに入れる必要があります。

ロボットアームは、機械の手入れに使用されます。部品をCNCマシンに供給することができます。適切なタイミングで、ロボットは完成品を取り除くことができます。次に、ロボットは部品を機械加工プロセスの次のステップに移動します。機械の手入れは退屈な作業です。そして、労働者はすぐに気が散ったり退屈したりする可能性があります。これにより、誤ったアクションのリスクが高まります。人為的ミスは、高価な機器や部品を損傷するだけでなく、人身傷害を引き起こす可能性があります。ロボットを使用して機械の手入れを行うと、このようなリスクが軽減されます。そしてもちろん、ロボットは疲れることはなく、24時間稼働できます。

CNCマシンに代わるロボット

場合によっては、ロボットアームがCNCマシンを置き換えることができます。ロボットは工具を直接保持し、金属加工操作を実行できます。例としては、穴あけ、サンディング、バリ取り、仕上げなどがあります。ロボットアームは、多くの場合、従来のCNCマシンよりも複雑な動きを実行できます。これにより、機械加工プロセスのステップを減らすことができます。操作が少ないということは、完了までの時間が短いことを意味します。その結果、生産性が向上し、顧客満足度が向上し、収益性が向上します。より複雑な部品をより短時間で作成できます。

金属および機械の新しいユースケース–コボット

コボットは、このように柔軟に使用できるため魅力的です。産業労働者は、コボットアームを動かすだけで、コボットアームの動作をトレーニングできます。コボットは、人間と一緒に安全に操作できるように設計されています。それらはそれらをより安全にするセンサーを備えています。彼らはそれほど速く動きません、そして彼らはそれほど力を使いません。彼らは何かにぶつかったかどうかを検出できます。コボットは多くの場合、障害物を見ることができるコンピュータービジョンを備えています。コンピュータビジョンは、コボットを品質管理に使用できることも意味します。高解像度のビジョンは、多くのアプリケーションの要件です。

プラスチックおよび化学

ロボットは、プラスチックや化学産業でさまざまな方法で使用されています。ロボットを使用する最も良い理由の1つは、従業員の安全を守ることです。この点で、ロボットは世界にすべての違いをもたらすことができます。

標準アプリケーション

タンクのクリーニング

化学工場では、大きなタンクを掃除する必要があることがよくあります。この清掃では、従業員は個人用保護具(PPE)を着用する必要があります。 PPEは、腐食性化学物質や有害な煙から人々を保護します。化学会社は、遠隔操作のロボットを使用してタンクに入ることができるようになりました。人々は戦車の外にとどまり、ロボットを案内します。オペレーターはロボットに搭載されたカメラを使って見ることができます。ロボットは、洗浄を行う強力なスプレー装置で構築されています。

梱包と配送

梱包と出荷は、化学産業でロボットが使用されるタスクです。このような組立ラインのプロセスは非常に反復的であり、ロボット工学に最適です。

ピペッティング

検査技師は定期的に正確な量の液体を試験管に分注する必要があります。これは、さまざまな測定や分析を行うために必要です。この目的のためにピペッティングロボットが使用されます。このようなロボットは、人々を解放して、より要求が厳しく、やりがいのあるタスクを実行できるようにします。ロボットは、ピペッティング操作のスループットを向上させることもできます。

射出成形

プラスチックの射出成形には、いくつかの機械加工作業が必要です。これらには、パレタイズだけでなく、ロードとアンロード、スタッキングとリフティングが含まれます。ロボットが射出成形装置の内部に到達できます。完成した部品を損傷することなく機械から取り外すことができます。ロボットはこれを正確かつ飽きることなく行うことができます。生産性が向上し、サイクルタイムが短縮されます。また、ロボットは休憩やミスをする必要がありません。

プラスチックと化学の新しいユースケース–空中ドローンとコボット

化学プラントでは、煙突、ボイラー、および配管は非常に高いことがよくあります。このような機器は定期的に検査する必要があります。以前は、このような検査ではプラントをシャットダウンする必要がありました。安全上の理由から、機器を冷却する必要がありました。

空中ドローンはこれらの検査を実行できます。ドローンには、高解像度カメラと空気質センサーが搭載されています。彼らはまた、熱画像装置を持っているかもしれません。そして、彼らは必要なだけ高く飛ぶことができます。人々は地上で安全を保ちます。ドローンは、プラントの稼働中に検査を実行できます。

