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CNC マシン ショップにおけるコボットの利点は?

コボットとは何ですか?CNC 工作機械工場でコボットを検討する必要があるのはなぜですか? CNC 加工における協働ロボットの利点と用途について学びます。


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協働ロボットとは


協働ロボット、つまり「コボット」は、製造業や工業環境、特に機械工場で人気が高まっています。従来のロボットとは異なり、コボットは人の周りで安全に作業し、バリアや安全柵で囲う必要はありません。安全機能が組み込まれているため、コボットは人間の相手と協力して作業を行い、タスクを支援し、反復的で平凡で退屈な作業を引き受けます。機械工場では、コボットが昼夜を問わず機械の手入れを行っています。部品のロードとアンロードを中断することなく一貫して行うことで、「スピンドルの回転」を維持し、スループットを向上させ、機械のアイドル時間を短縮します。

コボットは、大規模な工場や組立ラインに関連する従来の産業用ロボットとは大きく異なります。それらはより小さく、より安価で、より柔軟です。コボットは、次の点で従来のロボットとは異なります:

協働ロボットは、さまざまな部品を処理するためにサイズと仕様が異なります。機械工場は、部品のサイズと機械セル環境に応じて、最適なコボットを選択できます。

ペイロードとリーチ コボットのペイロードは、ロボット アームが持ち上げることができる重量です。協働ロボットには、最大重量の範囲があります。コボットのリーチは、ロボット アームが到達できる距離です。たとえば、2 台の機械を管理したい場合は、両方の機械に対応できるようにリーチの長いロボット アームが必要になります。


多関節アームと関節 コボット アームは、CNC マシンの手入れや幅広い産業タスクの処理に柔軟性を提供します。 OB7 協働ロボットは 7 つの移動軸を備えており、CNC マシンの管理環境で独自の利点を発揮します。オペレーターのアクセスを妨げることなく、CNC マシンの周囲に到達し、部品をロードできます。これは 6 軸コボットでは不可能です。さらに、OB7 の 7 軸モーションにより、障害物の周りに到達し、より狭いスペースに収まることができます。


機械オペレーターと協働する協働ロボット


コボットは、マシン テンディング タスクの処理に最適であるため、マシン ショップでますます人気が高まっています。人間と同じように、コボットは機械の積み降ろしを行いますが、休憩を取ったり、病気になったり、休暇を取ったりすることはありません。コボットは、労働者が単調だと感じたり、生産のボトルネックの原因となったりする、退屈で反復的でエラーが発生しやすいタスクを引き受けます。協働ロボットはマシンテンディング プロセスを引き受けることで、スピンドルの使用率を最大化し、オペレーターを解放して他の重要なタスクを処理できるようにします。


協働ロボットは製造にシンプルさと価値を提供します


多くの協働ロボットは「簡単なプログラミング」を提供しますが、プログラミング経験のない人にとっては難しいプログラミング言語が必要です。 Productive Robotics の OB7 のようなコボットは、プログラミングをまったく必要としないため、機械オペレーターにとって簡単です。何をすべきかを単に「示す」だけで、コボットは学習します。マシン テンディング セルをセットアップして、同じ日に自動化を開始するには、数時間かかる場合があります。

では、協働ロボットが機械の世話をするとき、正確には何をしているのでしょうか?協働ロボットは、機械オペレーターが通常行う次のような「反復」タスクを処理します。

数千の部品を処理する場合でも、わずか 5 つの部品を処理する場合でも、コボットはジョブが完了するまで機械を一貫して稼働させます。その後、オペレーターは、CNC 後の品質検査や新しいジョブの設定など、他のタスクに集中することができます。協働ロボットは休憩を必要とせず、「明かりを消して」働くことができ、夜家に帰った後にチップを作ります。


マシンの互換性とセットアップ


コボットは、ミル、旋盤、プレス、放電加工機、プラズマ カッター、グラインダー、プレスなど、あらゆる種類の機械を扱うことができます。 Productive Robotics の OB7 などの次世代コボットは、機械に接続することなく、あらゆるブランドの機械と連携できるため、セットアップ プロセスがシンプルかつ迅速になります。 OB7 協働ロボットには 7 つの軸または自由度 (人間の腕のような) もあり、機械工場にとって重要な利点となります:



