コボットとは?協働ロボットのガイド
コボットとは正確には何ですか?CNC 機械加工やその他の製造業でコボットができることは何ですか?ガイドがすべての質問にお答えします
コボットの起源
ロボットの起源は 1950 年代にさかのぼり、ジョージ デヴォルが最初の「産業用ロボット」Unimate の特許を取得しました。 工場に自動化を導入しました。 1960 年代までに、ゼネラル モーターズは自社の溶接施設にロボットを追加し、すぐに他の大手メーカーも追随しました。
これらのロボットは強力で高速でしたが、巨大で高価で、人間の周りでは安全ではありませんでした。彼らは檻の中、フェンスの後ろ、または完全に別々の部屋で活動していました。それらは「固定」自動化でもありました。つまり、単一のタスク用に設計および構築されました。生産またはプロセスの変更によりタスクが不要になった場合、ロボットは廃止されました。
1990 年代後半までに、J. Edward Colgate と Michael Peshkin によって最初の真の協働ロボット (コボット) が開発されました。これらは安全で、人間と緊密に連携し、人々の仕事を容易にする反復作業を引き受けるように設計されています。
今日、コボットは製造業やその他の業界で、商品の梱包、機械の手入れ、製品の補充、組み立てラインでの作業に人気を集めています。協働ロボットは人間と一緒に作業することで、安全なコラボレーションを実現するだけでなく、一貫性と精度によって製品の品質を向上させます。このブログでは、協働ロボットの多くの利点と、協働ロボットが従来の産業用ロボットと異なる点について見ていきます。
ロボットと協働ロボットの違いは?
従来のロボットと協働ロボット (協働ロボット) との間には、いくつかの違いがあります。コボットはより小型で、より手頃な価格で、操作が簡単です。ただし、主な違いは、協働ロボットは作業スペースを人間と安全に共有するように設計されており、ケージやフェンスを必要としないことです。従来のロボットよりも危険性がはるかに少ない安全機能が装備されています。
コボットは一般的に、従来のロボットよりもプログラミングが簡単です。ただし、協働ロボットの使いやすさはさまざまです。 Productive Robotics の OB7 などの最新世代のコボットには、プログラミング機能がまったくありません。彼らは、従来のロボットのコーディングやプログラミングを使用する代わりに、動きを通してそれを示し、導くことによって、物理的な教えを通してタスクを実行することを学びます.
もう 1 つの重要な違いは、協働ロボットが柔軟性と俊敏性を提供するという事実です。協働ロボットは、単一のタスクまたはアプリケーション用に設計、構築、およびプログラミングされるのではなく、さまざまなタスクを実行でき、複数のワークステーションに再展開できます。たとえば、コボットは 1 日の初めに製品を組み立て、1 日の終わりに同じ製品を梱包することができます。同様に、コボットは複数の機械を管理し、それらの間を簡単に行き来できます。
コボットは人との相互作用のために設計されています
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コボットには安全機能が組み込まれており、ケージやフェンスを必要とせずに人間と一緒に安全に作業できます。これは、人が衝突したり作業エリアに入ったりすると、コボットが停止または速度を落とす可能性があることを意味します。人間との対話には、4 つの異なる協働ロボット モードがあります。
<オール>安全定格監視停止
ハンドガイド
速度と分離の監視
力と力の制限
協働ロボットには、人間との密接な相互作用のために設計されたその他の機能があります:
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コンパクトなサイズ/小さなフットプリント (さらに、天井、テーブル、またはカートに取り付ける機能)。
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怪我の力を最小限に抑えるために丸みを帯びたエッジの軽量ロボット アーム。
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モーションを自動的に停止または減速するセンサー。
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手のようなグリッパーと、多くの用途向けのその他の器用なオプション。
協働ロボットの安全機能だけでは協働ロボットを安全にできないことに注意することが重要です。アプリケーションと関係者の安全性を判断するには、常に適切なリスク評価を実行する必要があります。
従業員と職務への影響
ワークスペースを人間と共有することで、コボットは労働者と一緒に働き、繰り返しの冗長な仕事から労働者を軽減します。協働ロボットは、単調で汚い、危険な作業を引き受け、労働者は組織により多くの価値をもたらす他の高度なスキルのある作業に集中できるようになります。
たとえば、オペレーターが品質検査とさまざまなジョブの準備に集中している間に、コボットは部品のロードとアンロードの繰り返しプロセスを処理することで CNC マシンを管理できます。これにより、マシンを一貫して実行し続けることでスループットが向上するだけでなく、仕事がより面白く、やりがいがあり、より充実したものになり、新しい責任につながる可能性さえあります.