プラスチックおよび化学産業でのコボットの使用は増加しています。コボットは、射出成形によって作成されたプラスチック部品から余分な材料を取り除くことができます。その後、コンベヤーベルトにピースを置くことができます。パーツが変更されると、コボットは作業者によって新しいモーションを実行するように教えることができます。そして、労働者はコーディング方法を知る必要はありません。

建設

建設ロボットは比較的新しい現象です。それでも、業界はイノベーションの機が熟しています。そして、ロボットには多くの利点があります。建設は依然として非常に労働集約的な産業ですが、ロボットは急速に普及しています。

建設における新しいユースケース

鉄筋を結ぶ

道路や橋の建設で鉄筋(「鉄筋」)を結ぶことは、非常に手作業のプロセスです。通常、労働者は身をかがめる必要があります。彼らは重い手袋と保護具を着用しなければなりません。作業員は、鉄筋の周りにワイヤーをねじることによって、鉄筋の断片を一緒に固定します。鉄筋の断片が交差する場所の周りにワイヤーがねじれています。道路や橋の建設には、そのような結びつきが何万もある可能性があります。道路の長さにもよりますが、そのような結びつきは何百万もあります。

ロボット機器は、鉄筋の結束を自動化できます。設備は、路盤の幅である大きな架台で構成されています。架台には、多くのロボット鉄筋を結ぶアームがあります。架台が路盤に沿って転がるとき、ロボットアームは同時に多くの場所でワイヤーのねじれを実行します。このようなロボットは、この画期的で面白くない労働から人々を解放することができます。建設時間を短縮し、作業の一貫性を向上させます。

メイソン用のリフティングセメントブロック

メイソンは重いセメントブロックを持ち上げる必要があります。平均的な石工は、1日あたり3000以上のそのようなブロックを持ち上げます。仕事は疲れ果てており、反復運動損傷が一般的です。多くの石工はやがて肩の手術を必要とします。石工によって導かれるロボットアームは、重い物を持ち上げることができます。ロボットは、不必要な努力や反復運動損傷から人々を救います。作業はより速く完了し、男性は疲れにくく、より多くのプロジェクトをより短い時間で完了することができます。

自動煉瓦工

煉瓦積みプロセスを自動化するロボットアームがあります。ロボットはグラウトの量を正確に分配します。彼らは優れた精度でレンガを配置し、適切な量の力で押し下げます。繰り返しになりますが、自動化は生産性の向上とコストの削減を意味します。

塗装

塗装ロボットは、人がそれを行うのにかかる時間の何分の1かで部屋を塗装することができます。また、塗装ロボットは有毒ガスに悩まされることはありません。

レイアウトの作成

建設業界では、自律移動ロボット(AMR)を使用してレイアウトを実行しています。 AMRは床に線を印刷して、壁やその他の機能を配置する場所を作業員に示します。

自動運転車

一部の建設会社は、自動運転の発掘ロボットを使用しています。それらの使用はまだ初期段階です。一部のメーカーは、手動掘削機をロボット掘削機にアップグレードするためのキットを提供しています。

トレンチングは現在のアプリケーションの1つです。そして他のものが追加されています。いくつかの作業には、トラックの積み込み、資材の輸送、杭打ち、およびグレーディングが含まれます。

空中ドローン

空中ドローンは、プロジェクトの進捗状況の概要を把握するために建設現場で使用されます。ドローンは、他の方法よりも正確に測定を行うことができます。また、ドローンは、提供する観測結果を使用して、建設現場の安全性を向上させることができます。

農業

人件費は上昇を続けており、多くの産業で世界的に人手不足が発生しています。これは、自動化を推進する1つの要因です。人件費の上昇もまた別です。農業も例外ではありません。

農業におけるロボットの使用はまだ初期段階です。エキサイティングな潜在的なユースケースは数十あります。多くのスタートアップ企業が争いに加わっている。調査会社のMarketsandMarketsは、2020年の市場は約70億ドルと推定しています。今後、4年間で128億ドルに達すると予測されています。

農業の新たなユースケース

自動運転トラクターと車両

先進国の穀物農家はすでに高度に機械化された農業を利用しています。 GPSとさまざまな地上センサーの使用は、多くの新しいトラクターとハーベスターに組み込まれています。農機具メーカーは、これらの農用車両に自動運転機能を追加しています。農機具の大手企業のいくつかは、この技術に多額の投資を行ってきました。