多くのコボットには車輪付きのロボット スタンドが付属しており、コボットを転がして CNC ミル、旋盤、またはその他の機械の前に配置し、ブランクをロードして完成部品をアンロードできます。材料は、ロボットがピックアップして機械にロードするための作業台にステージングされます。多くの機械工場は、独自の設備を使用して、カスタム工具、治具、およびアーム先端工具も作成しています。

Productive Robotics は、マシンでの作業に必要なすべてのロボット アクセサリを含むミルおよび旋盤パッケージを提供します。このシンプルなソリューションにより、複雑な統合が不要になり、あらゆるタイプのマシンで機能します。


大規模な実行または高ミックス/低ボリューム


協働ロボットが大量のジョブを実行するための CNC 機械加工オペレーションにもたらす価値を理解するのは簡単です。コボットは、中断することなくスピンドルを回転させ続け、夜間や週末に無人で稼働して、「完全自動」製造機能を実現することさえできます。しかし、ハイランがない場合、またはカスタム作業を行っている場合はどうなりますか?協働ロボットの恩恵を受けられますか?答えはイエスです。

コボットは多品種少量の環境でも威力を発揮し、中小の機械工場の多くがコボットを活用しています。協働ロボットの大きな利点は、その柔軟性と、異なるマシン間を移動できることです。たとえば、サイクル タイムが長い 10 個の部品のジョブを実行している場合、協働ロボットはそのジョブを完了し、完了するまでオペレーターを解放します。その後、数分で別のジョブでロボットを実行できます。

また、協働ロボットは、より長いサイクル タイムを伴う 2 番目の操作に取り組むことで、マシンのアイドル時間を短縮します。設置面積が小さく柔軟性があるため、少量多品種 (LMHV) 環境と同様に多品種少量 (HMLV) 環境でも役立ちます。


CNC マシンにコボットを搭載


コボットには、金属から複合材料、高密度ポリマー、シート材料まで、あらゆる種類の材料のピックアップに適したさまざまなグリッパーを装備できます。

ツーリング オプション アームの端のツーリングまたはグリッパーは、ロボットが部品を持ち上げるために使用する「指」です。これらは、電気式、空圧式、またはカスタムメイドで、さまざまなアイテムやワーク材料を処理できます。さまざまなサイズのパーツをピックアップするために使用できるさまざまなツール オプションがあります。デリケートな素材や小物も扱えます。

デュアル グリッパー: デュアル グリッパーは、2 つのグリッパーを 1 つに使用することで生産をスピードアップできるもう 1 つの時間節約オプションです。デュアル グリッパーを使用すると、完成した部品をアンロードしてすぐに新しい部品を再ロードできるため、機械への往復の余分な移動が不要になります。これは旋盤の手入れに最適で、パーツの再ロード中の機械の待ち時間を短縮できるため、サイクル タイムが大幅に短縮されます。ビデオを見る:デュアル グリッパー


Productive Robotics は、独自のコボット グリッパーとデュアル グリッパーを製造しています。さらに、Productive Robotics のすべてのコボットは、市場に出回っている他のエンド オブ アーム ツール オプションと互換性があります。


CNC マシン向けコボットの 4 つのメリット


ロボット マシン テンディングは、自動生産、部品品質の向上、オペレーターの生産性など、あらゆる規模のマシン ショップに多くの利点をもたらします。以下は、コボットが提供する主な利点の一部です:


1. CNC マシンの生産性の向上

機械工場が生産性について考えるとき、スループットについて考えます。典型的な 8 時間のシフトでは、1 人が 20 の部品のジョブを実行でき、そのシフト全体を完了することができます。彼らは気が散ったり、複数の責任を負ったりして集中力を妨げ、マシンをアイドル状態にさせます。コボットを使用すると、マシンのアイドル時間がなくなり、マシンは最大能力で稼働します。一貫して無人で作業することにより、コボットは生産性を高めながらスループットを最大化します。

部品品質の向上は、機械工場にとって最優先事項です。コボットは一貫して正確さと精度でタスクを完了し、オペレーターの疲労や注意散漫によるブランクの誤装填による欠陥を最小限に抑えます。パーツの品質とオペレーターの生産性が向上します。


事業主は、人間のスキルと経験を必要とする作業にオペレーターの時間を費やす方がよいことを理解しています。協働ロボットに冗長で反復的で気が遠くなる作業を任せることで、オペレータはより挑戦的で興味深く、多様な作業を行うことができます。