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協働ロボットによる仕事とタスクの柔軟性
コボットのアームは、複数の角度で動くように作られています。ほとんどの協働ロボットには 6 つの自由度がありますが、Productive Robotics の OB7 には 7 つの自由度があります 、障害物の周りに到達し、より狭い場所に到達するための柔軟性と器用さを提供します。コボットは、マシン間を移動し、あるジョブから別のジョブに簡単に変更できる柔軟性を提供します。多くのグリッパーオプションを装備できるため、さまざまな材料で器用に作業でき、損傷を引き起こすことはありません。この柔軟性と使いやすさを組み合わせることで、コボットを簡単に実装し、数分でタスクを教えることができます。
コボットをセットアップし、CNC マシンテンディングを教える方法をご覧ください:
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ロボティクスで仕事を進化
製造業の人手不足により、熟練労働者の確保が困難になっています。多くの製造業の仕事が埋もれていないため、協働ロボットは、ありふれた、退屈な、または望ましくない仕事を自動化することで、企業が生産を最適化する必要性を満たしています。協働ロボットは、その費用対効果、使いやすさ、および実装を通じて、製造業者に競争上の優位性をもたらします。
協働ロボットは休憩を取ったり、病気になったり、休暇を取ったりしないため、シフト全体で無人で稼働し、全員が一晩家に帰った後も作業を続けます。これにより、時間外の「消灯」製造の可能性が開かれ、さらに多くの作業を引き受けることができます。オペレーターが革新的または複雑なタスクに集中し、コボットが最小限の監視で冗長な作業を処理することを想像してみてください!
協働ロボットは何に使用されますか?
汎用性があり、フットプリントが小さく、使いやすいため、コボットは、パッケージングや組み立てから機械の手入れや品質検査に至るまで、何千ものさまざまな産業タスクを自動化できます。一般的な協働ロボットのタスクには以下が含まれます:
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協働ロボット アプリケーションの特定は、ビジネスごとに異なります。ロボットは人間と同じようにタスクを実行するわけではないため、既存のプロセスを、ロボットが処理できる繰り返し可能な短いステップに分割すると役立ちます。経験則として、単純なタスクから始めて、より複雑なアプリケーションに拡張することをお勧めします。以下に焦点を当てることで、コボットに適したプロセスを特定できます。
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繰り返しの動きをする
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スキルはほとんど、またはまったく必要ありません
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過ちや疲労による注意散漫を起こしやすい
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マシンのアイドル時間に貢献する
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高精度が必要
コボットの種類
今日、市場にはさまざまな協働ロボットがあり、それぞれが同様の利点と独自の専門性を提供しています。アプリケーションに適した協働ロボットの決定は、ビジネスや特定のアプリケーションに固有のいくつかの要因によって異なります。通常、コボットは次のように区別できます:
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ペイロード .ツールを含めて、持ち上げて移動できる重量。
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リーチ容量 .腕を伸ばして安定性を維持できる距離。
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移動軸 .関節が回転する線/平面の数。
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教えやすさ .彼らが仕事をするためにどのように設定されているか (つまり、教えることができるか、プログラミング スキルが必要か)
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エンド オブ アーム ツール .多指グリッパー、キャリパー、バキューム カップなど。
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オンボードの安全機能 .センサー、カメラ、可変速度設定など。
一般的なコボット アプリケーション
上記の機能は、次のような多くの特定の産業用アプリケーションに変換されます:
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CNC 加工
コボットは、CNC マシンテンディングで広く使用されています。協働ロボットは人間のオペレーターのように機械の積み降ろしを行いますが、休憩は取りません。 Productive Robotics の協働ロボットは、セットアップに数時間かかり、あらゆるタイプの機械に簡単に接続できます。 Cobots は、CNC マシンを 24 時間年中無休で稼働させ、アイドル状態のスピンドル時間をなくし、スループットを向上させます。
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製造
協働ロボットの統合により、製造業務と生産性を改善する機会はほぼ無限にあります。協働ロボットは、次のような品質と効率を高める多くのタスクを処理します。
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熱処理炉や板金成形機への部品の投入
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穴あけ、板金のタッピング、ねじの打ち込み
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研削、研磨、バリ取りなどの仕上げ作業
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レーザーまたはプラズマ切断
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溶接
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CNC 加工後の品質検査 (3D カメラまたはセンサーを使用)
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物流
完成した部品を出荷するメーカーから、倉庫とロジスティクスに専念する組織まで、コボットはパッケージング (ケースへの充填やパレタイジングなど)、持ち上げ、積み重ね、ピックアンドプレース操作、仕分けなどのタスクに使用できます。
コボットの恩恵を受ける産業
規模の大小を問わず、あらゆる業界の企業がコボットの恩恵を受けています。一貫した繰り返し可能なステップを必要とする機械加工/製造およびその他のプロセスは、コボットの自動化に最適な候補です。コボットは一貫してノンストップで作業するため、毎回同じタスクを完了します。これにより、ヒューマン エラーが減少し、品質/安全要件が改善され、従業員の満足度が向上します。 OEM とサプライヤーは、スクラップや手直しの発生率を下げることもできます。
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CNC 加工と精密製造
CNC 機械加工アプリケーションでは、コボットが次のようなローディングおよびアンローディング プロセスを処理します。
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機械のドアの開閉
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スタートボタンを押す
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ブランクまたはパーツのロードとアンロード
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処理と検査のためのステージング マテリアル
