自動ネジ締めで効率向上：リスク軽減と自動化機会の見極め

この記事を読む理由：ネジ締めプロセスを自動化すれば生産性と製品品質を向上できますが、スペース確保やジャミング防止が課題となります。本記事ではメリット・デメリットを整理し、自社生産における自動化機会の発見を支援します。

自動ネジ締めとは

自動ネジ締めでは、ネジの供給と締め付け工程を機械やロボットが実行します。一般的なソリューションは2つのコンポーネントで構成されます：

• ネジ締め機：
  自動ドライバーツールを保持し、ネジをピックアップします。機械がドライバーを移動させて部品にネジを締め付けるか、あるいはワークを移動させて固定ドライバーに対して正しい姿勢で位置決めします。
• ネジ供給機：
  ネジ締め機にネジを供給します。ネジが正しい向きで1本ずつ供給されるよう制御します。供給機はネジ締め機と一体型の場合も、別体の場合もあります。

自動ネジ締めのメリット

精度向上と高速化

ネジ締め工程を自動化すると製品品質が向上します。センサーの活用により高精度かつ最適な角度での締め付けが可能になります。

生産性も向上します。手作業では作業者が疲労すると品質維持のために速度を落とす必要がありますが、自動化ソリューションなら疲労や休憩なしに一定品質で高速・安定稼働できます。

実績ある安価なソリューションが市場に豊富

タスクの複雑さに応じて、機械またはロボットで自動化できます。

機械を選ぶメリットは、安価でシンプルなソリューションが存在することです。ネジ締め工程が複雑でなければ、高速・高品質な性能を発揮します。複雑な部品（複数面への締め付けや異なる角度が必要）の場合、ワークを保持・回転させて位置決めする機械を追加すれば対応可能です。

機械は安価で導入しやすい一方、ロボットほど柔軟ではありません。ロボットソリューションは複数の回転関節を持ち適応性が高いため、より多様なタスクをこなせます。大型部品に適していますが、コストが高く、機械より多くのスペースを必要とします。

課題とデメリット

追加スペースが必要になる場合がある

自動ネジ締めソリューションは、手作業より多くのスペースを必要とすることがあります。これはネジ締め機自体のサイズではなく、安全エリアの制約によるものです。特にロボットシステムで顕著です。ネジ供給機も追加スペースを要します。ネジ締め機の設置スペースに加え、ワークの締め付け位置周辺にもスペースが必要です。

フェンスなどの安全対策がアクセスを妨げ、工程を複雑にすることもあります。目安として、ネジ頭の取り付け位置には15mmのフリースペースが必要です。特殊工具を設計してアクセスしやすくすることも可能ですが、当然ながら追加コストが発生します。

ネジと製品素材がプロセスを複雑にする

ネジの種類や製品素材によって様々な課題が生じます。例えば、先端が尖ったネジはトラブルの原因になります。

ネジが完全に真っ直ぐでないと、穴に正しく入らず、リセスの側面に食い込んでジャミングを起こします。また、柔らかい素材へのネジ締めはジャミングリスクをさらに高めます。素材が柔らかいほど、ネジ先端がリセス側面に食い込みやすくなるためです。

平頭ネジ（先端が丸いネジ）を使用すればこの問題を軽減できます。製品仕様上可能であれば、ネジの変更を検討すべきです。

自社のネジ締めプロセス自動化の可能性を見極める方法

自社でネジ締めプロセスの自動化を検討する際、以下のポイントに当てはまるか確認してください。該当する項目が多いほど自動化の可能性が高まります。

• 人員配置： 製品のネジ締め工程に多くの人員を割いている。現在ネジ締めに費やしている工数が多いほど、自動化によるメリットは大きい。
• 適したネジ： 内部ドライブ（プラス・トルクス等）を持ち、長さが幅より長く、先端が尖っていないネジを使用している。
• ネジ種類が少ない： 使用ネジの種類が少ない。製品に必要なネジのバリエーションが少ないほど、よりシンプルなソリューションで済む。
• 単一面でのネジ締め： 一つの面から、一つの方向でのみネジ締めを行う製品である。
• ネジ穴周辺のスペース： ネジ穴周囲に最低15mm以上の開放スペースがある。
• 製品バリエーションが少ない： 類似製品であり、新製品でも同じタイプのネジ締めプロセスを使用している。

結論

ネジ締めプロセスの自動化は、生産性と製品品質の向上に有効な手段です。しかし、自社のネジ締めプロセスが自動化に適しているかを見極める必要があります。上記のリストを参考にし、生産エリアに新ソリューションを設置する十分なスペースがあるか確認してください。