除草ロボット

除草ロボットはさまざまな開発段階にあります。ますます多くの植物が広域スペクトル農薬に抵抗します。したがって、雑草を殺すための代替アプローチを見つけることが不可欠です。

雑草を認識するために高度なコンピュータビジョンが使用されています。ロボットは、何かが雑草であるだけでなく、特定の種類の雑草であると判断することができます。次に、その雑草のためだけに特別に選択された化学物質を使用できます。そして、化学物質はその1つの植物にのみ適用されます。化学物質の種類は、トラクターの搭載AIまたはトラクターが牽引するロボット機器によって選択されます。別のアプローチでは、レーザーを使用して雑草を刈り取ります。これにより、化学薬品の使用を完全に回避できます。ブレードを使用して雑草を刈り取り、熱パルスを使用して雑草を殺すのは代替技術です。

ピッキングロボット

果物と野菜の収穫は多くの投資の分野です。コンピュータビジョンは、何かが熟しているかどうかを知ることができます。レタス狩りロボット、りんご狩りロボット、いちご狩りロボットがあります。それらは商業化のさまざまな段階にあります。

空中ドローン

空中ドローンは農業での使用が増えています。ドローンは、フィールドのカラーマップを作成できるデータを収集できます。マップは雑草がどこにあるかを示すことができます。それらは土壌の水分と作物の健康を示すことができます。その後、農家はこの情報を使用して、問題を解決するための介入を計画できます。多くの場合、これらは農家が以前は気付いていなかった問題です。

倉庫とロジスティクス

2020年には、世界中の倉庫の約80%がロボット工学を使用していないと推定されました。これは急速に変化しています。この業界では、自動化の高い成長率が予測されています。倉庫ロボットは、運用の生産性を高め、人件費を削減します。反復的で面白くないタスクの負担から人々を解放します。

調査によると、倉庫にいる多くの人がほとんどの時間を旅行に費やしています。カートを押したり、フォークリフトやその他の産業機器を運転している可能性があります。自律移動ロボット(AMR)は、これらのアクティビティを自動化できます。

標準アプリケーション

マテリアルハンドリング

倉庫内で商品を輸送するために利用できるAMRは多種多様です。一部は、パレット全体と重い荷物を移動するために設計されています。その他は、より小さな重みに最適化されています。一部のAMRは通常のフォークリフトのように見え、人々は実際にそれらを運転することができます。ただし、自動運転モードもあります。他の自動運転フォークリフトは、自律的にのみ動作する低めのカートです。

注文の選択

注文ピッキングプロセスの労働力を削減することがより重要になっています。これはEコマースによるものです。 Eコマースはより多くの製品を意味します。そして、注文ごとのアイテムの数が少なくなります。この組み合わせにより、Eコマースの注文ピッキングはより労働集約的になります。

ほとんどのソリューションには、商品の輸送を支援するAMRが含まれます。商品の移動は、ピッキングプロセスの価値の低い部分です。

ほとんどの注文ピッキング自動化では、人々は依然として商品を選択して棚から削除します。作業者は製品のバーコードをスキャンし、AMRのビンに入れます。多くの場合、バーコードスキャナーはAMRに組み込まれています。 AMRは、倉庫内を移動します。このタイプのソリューションは、生産性を2倍以上にする可能性があります。

一部のユースケースでは、ピッキングを実行できるロボットも利用できます。このようなロボットには、高度なビジョンシステムとグリッパーが必要です。

パレタイジングロボット

パレタイジングロボットは、ボックスをパレットにロードするプロセスを自動化します。ロボットはスタッキングを最適化して、収まるボックスの数を最大化します。パレットは、出荷用にシュリンクラップすることができます。

ボックスの作成、ラベル付け、並べ替え

倉庫ロボットはカスタムサイズのボックスを作成します。コンテナにラベルを付け、郵便番号やその他の基準でパッケージを並べ替えます。これらのさまざまな機能を実行できるロボットはすべて市販されています。

