Armroid: CNC旋盤旋削に革命をもたらす内蔵ロボット

Armroidは、CNC旋盤にパッケージングされた内蔵ロボットです。この動画は、工作機械内部でのロボットの機能を示しています。

精密機械加工業界の現在の2大トレンドは、自動化とワン・セットアップ完結加工です。これは熟練労働者不足が継続していることが一因です。この2つのトレンドが1台のCNC工作機械に統合されていれば、自動化が約束する一貫性と省力化、マルチタスキング加工がもたらす時間とコスト削減を必要とする機械工場にとって、素晴らしいことではないでしょうか。ある工作機械OEMがまさにそのような製品を開発し、2つのCNC旋盤モデルでこの効率的な組み合わせを米国で提供開始しました。

Okuma America Corp.は、LB3000 EX II横形旋盤とMultus B250II CNC複合加工機にArmroidロボットを搭載し、すでに統合された自動化ソリューションを提供しています。内蔵ロボット設計はショップフロアの省スペース化と容易な可搬性を実現するだけでなく、ロボットが同社のOSP工作機械制御装置を通じてプログラミング・制御されるため、オペレーターの仕事をシンプルにします。ロボット用と工作機械用の2つの制御装置を学ぶ代わりに、1つの制御装置を理解するだけでシステムを運用できます。

Armroidのオールインワン設計は部品装填・取り出しを提供するだけでなく、従来のロボットでは不可能な加工ワークゾーン内での工程内サポートも提供します。これにはチャッター抑制、チップ除去、機械内清掃が含まれます。

複数の活用方法

Okuma America Corp.のシニア・アプリケーション・エンジニア、Kevin Kraieski氏によると、中ロット生産に最適というこれらの柔軟なArmroid CNC旋盤は、ロボットありでもなしでも標準機として使用可能です。「モバイル・ストッカー・テーブルを退避させ、Armroidを加工ワークゾーン上方に待機させられます。2〜3個の部品を加工したいなら、自動化なしで通常の機械としてセットアップできます」と同氏。

日中は人間オペレーターで、夜間はArmroidでライツアウト・シフトを運用するのも、工作機械の全機能を工場の利益のために活用する好例です。日中はロボットをスタンバイさせ、オペレーターが小ロットを担当し、部品装填/取り出しやその他の柔軟な作業を行い、自動運転を夜間のライツアウト・プロセスとして完了させます。

Armroidのオールインワン設計は部品装填・取り出しを提供するだけでなく、従来のロボットでは不可能な加工ワークゾーン内での工程内サポートも提供します。これにはチャッター抑制、チップ除去、機械内清掃が含まれます。

人/ロボット協働が望まれる場合、ロボットのモーション・プログラムが、OSPコントロール・パネルのガイダンス・プロンプトに従って入力された始点・終点とパラメータを表示することで、最適なモーション・パスを自動生成します。

最適な機器の選択

Armroid CNC旋盤でシャフト型部品かチャック型部品のどちらを加工するかを知ることは、アプリケーションに最も効率的なワークピース・ストッカー・オプションを選ぶ上で極めて重要です。その後、ユーザーはシンプル・ストッカー（傾斜ラック付き）、ピッチ・フィード・コンベア、テーブル型フランジ・ストッカーから選択できます。

オプションが決まれば、異なるサイズのストッカーがありますと、Okumaの製品マネージャーDavid Fischer氏は説明します。「チャッキング部品用には6ステーションのストッカーがあります。部品数を増やすため10ステーション・ユニットも開発中です。シャフト型部品用には、部品数量とサイズ範囲に基づいて複数の異なるストッカーを提供しています」

次にエンド・エフェクター・オプションがあり、シャフト部品装填用パラレル・ワークピース・ハンド、フランジ部品装填用トリプル・グリップ・ワークピース・ハンド、切削中にチップを除去し加工ワークゾーンを清掃するクーラント/エア・ブラスト用ミックス・ブラスト・ノズルがあります。ワークピース・サポート・ローラーによるチャッター抑制も利用可能です。

