Fusion OEM、先進ロボットマシンテンディングで生産能力を2倍に

ロボットが人間の労働を置き換える懸念が一般的な時代に、ショップ従業員が経営陣にロボット導入を提唱する話はあまり聞かれません。それがFusion OEMの物語です。従業員主導の取り組みにより、Robotiqエンドエフェクター付きUniversal Robots複数台を導入し、ジョブコストを削減しました。

業界仲間から常にインスピレーションを求めていたFusionのチーフマシニスト、Davin Erickson氏は、数年間InstagramとYouTubeのCNC加工チャンネルをフォローしていました。ロボットがケージなしで工作機械を操作する様子を見て感銘を受けました。同ショップの採用難と、過去の大型産業用ロボットでの経験を踏まえ、Erickson氏の関心は高まり続けました。

RobotiqのDual-Hand-Eアダプティブグリッパーが、Fusion OEMの14台CNCマシンの一つで、加工部品を一つのバイスから別のバイスへ移動させています。

「その後、ソーシャルメディアや展示会でこれらの協働ロボットを至る所で見るようになりました」と同氏回顧。「CEOにこれが工場に最適だと説得しようとしました。何度か試みましたが、この辺りで優秀な人材を見つけるのが非常に難しいため、ついに2018年夏、最初のロボットを迎え入れました。」

マシンテンディング作業の自動化

従業員をエンパワーすることが、CEOのCraig Zoberis氏がUniversal RobotsとRobotiqをショップの協働ロボティクスプロジェクトのパートナーに決めた理由です。Zoberis氏はRobotiq CEO兼共同創業者Samuel Bouchard氏の著書「Lean Robotics」を読んだことを覚えています。同書の議論の一つ：ロボットが人間の労働ポテンシャルを充足させるというもの。「スタッフが10分ごとに機械のロード/アンロードをする代わりに、機械プログラミングやその他の付加価値タスクに集中できる」と同氏。

1年未満で4台のロボットを導入。自動化アプリケーションは以下の通り稼働します：

1. UR5eまたはUR10eロボットアームが、RobotiqのHand-Eアダプティブグリッパー（シングルまたはデュアルセットアップ）を使用し、カスタムネスティングシステム上に提示された部品をピックアップ。
2. グリッパーがドアを開け、RobotiqのForce Copilotソフトウェアを使用してチャッキングシステムに部品を挿入。
3. ロボットがドアを閉め、機械にサイクル開始信号を送信。

Universal Robots UR10eがマシニングセンターのドアを閉めています。

Hand-Eアダプティブグリッパーは、カスタマイズ可能なフィンガーチップで精密な部品挿入向けに設計。「グリッパーをロボットの手首に直接接続し、位置と力のフィードバックを得て、部品があるべき場所に正しい部品があるかどうかを把握できます」とR&DマネージャーStephen Milchuck氏。初挑戦時、ソフトウェアインターフェースでHand-Eを操作し始めるのに数分しかかからなかったとのこと。

Fusion OEMが2つのグリッパーのフィンガーチップの一方をカスタマイズし、Hand-Eのカスタムフィンガーチップスライダーにマウント、わずか数分で完了。

 

機械チャックへの部品挿入には多くのプログラミングステップが必要、特にロボットの力制御を用いて精度と再現性を高める場合。「ロボットが異なる軸を通じてすべての動きを達成しようとしてプログラムがかなり大きくなっていた」とFusion OEMエンジニアリングマネージャーJacob Miller氏回顧。「Force Copilotで1〜2行コードを追加するだけで、ソフトウェアが部品位置決めを遥かに高速かつシンプルに生成してくれました。」

数字が物語る成果

この新アプリケーションは即座に価値を証明しました。COOのKen Chess氏が、最も頻繁なリピート受注のデータ収集を開始。「この顧客向けにはよく500個ロットをこなします。ロボット導入前は約6日かかっていました。今ではコボットが夜間稼働するため3日で完了、不良率も低下しました。ロボットは最高のマシニスト以上にミスが少ないからです」と同氏。

Fusion OEMはRobotiqのInsights監視ソフトウェアで、生産停止時に従業員の電話とメールにアラートを送信。オフサイトでもログインして問題解決可能。「原材料在庫が残り少なくなると予測シグナルも届きます」とChess氏。「これらすべてのツールでランタイムを最大化し、ジョブマージンを大幅に改善。」Insightsデータから、ある機械でUniversal Robotを使ってジョブを走らせると、手動運転の4分の1のコストで済むと結論付けています。

Fusion OEMのカスタム部品ネスティングシステムが、シングルRobotiq Hand-Eグリッパー搭載Universal Robots UR10eの隣にスタンバイ。

一方、マシニストのBrian Wroblesky氏は、機械プログラミングにより多くの時間を費やせるようになったと語ります。「部品のロード/アンロードにより一貫性が生まれ、ヒューマンエラーの一部が排除されました。」

人間労働者がロボット労働者にどう反応したか

使いやすさもFusion OEM従業員にとって大きなプラス。生産スーパーバイザーChris Wenzel氏は多くの産業用ロボットを見てきたが、Robotiq/Universal Robotsの提供に感銘：「プログラミング、インターフェース——すべてが簡単。今では各プログラムを時間単位ではなく分単位で語れます。」

モラル面では、人間とロボットはFusionでうまくやっています。マシニストのJenny Kim氏にとってこれらのロボットは他の設備と同じくらい普通の存在：「『ブラザーロボット（brobots）』と呼んでいます。彼らはあなたの兄弟のよう。機械を親切に扱わなきゃ。リスペクトすれば、向こうもリスペクトしてくれます。」

Fusion OEMチームの仕事はまだ終わりません。2020年初頭までに全14台のHaas CNCマシンにロボットテンディングを配備する目標。Zoberis氏はリーンロボティクス方法論でロボティクスプロジェクトを標準化し、より速くスケールさせます。「『Lean Robotics』をもっと早く読んでいれば。設計にかけた時間とコストを大幅に節約できたでしょう。シンプルに始め、小さな勝利を積み重ね、物事を複雑にしすぎないことを学びました。」

今後1年以内に、生産能力2倍、機械稼働率向上、そして何より人間のポテンシャルを最大化し続けることを目指しています。