倉庫の新しいユースケース:空中ドローンと配送ロボット

倉庫は在庫を取るために空中ドローンを使用し始めています。

手動で行う場合、棚卸しプロセスには、はしごに乗る人が含まれます。彼らはアイテムの数を数えるために箱を調べなければなりません。それは時間がかかり、遅く、そして退屈です。

ほとんどの倉庫は年に2回在庫を取得することを目標としており、多くの倉庫ではそれができません。

ドローンは通路を飛んで、バーコードを読んだり、アイテムを数えたりすることができます。バッテリーが少なくなり始めると、ドローンは営巣地に飛んで再充電します。このような空中ロボットを使用すると、2週間ごとに在庫を取得できるため、時間と費用を大幅に節約できます。

配送ロボットは実装の初期段階にあります。ファーストフードや食料品を配達するためのパイロットプロジェクトがあります。アマゾンや他のEコマース企業は空中ドローンを使用して配達をしたいと考えています。潜在的に何百万もの異なる種類のアイテムがこの方法で配達される可能性があります。テクノロジーは準備ができているようですが、克服すべき規制上のハードルがあります。

食品包装/食料品

果物や野菜をロボットで包装する機能は、商業段階にあります。ロボットソリューションは、農産物を選んで配置することができます。ロボットは農産物を梱包して出荷することもできます。

農産物を保持するのに十分な固さでありながら、それを損傷しないように十分に穏やかなロボットグリッパーが必要です。グリップ技術は、AI支援のコンピュータービジョンと組み合わされています。大量生産のパッケージは市販されており、非常に費用対効果が高いです。

ますます多くの人々がオンラインで食料品を購入したいと思っています。一部の顧客は、店から食料品を受け取るオプションを好みます。他の人はそれらを配達してもらうことを好みます。これは食料品店に多大な負担をかけています。店は顧客の注文を選ぶことに人々を捧げなければなりませんでした。また、注文はバッグまたはボックスに梱包する必要があります。人々はそれからそれらを拾うために出します。または、誰かが配達のために顧客の場所に車で行きます。

食品包装および食料品の新しいユースケース

ロボット工学のベンダーは、これらすべてのタスクで食料品店を支援するシステムを作成しました。自動倉庫および検索システム(AS / RS)は、食料品店の裏側に取り付けることができます。 AS / RSは、製品をロボットピッキングステーションに提示します。ロボットピッキングステーションは、製品をバッグまたはボックスにロードできます。

顧客への配送のために、自動運転車が作成されました。それらはテストのさまざまな段階にあります。いくつかの地域でパイロットプロジェクトが実施されています。

医薬品

ロボットは製薬業界で確立されています。この分野でロボットが使用されている方法のいくつかを次に示します。

標準アプリケーション

ブリスターパック

デルタまたはスカラロボットは、錠剤をブリスターパックに入れることができます。これらのロボットは、軽量のアイテムを処理するときに高速で正確です。錠剤や薬液のボトルのラベル付けは、多くの場合、ロボットによって行われます。

ピペッティング

製薬会社は、正確な量の液体をテストバイアルに分注する必要があります。バイアルは、液体クロマトグラフなどのテスト機器に供給する必要があります。これは、ロボット工学に適したアプリケーションです。ピペッティングロボットは製薬業界で一般的に使用されています。

ピックアンドプレース

医薬品との人間の接触は汚染を引き起こす可能性があります。製薬会社は当然、これが起こる可能性を最小限に抑えたいと考えています。ロボットはこの理由だけで役に立ちます。一例は、医療用注射器の包装です。注射器はコンベヤーラインから取り出して、コンテナーに入れる必要があります。人がこれを行うと、汚染や怪我のリスクがあります。注射器は透明であるため、ロボットにこの機能を実行させることは困難であることがわかりました。透明性は、コンピュータビジョンシステムに困難をもたらします。この課題は克服されました。その結果、高品質と一貫性を保証するロボットプロセスが実現します。

医薬品の新しいユースケース–薬剤師の支援

薬剤師の支援は、ロボットの比較的新しいユースケースです。それらは、錠剤を数えるような単純な作業に理想的です。処方箋は薬局のコンピュータシステムに入力されます。ソフトウェアは、必要なコンテナの正しいサイズを決定できます。それは適切な薬を見つけることができ、ロボットアームは錠剤を容器に分配することができます。ロボットは適切なラベルを貼って、ラベルの付いたコンテナをコンベヤーベルトに置くこともできます。

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