協働ロボットがプラスチック製造の成長を牽引

ミネソタ州ハッチンソンのPride Solutions LLCの賑やかなショップフロアに足を踏み入れると、ピカピカの新しいCNC旋盤が次々とアルミニウムチューブを削り出しているのが見えます。Prideの機械工たちがより重要な仕事に取り組む傍ら、ユニバーサルロボット製UR10協働ロボット（コボット）が単調な作業を担い、マシンのロード/アンロードを行って大量注文に対応しています。数時間後にはこれらの部品がUHMW（超高分子量）ポリエチレンでオーバーモールドされ、顧客へ出荷されます。

このコボットと旋盤は、成長中のこのプラスチックメーカーにとって新たな導入設備です。Pride Solutionsは大型受託製造案件を完全内製化し迅速に立ち上げるためにこの技術へ投資しましたが、すぐにシステムを夜遅くまで稼働させる更なる用途を次々と発見しました。

Pride SolutionsはUHMW-PEを専門とするプラスチックメーカーです。従業員27名で、2,322平方メートル（25,000平方フィート）の製造施設に本社を置く4つの協働事業部を擁します：農業用UHMWポリ部品サプライヤのMay Wes、高性能スノーモービルスキーのC&A Pro、UHMW-PE専門受託メーカーのPride Engineered Plastics、カスタム電気機械組立のターンキーサプライヤPride Assembly。

C&A ProとMay Wesの好調、受託製造と組立仕事の増加により、Prideの27名の従業員は、スノーモービル愛好家へのスキーとカーバイド推奨から、農家へのコンバイン用コーンヘッドStalk Stompers選定支援まで、年間を通じて多様な業務に対応しています。

この多角化により小規模家族経営ビジネスは年間を通じて活気に満ちていますが、秋の収穫期と「Hay Days」（世界最大のスノーモービルイベント、スノーモービルシーズンの公式幕開け）が重なる9月ほど忙しい時期はありません。この月、Prideの受託製造と組立の顧客が年末注文の完了を急ぎます。

Prideの従業員は、強いチームワーク精神と顧客第一のコアバリューのおかげで常に任務を果たしてきましたが、ビジネス急拡大と労働力不足の中で、将来の拡大に向けたステージを設定する自動化が必要でした。

「当初、バーフィーダーで旋盤を自動化する予定だったが、工作機械ディーラーのHales Machine ToolのAl Dulas氏から協働ロボットを検討するよう勧められた」と、Pride Solutions社長のJack Daggett氏。「BRAAS Roboticsを紹介され統合を支援してもらったが、コボットはフィーダーより安価で、設置面積も遥かに小さい。さらに汎用性が高い。」

米国メーカーにとって比較的新しい「コボット」または協働ロボットは、ヨーロッパでは10年間製造で使用されてきたのに対し、米国ではわずか5年だと、BRAAS Robotics（ミネソタ州エデンプレーリー、Motion Industriesの一事業部）のコボットセールススペシャリスト、Bob Phipps氏は語ります。BRAAS Roboticsチームは、Pride Solutionsのようなコボットアプリケーション初心者の顧客向けに、ターンキー協働ロボット導入を専門とするグループです。

「安全規格がメーカーとユーザーに明確なルールを定めたことで[ISO 10218とANSI/RIA 15.06]、ヨーロッパと北米でコボット利用が本格化しました」とPhipps氏。「50年以上ロボットはフェンスでガードされてきたため、ユーザーが新しい考え方に適応するには時間がかかりました。協働ロボットアプリケーションはほぼ毎年倍増しており、ユーザーはそれらを一般的なものと見なし始めています。」

コボットはPride Solutionsで即座に成功したと、同社プラントマネージャーのBen Wick氏。「ロボット導入で即座にキャパシティが増加した」と同氏。「第2シフトで無人運転が可能になり、第2シフトオペレータを雇わずに約2,000時間のシフトキャパシティ増加を実現。日勤では、旋盤のロード/アンロードという単調な作業から機械工を解放し、他のプロジェクトに取り組めるようになった。」

この成功事例は、Pride Solutionsのターンキーコボット導入を現場視察、概念実証評価、システム設計・構築・設置、ロボットプログラミング、エンドエフェクタ（EOAT）製作とリスクアセスメント、トレーニング、継続サポートで支援したBRAASのPhipps氏にとって驚きではありません。

「初回導入のお客様と仕事をするのは常に楽しい」とPhipps氏。「ロボットソリューションは高価で複雑で広い床面積を必要とするという認識で始まることが多い。ガードなしの単一ロボット・ペデスタルで多くのアプリケーションが解決できることに驚かれます。」

Pride Solutionsのアプリケーションはコボットに最適だったとPhipps氏。「単調で反復的、潜在的に有害となりうるオペレータ作業は、協働ロボットに最適です」と同氏。「コボットは基本的なピックアンドプレース用途でオペレータのリーチと速度に匹敵します。マシンテンディングとテストスタンドは、オペレータが部品をロードし、タスク完了を待ち、アンロードするという典型的な初回アプリケーションに最適です。単一エンドエフェクタで対応できるためです。組立アプリケーションも可能ですが、複数タスクと複数ツールが絡むため通常より複雑です。」

「ロボットが仕事を奪うのではと心配する声をよく聞くが、うちのロボットは熟練機械工のポジションを創出した」とDaggett氏。「ロボットがなければ、12年ベテラン機械工のChris Klenke氏を雇うことはできなかった。さらに彼の技術知識を、協働ロボットプログラミングの習得で拡張できた。」

Klenke氏は2017年にPride Solutions入社。以前の経験はCNC旋盤、CNC横形マシニングセンタ、立形マシニングセンタの運転。コボット経験はゼロでした。2日間のトレーニング後、Klenke氏はロボットを熟練プログラミングできるようになりました。2週間で新しい旋盤とロボットをマスター。「ロボットは操作がシンプルだ」とKlenke氏。「思ったより簡単だった。」

ロボットは重要な安全メリットも提供するとDaggett氏。「ロボットはエルゴノミクス負担なしで一日中部品をロード/アンロードできる」と同氏。「また、安全運転を保証する内蔵センサーにより、ケージが不要でフットプリントが削減される。」

近い将来、より高度なコボットが人間のカウンターパートと共に働く姿が見られるだろうとPhipps氏は予測します。

Pride Solutions詳細：www.pridesolutions.us または 320-587-0760；BRAAS Robotics詳細：www.braasrobotics.com または 800-288-6628；Hales Machine Tool詳細：www.halesmachinetool.com または 763-553-1711。