2.コボットは簡単に新しいプロセスに移行できます


柔軟性と移植性が向上したコボットは、既存のワークステーションにシームレスに統合できます。最新世代の協働ロボットにより、社内スタッフはコボットをさまざまなマシン間で簡単にセットアップして移動できます。

社内スタッフは、Productive Robotics の OB7 コボットを数時間でセットアップできます。外部のインテグレーターは必要ありません。差し込んで所定の位置に移動し、必要な動作を「教える」だけです。


ほとんどの協働ロボットは、従来のロボット プログラミングでプログラミングされています。 「簡単なプログラミング」または簡単なコーディングを提供するものもあります。 OB7 協働ロボットは最新世代の協働ロボットであり、プログラミングやコーディングはまったく必要ありません。あなたが彼らに各ステップを示すとき、彼らはあなたから彼らの仕事を「教えられ」ます。設計はシンプルですが、これらのコボットは非常に直感的で、複雑な CNC 機械加工ジョブを正確かつ高品質に処理できます。

教えやすさ。 人間に CNC マシンのロード方法を教えることができれば、OB7 コボットにもその方法を教えることができます。 「教える」には、コントロール ハンドルを使用してアームを動かし、協働ロボットに何をすべきかを物理的に示す必要があります。コーディングやコンピューター プログラミングのスキルは必要ありません。このような簡単な指導により、経験レベルに関係なく、誰でも簡単に操作できます。


3.安全性と柔軟な自動化

組み込みの安全性 コボットは安全性を考慮して設計されています。それらには、人が近づいている場合にロボットに停止または減速するように指示する電力および力制限機能が含まれています。これらの安全機能により、怪我が軽減され、リスクが最小限に抑えられます。また、コボットはより高速で動作し、人間が作業エリアに入ると安全な共同作業速度に切り替えることができます。

コンパクトなフットプリント。 軽量で柔軟性があり、小型のコボットは床面積をあまり取りません。店舗の床に収まるほどコンパクトで、卓上、カート、床、または天井に取り付けることができます。 OB7 のようなコボットは、7 軸の柔軟性を備えており、オブジェクトの周りに手を伸ばしたり、狭いスペースに入ったりできます。

移植性と柔軟性。 多くのコボットにはローリング スタンドが付属しており、機械間を簡単に移動できます。製造設備の複雑な再設計や、時間のかかる統合作業は必要ありません。


4.低コスト


コボットは、従来の産業用ロボットよりも安価です。高価な安全装置や、自動化インテグレーターを雇うための高額な費用は必要ありません。また、Productive Robotics の協働ロボットは、米国で設計および製造されているため、費用対効果が最も高くなります。 Productive Robotics のコボット パッケージには、ロボットを機械加工セルに統合するために必要なすべてのコンポーネントが含まれています。

機械の稼働時間またはアップタ​​イムを最大化することにより、コボットは投資に対する迅速な利益をもたらします。また、完全自動生産は、企業がより多くの仕事を請け負うための扉を開き、収益を増やし、競争上の優位性を獲得します。人件費や生産のスケールアップ能力など、他の要因が ROI に影響を与える可能性があります。すべてのビジネスは独自のものであるため、コストと節約を理解するために、独自の ROI を計算することが常に最善です。


協働ロボットに関するよくある質問


コボットは従業員にどのような影響を与えますか?


コボットと人間は、生産効率と生産性を向上させる共有環境で協力して作業します。ワークステーションにコボットを追加すると、従業員は、仕事の興味深くやりがいのある部分を実行したり、新しいスキルを完全に習得したりする時間が増えることにすぐに気付きます。協働ロボットにさまざまなタスクを教え、その潜在的な用途をすべて発見することで、他のタスクを支援する新しい興味深い使い方を思い付くようになります。

人間工学の向上 .協働ロボットが反復動作 (持ち上げ、曲げ、ひねり) を行うと、人間工学が改善され、疲労が軽減されます。

物理的な安全 人や手足が近づいたときにアームを遅くしたり停止したりするセンサーに加えて、コボットは角が丸く、ピンチポイントがないように製造されているため、機械が動いていないときでも作業員を安全に保つことができます。


コボットはどのような製造業に適していますか?


コボットは CNC マシンテンディングに限定されません。彼らは、反復可能な動きを含み、正確さと精度を必要とする幅広い製造タスクを実行できます。協働ロボットが処理できる一般的なタスクは次のとおりです。

その他の一般的な産業タスクは次のとおりです。


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