モバイルロボットが電子機器メーカーの生産性と安全性を向上

ユニバーサルロボットのモバイル艦隊が、日々変わる作業指示を受け、多品種少量生産の電子機器メーカー、スコット・フェッチャー・エレクトリカル・グループ（SFEG；テネシー州フェアビュー）で日々変化するタスクを解決しています。ユニバーサルロボットUSA（ニューヨーク州イーストセタウケット；デンマーク・オーデンセ）供給の協働URロボットが生産を20%最適化し、単調で潜在的に危険な作業を従業員から引き受け、彼らをよりやりがいのある仕事へ再配置しました。

SFEGは2010年、スコット・フェッチャー・カンパニーの3事業（フランス・パワーソリューションズ、ノースランド・モーターテクノロジー、キングストン・プロダクツ）を統合して設立。ナッシュビル郊外に立地し、変圧器、電源、モーション制御、ドライブシステム等の電気電力製品を設計・製造。

最初のUR5ロボット到着時、「ウォルドー」と命名。人気絵本「ウォーリーをさがせ」の、群衆の中に現れるフレンドリーなキャラクターにちなんで。

「ある日ウォルドーは板金曲げ、翌日にはピックアンドプレース、3日目には地元高校の『製造の日』イベントへ連れて行きました」とSFEGオペレーションディレクター、マシュー・ブッシュ氏。同社は幅広い電気モーターとコンポーネントを製造。

URロボットは協働型と呼ばれる新タイプのロボットで、インタラクティブな設計が特徴。新しいタスクへのセットアップが容易で、内蔵安全システムにより、進行方向に物体や人を検知するとロボットアームが自動停止します。

ブッシュ氏は、グローバル競争力強化と既存設備の更なる活用を模索中にこの新たな自動化ソリューションに出会いました。「多品種少量生産者として最大の課題は、ほとんどのラインが常時稼働しないことです。従来型ロボットをラインに導入するのは非常に困難でした」

「移動可能で柔軟なロボット部隊を構築したかった。協働ロボット以外に方法はありませんでした。幾つかの選択肢を見ましたが、URロボットだけが仕事をこなせると判断。標準産業用ロボットの速度と精度を持ちながら、移動して人間と並んで作業できるからです」

SFEGはURロボットをキャスター付き台座に搭載し、板金部門全体にモバイルURロボット艦隊を展開中。初期ブランク切断から成形、折り曲げ、電気部品最終組立まで全生産サイクルへ統合。タレットプレスとプレスブレーキの傾向作業支援用ロボット追加も計画中。

ジェネラルマネージャー、ロブ・ゴルディーズ氏：「ユニバーサルロボットがペースセッターとなり、従業員と手を取り合って働くことで、約20%の生産性向上を見ています。」 モーターフィールドラインで稼働するURロボットは、ペイロードkg数にちなんでUR5とUR10と命名。全機種0.1mm再現性、リーチ19.7-51.2インチ（500-1300mm）。

UR5はライン末端で従業員の隣に配置。従業員がモーターフィールド部品を手渡し、UR5が保持具へセット、ワイヤーカッターで線材トリミング、UR10がピックアップしコンベアへ搬送して最終組立へ。

「複数ロボットをインターロックし、Modbus TCPで接続とステータスを読み取り可能。他ソフトウェアパッケージへ情報伝達、データ収集も可能。まだ探求段階ですが、多くの扉を開きます」とチーフエンジニア、ジェイミー・クック氏。

URロボットにはタッチスクリーンペンダントが付属し、全プログラミングはこれで実施。ロボットアーム操作は画面矢印キー、またはアームを直接つかみ「ティーチング」でウェイポイント間の動きを教示可能。従来ロボットでクック氏がコーディングしていた構造化テキストプログラミングが不要になりました。

「本当に習得が容易で、予想以上にスムーズでした。過去の経験ベースで、導入時間の3分の1から半分で済んだと感じます」とクック氏。

SFEGが自動化タスクを探す中、単調で潜在的に危険な作業の排除を最優先。モバイルURロボット艦隊が担うもう1つのタスクは、基板へのエポキシ充填。

従来は従業員が大量の基板を用意し、手作業で二液性エポキシを充填し硬化ラインへ流していました。今はロボットが終日担当し、ワンピースフローへ移行。モーターフィールドラインでは、URロボットがワイヤーカットを担うことで安全リスクを回避。

「手作業で1日約16,000本のワイヤーをカットするのは腱鞘炎リスクの高い用途。ロボットに任せれば腱鞘炎はロボットが獲ります！」

「ロボット導入箇所から別エリアへ1対1で人員を移動できています。現在ユニバーサルロボット14台導入済みで、全実装完了時には14名の従業員を再配置できる見込みです」とゴルディーズ氏。

現在SFEGで開発中の次期ロボットタスクは、アーマチュアへのCクリップ取り付け。ワニスオーブンで2台のUR10がモーター入りバスケットの投入/取り出し。1台は既にワニスコンベア末端に配置され、ライン間バスケット移送のシンプルトランスファーステーションとして稼働中。

「現在設計中の全てについて、ロボットで組立可能か検証しています。ロボットで組めなければ、図面に戻り再設計します」

詳細：www.universal-robots.com または 631-610-9664

本記事は『Manufacturing Engineering』誌2016年3月号初出。「Mobile Robots Increase Worker Productivity, Safety」PDF版もご覧いただけます。