Okumaがグリッパーを提供していますが、工場はArmroid上のアプリケーション用に独自のグリッパーを開発することも選択できます。

安全に、シンプルに

OkumaはArmroidをアプリケーション向けにカスタマイズする多くのオプションを提供しつつ、安全性と使いやすさを確保する標準機能も搭載しています。

クローズドCNCとは異なり、OkumaのOSPオープン・アーキテクチャ制御システムはカスタマイズと継続的なアップグレードのプラットフォームを提供。オペレーターは無料サードパーティ・アプリをダウンロードし、好みのアプリへのショートカットを追加し、独自アプリを作成可能。

工作機械コンポーネントとオペレーターの安全のため、システム内で衝突が発生しないことを確認することが極めて重要です。したがって、Armroidにはメーカーの衝突回避システムが搭載され、高価な機械/ロボット衝突の可能性を排除します。システムの事前運転3Dシミュレーションが、実際の切削の数秒先を行くリアルタイム・バーチャル・アプリケーションを実行し、衝突を防ぐために機械を自動停止させます。

衝突回避システムは、Armroidのオープン・アーキテクチャOSP制御でデータを共有し、使いやすく便利な機能を提供します。クローズドCNCとは異なり、オープン・アーキテクチャ制御システムはカスタマイズと継続的なアップグレードのプラットフォームを提供。オペレーターは無料サードパーティ・アプリのダウンロード、好みのアプリへのショートカット追加、独自アプリの作成が可能。制御装置には6,000以上の機械データ・ポイントへのフル・リード/ライト・アクセスを可能にするアプリケーション・プログラム・インターフェースが含まれます。

Armroidと同様に、OkumaのStandroidもスタンドアロン・ロボット・パッケージです。しかしStandroidは、同社の6つのVMCモデルで利用可能で、ロボットが大きいためより大きな部品を扱うよう設計されています。

OSP-P300制御（Multus B250II CNC複合加工機のArmroid搭載モデルで標準）は、複数の面でセットアップ時間を短縮します。例えば、ほとんどの作業を1画面で完結でき、ワークフローに基づいた運用システムを作成でき、工場床とビジネス通信チャネルとの接続が容易で、工具リスト/セットアップ・スプレッドシート、プロセス文書、その他の便利なセットアップ・ツールへのアクセスが容易です。この制御装置は、アラーム発生時にオペレーターやマネージャーの携帯電話にメール通知する設定も可能です。

プログラミング

Okumaとそのディストリビューターは、顧客がOSP制御と機器に習熟できるようトレーニングを提供します。Kraieski氏は、オペレーターがすでにOkuma工作機械に精通していれば、Armroidのプログラミングは簡単だと説明します。ロボット・モーション用ファイル作成のメニュー構成が、同社のAdvanced One-Touch加工システムと似ているからです。

部品の工作機械プログラミングはCAD/CAMシステムでオフラインで行えます。ロボット・プログラミングは、ファイル作成のために機械制御装置で行います。「Armroidは部品がどこにあってピックアップし、どこにドロップオフするかを知る必要があります」とFischer氏。「その間のモーション・パスは、衝突回避ソフトウェア（3Dモデルが機械内のクリア・パスを作成）を用いてArmroidが計算します」

同氏は、従来のロボットではオペレーターがこれらすべての動きをロボットに教示しなければならなかったと付け加えます。したがって、このプロセスはロボットを手動で教示する必要を排除し、時間を節約します。

コスト削減

Armroidの内蔵設計により、コンパクトで柔軟なシステムとなり、多くのメリットが低い投資・運用コストと高いROIにつながります。例えば、セットアップ変更をロボット・インテグレーターなしで社内で対応できるため、ダウンタイムを大幅に削減し、導入コストを下げられます。

Okuma America Corp. | 704-588-7000 | okuma.com