ロボットが行ったことのない場所に果敢に行きましょう

フィールド インテリジェンス:スマートなプロセス、ソリューション、戦略

COVID-19 は、米国の製造サプライ チェーンの脆さにスポットライトを当てました。さまざまな種類の危機に対応するには、少なくとも、経済の基盤である機械を迅速に修理または再構築する能力が必要です。
マルチスキルの職人またはツールと金型メーカーは、私たちが将来行きたいと思う理想を表しています。

工具と金型のメーカーは、多くのプロセス (機械加工、成形、溶接、熱処理など) にアクセスでき、入手可能な材料と避けられない驚きに基づいて即興で対応できます。

人間の職人の欠点は、機械のように再現性、精度、強度に劣ることです。また、24 時間年中無休で作業することもできません。
多くの協力者と私は、自律システムが基本的に熟練した職人のように機能し、新しいツールを使用して減法、加法、結合、変形処理を行い、保証された品質のコンポーネントを作成および検査できる未来のビジョンを形成してきました。

この未来にたどり着くには 2 つのことが必要です:ハイブリッド自律型製造への道筋に対する共通のビジョンと、このアプローチを実現するための新しいツール:

ビジョンの部分

運転の自律性のレベルを定義する SAE 規格 J3016 に触発され、製造の自律性のレベルが提案されています。

レベル 0 は、自動化がないことを表します。レベル 1 には、CNC パス追従が含まれます。レベル 2 には閉ループ エラー修正が含まれます。レベル 3 には、システム全体のデータを取得して意思決定を行うためのインダストリー 4.0 要素が含まれます。

レベル 4 と 5 には、統合されたフレームワークに複数のプロセス (加算、減算、結合、キャストなど) が含まれます。レベル 4 では、システムはコンポーネントをあるプロセスから別のプロセスに自動的に固定して転送できます。

最高レベルの 5 は、コスト、パフォーマンス、納期のトレードオフについて話し合うことができる熟練した職人との会話を模倣し、一度選択すると、コンポーネントの品質を保証する重要なデータを記録し、経験を他のユーザーと共有しながら、人間の介入なしで実行できます。細胞を製造しています。

新しいツールとプロセス

このビジョンにより、リードタイムと設備投資の原因となる非常に大きなツール、金型、プレスから解放されます。

代わりに、複数のロボット アリがさまざまな仕事を正確な寸法制御で行うのと同じように、1 つのパーツに追加、変形、および切断を同時に行うための複数の小さなツールを想像できます。

工学研究者は生産性の高い製造プロセスの分析に焦点を当ててきましたが、小規模で高度に制御されたプロセスには多くの機会があります。

シンプルで軽量なツールに基づく多くの製造プロセスは、このパラダイムでは非常に強力です。

たとえば、私のグループは、非常に軽量な機器を使用する局所的で高速な固体衝撃ベースの溶接プロセスを開発しています。

材料を加熱しないため、材料の熱変形や劣化がなく、非常に強力な異種金属を接合できます。

軽量でアジャイルなツールに基づくこれらおよび類似のプロセスは、この新しい自動化されたワークショップの中心となります。

センサー、計算、ロボティクス、およびプロセスの急速な進歩により、これらのプロセスの革新が既存の非常に効率的な大量生産を補完し、必要なときに必要な場所で複雑な高品質の製品を作成することは避けられないようです.