現代製造業における標準産業用ロボットの持続的な意義

決してそうではありません。産業用ロボットは、設計された役割を極めてうまく果たします。高速、高繰り返し精度、重量ペイロードなど。産業用ロボットが残り続ける理由はたくさんあります。確かに危険なため、作業者を怪我から守るためにガードの後ろに設置されます。しかし、ほとんどの中小製造業者は、産業用ロボットが提供するすべての能力（大量の同一製品、高速、重量ペイロード）を必要とする用途を持っていないことも重要です。実際、利用可能な床面積が限られているため、多くの中小製造業者は最初から標準産業用ロボットを設置できないでしょう。しかし、コボットは人間の作業者の延長線上にあります。コボットは標準産業用ロボットの代替ではなく、中小製造業者への扉を開く、拡張的でエキサイティングな産業用ロボットの新しいサブセットなのです。

細部にこそ悪魔が宿るが、簡単になりつつある

しかし、標準産業用ロボットとコボットは解決策の一部に過ぎません。それらを「仕事が必要な場所に何かを運ぶメカニズム」とだけ考えてください。ロボット・アームの先端に取り付けられ、実際に何かを行う「エンド・エフェクタ」と呼ばれるものが、必要な操作を実行する道具です。グリッパーはエンド・エフェクタの一例です。その他のエンド・エフェクタの例には、自動ねじ締め機、自動ドリル、接着剤や塗料のディスペンシング・ヘッド、はんだ付けヘッド、ウォータージェット切断ヘッドなどがあります。大したことないように見えますよね？

しかし、選択を複雑にしているのは、これらのエンド・エフェクタの製造業者が多数存在するだけでなく、異なる使用ニーズに対応するさまざまなタイプが存在することです。例えば、「ピック・アンド・プレース」というアプリケーションでロボットを使用することは非常に一般的です。何らかのグリッパー・エンド・エフェクタを装着したロボットが、ある場所から何かを拾い、別の場所に置きます。グリッパーのカテゴリーだけでも、真空グリッパー、平行グリッパー、その他のバリエーションなど、幅広い選択肢があります。平行グリッパーの中にも空気圧式と電動式があります。グリッパーの「指」の数は？調整可能な力検知が必要？

これ以上深入りしなくても、正しい選択をするためにかなり多くの要素を検討する必要があることがわかります。しかし、そうは言っても、状況は確実に簡単になっています。それほど昔ではない頃、自動化コンポーネントと産業用ロボットの製造業者は、標準化、共通化、互換性への意識的な努力を最小限に抑え、それぞれ真空状態で製品を設計・製造していました。産業用ロボットでは、共通のプログラミング言語が存在せず、各メーカーが独自言語を使用していました。それほど遠くない過去では、エンド・エフェクタをロボットに取り付けるだけでも、ユーザーがカスタム・マウント・プレートを自作する必要があり、それがただ取り付けるためだけのものでした。ロボットがエンド・エフェクタを駆動できるよう通信を実現することも、同様に簡単ではなく、メーカーに依頼する必要がありました。今日では、マウントがISOと呼ばれる国際標準で標準化されています。多くのエンド・エフェクタ製造業者も、主要なロボット／コボット・ブランドと、通信・接続性だけでなく操作面でも互換性を持たせ、私たちが家電に期待し始めているプラグ・アンド・プレイ機能に近い状態にしています。さらに、多くのコボット・メーカーは、グリッパーやその他のエンド・エフェクタをロボットに一体化したターンキー・システムを提供し、開封即使用のソリューションを実現しています。

機械視覚

場合によっては、産業用ロボットやコボットが提供する動作の始点や終点が、毎回同じ点とは限りません。例として、ベルト・コンベアで流れる無秩序な製品を拾い上げ、箱に入れるケースが考えられます。その場合、機械視覚の検討が必要かもしれません。ほぼ誰もが見たことがあり、少なくともある程度馴染みがある機械視覚の基本形は、交差点を監視するために設置されたカメラです。これは機械視覚の一形態で、基本定義では、カメラ・デバイスと数学的アルゴリズムにより、コンピュータ（ロボットやコボット）が外部世界を見て情報を取り込めるようにするものです。では、機械視覚は中小製造業者にどう役立つのでしょうか？機械視覚は4つの主要なアプリケーション・カテゴリーで使用できます：ガイダンス、検査、測定、識別（GIGI）。

ガイダンス

ロボットをガイドする例として、移動するコンベアを見下ろす下向きカメラがあります。部品が視野に入ると、機械視覚システムが部品の位置データをロボットに送信し、ロボットが部品をピックアップできます。ピックアップ・ポイントが常に同じ場所である必要も、コンベアが一時停止する必要ももうありません。部品を動いている最中に、その場でピックアップできます！