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関連データの記録
さらに、CNC マシンの操作では、スループットの向上に重点を置くことが重要です。機械の手入れをしているオペレーターがサイクルの終了時に部品を交換するために立ち会うことはめったにありませんが、コボットは機械を一貫して稼働させ、機械のアイドル時間を排除します。協働ロボットはまた、ジョブに継続的に取り組み、オペレーターをこのタスクから解放し、他のタスクに集中できるようにすることで、短い機械加工サイクルでもうまく機能します。
モーションの軸の数は、協働ロボットが丸い物体に到達する、それらを持ち上げて回転させる、ノブをつかんで回す、ボタンを押すなどの柔軟性を決定することもできます。 Productive Robotics の OB7 コボットには 7 つのジョイントがあり、これは CNC マシンテンディングに有利です。第 7 軸のおかげで、コボットを機械のドアの横に配置し、機械オペレーターのアクセスを妨げることなく、機械の中に手を伸ばして部品をロードできます。
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金属加工
コボットには、スタンピング、レーザー切断、パンチング、せん断、曲げ、折り畳み、鋳造などの多くの製造作業のために、ブランクまたはシート メタルをピックアップ、移動、およびロードするためのグリッパーまたは真空吸引カップを装備できます。また、仕上げや熱処理の二次操作も支援できます。
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航空宇宙と自動車
OEM とサプライヤーは、仕様を満たす一貫した部品品質を求めています。これらの製造環境では、コボットはコンポーネントを機械加工し、パネルに穴を開けてネジ止めし、小型およびミニチュア コンポーネントをスタンピングするための原材料を入力できます。これらはすべて、疲れたり、緊張したり、休憩を取ったりすることなく行うことができます。
協働ロボットを使用する利点
効率と生産性の向上という点で、コボットを施設に導入することにはいくつかの利点があります。それらの利点は数多くありますが、以下は最大のものの一部です。
簡単なプログラミングとセットアップ
Many adopters of cobots are first time users and do not have any prior robot programming experience. Thus, what makes a cobot simple and easy to work with is how easy it is to program it. Cobots, like OB7, require no programming at all. Rather than inputting lines of code, anyone can teach OB7 by simply by moving the arm through the motions. By “showing” it where to move, those motions are stored and followed exactly each and every cycle.
Cobots are Collaborative and Safe
Introducing cobots into your facility provides an enhanced safe working environment between human and robot collaboration. Cobots work alongside your existing employees to assist with tasks. By working collaboratively with humans, cobots increase productivity, efficiency, and quality, while enriching the work environment.
ROI and Fast Payback Periods
Return on investment (ROI) is fast for cobots because they are easy to set up, require minimal integration, and are more cost-effective than traditional cobots. Some cobots, like Productive Robotics’ OB7, have an ROI in as little as a week with financing. There are many other factors that play a role in determining ROI. Every business is different, so it’s important to assess the factors involved in your business when calculating your ROI.
Positive Impact on Employees
Introducing a new piece of equipment, like a cobot, can be intimidating for workers. Yet, the initial reaction quickly dissipates as the cobot frees them up to handle more rewarding parts of their job. In many cases, employees finally have time to get caught up and work on higher-level responsibilities and training. In other cases, they even come up with new and creative ways that a cobot can help with their job.
Improving Automation with Cobots
For decades, automation has benefited large companies. Today, businesses large and small can implement collaborative robots without the high price tag, complex integration and difficult programming. Through their ease-of-use, affordability, and flexibility, cobots offer limitless options for businesses to compete in a changing manufacturing landscape.
Whether it is a fully automated factory floor or introducing cobots into manual workstations, cobots provide many benefits to businesses across all industries. They increase productivity, improve quality, and optimize efficiency.
Productive Robotics focuses on usability and providing solutions to non-experienced individuals who have no robotics experience or programming skills. OB7 cobots are designed to seamlessly integrate into production lines, teach easily, and redeploy quickly.
Contact Productive Robotics Today
Our robot specialists at Productive Robotics are here to answer your questions. Please get in touch to learn about our next generation of cobots and how they can help you achieve your production goals.
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