検査

機械視覚で部品をチェックできます。製品に必要なネジがすべてあるか？ラベルは真っ直ぐか、ユーザー設定の公差内か？正しい色か？

測定

機械視覚で部品の複数寸法をミリ秒単位で測定できます。

識別

機械視覚はバーコード、QRコードなど多様なコードを扱えます。多くの異なる製品があり、正しいラベルが正しい部品・製品に貼られているか確認したい時に便利です。機械視覚は、印刷内容の検証（OCV：光学文字検証）や読み取り（OCR：光学文字認識）も可能です。例えば、読み取られたラベルが正しい日付とロット・コードを反映しているか？

環境への配慮

製造環境は粉塵っぽい、または油っぽいですか？木材の微細粉塵や金属切り屑は？可燃性蒸気は存在しますか？ロボットを洗浄する必要がありますか？ロボットのメカニズムに異物が入らないようカバーが必要なのか、それともロボット内部のグリース、オイル、粒子などが外部に漏れ出し、製品に混入するのを防ぐためなのか？高温または低温環境ですか？電磁干渉・ノイズの発生源近くにロボット・システムを設置すると、システムの動作に悪影響を及ぼす可能性がありますか？

興味を持ったら、次は？

わずか数年前までは、経験や技術的背景のない中小製造業者が、自社用の社内自動化システムの構築のために調査、部品購入、組み立てを行うことはほぼ考えられませんでした。一部の人々が自力で試みようとする理由は、これらの異なるコンポーネントを機能する自動化システムとして統合するコストが歴史的に高かったからです。これを実現する魔法使いが「システム・インテグレーター」です。氷山に例えると、設備のコンポーネント・コストは海面上に見える部分です。すべてを動かすためのコストは、海面下にある、より大きく遥かに巨大な部分です。

したがって、自動化導入コストについて語るとき、主にハードウェアのコストが語られます。すべてを動かすためのシステム統合作業は、はるかに高コストであり、ハードウェア・コストに加算されると、多くの中小製造業者にとってプロジェクトが手の届かないものになります。魔法使いの比喩を使うのは、導入した製造業者がシステムの仕組みをあまり理解していなくても、動かなくなるまで動き続けるからです。一度契約すると、社内に技術力のない製造業者は、わずかな変更でさえソフトウェアのプログラム変更を必要とするため、システム・インテグレーターとの継続的な関係を強いられることがよくありました。

幸い、そんな時代は変わりつつあります。良いニュースは、システム・インテグレーターのサービスを利用する依存度が大幅に減少していることです。なぜか？再び、ロボット企業、特に新しいコボットが、使いやすさを念頭に設計された新しい技術を代表しているからです。多くの中小製造業者が、これは自分たちで現実的に扱えるものだと気づき始めています。特に、最初の導入時にシステム・インテグレーターのサービスを利用すれば尚更です。

そんなに簡単なら、システム・インテグレーターは必要ない？

一般的に、そして私の経験に基づけば、システム・インテグレーターのサービスを利用するのは賢明です。主な理由は「時間は金」だからです。以前のコストと比較すると、システム・インテグレーター・サービスの費用は以前よりはるかに低くなっています。さらに、システム・インテグレーターは、最初のロボット導入時特に、いくつかの質問に答えるだけで、無数の選択肢の中から適切なものを選ぶ手助けをしてくれます。私のアドバイスは、システム・インテグレーターに最初のシステムを「あなたと一緒に」組み立ててもらうこと。「あなたのために」ではなく。魚を渡されるのではなく、釣り方を学びましょう。関わり続け、見て、学び、質問してください。そうすれば、2回目以降はより多くの責任を自分で引き受けたり、次のシステムを自力で開発したりできると確信しています。

自動化費用の助けに：第179条

工場自動化や産業用ロボットなどの資本設備購入コストを相殺するため、連邦政府から税控除が利用可能であることをご存知ください。基本的に、IRS税法第179条により、企業は課税年度中に購入または融資した適格設備および／またはソフトウェアの全購入価格を控除できます。つまり、適格設備を購入（またはリース）すれば、総所得から全購入価格を控除できるのです。これは、企業が設備を購入し、自社に投資することを奨励するために米国政府が創設したインセンティブです。詳細は会計士やCPAにご相談ください。

カリフォルニア製造技術コンサルティング（CMTC）がどう支援できるか？

自動化の経験がないほとんどの中小企業にとって、独力で進めるのではなく専門家を活用するのが最善だと考えます。そうすることで、自動化への最初の挑戦が成功し、導入したソリューションができるだけ早く貴社に利益をもたらし始めることを保証できます。

次の疑問はすぐに「どの専門家が私と私の特定ニーズに適しているか？」です。どう選ぶ？選択の基準は？利害関係のない信頼できるアドバイザーから、ブランド・ニュートラルな立場で方向性と特定のソリューション・プロバイダーについての推奨を受け、ローカル・オプションを理解するにはどこに行けばいい？自動化版の「クレイグズリスト」のようなものは存在しません。しかし、CMTCは助言を行い、情報に基づいたビジネス判断の基盤となる明確な選択肢を提示します。可能性を示し、選択肢を明確にします。