製造業におけるロボット工学の次のステップを把握する
ロボット工学の製造は、機械加工や固定自動化システムと同様の進歩の道をある程度進んでいます。 ROIは効率とコスト削減で最も簡単に測定できますが、メーカーは、運用上の問題点を解決したり、新しい機会を創出したりするのに役立つロボット技術を探しています。プロセスをより効率的にリンクしたり、特定の機能を1つか2つ外部委託する必要をなくしたりすることかもしれません。
したがって、ロボット工学を使用する中小企業（SMM）の成長経路は、効率と継続的な改善だけでなく、アプリケーションと追加機能にますます焦点を合わせています。 SMMでロボット工学の採用を増やすための鍵は、ロボットを使いやすく、再利用しやすくすることです。
本質的に、採用は、人間のような器用さと自制心を備えたロボットに依存しています。
NIST Labsは、ロボットを使いやすくするための設計を行っています
NIST Labsの科学者とエンジニアは、最先端のテクノロジーと現在多くの製造現場で展開されているテクノロジーとの間の大きなギャップを埋めるために取り組んでいます。これは主に、新しい研究を検証および検証するための測定科学が不足しているためであり、したがって採用のリスクを軽減します。
NISTのインテリジェントシステム部門の優先事項の1つは、SMMがロボットソリューションを効果的に展開できるようにする、把握、操作、および安全性能の向上です。この作業には、パフォーマンスメトリック、テスト方法、および業界標準になる可能性のある関連する測定ツールが含まれます。
この研究は、以下を提供することにより、製造業におけるロボット工学を進歩させています。
- ロボットがX、Y、Z座標系空間内で確実に動きとアクションを実行できるように、再現性が向上します
- オペレーターがタスクをプログラムし、ロボット工学と対話するための使いやすいヒューマンマシンインターフェース（HMI）
- より正確で人間のような動きを可能にするグリッパーの新しいデザイン
- 安全性と状況認識の向上
現在製造現場に到達している進歩の中には、人間の座標参照（右/左、向かって/離れて）を従来のデカルト座標のX、Y、Z座標に変換するハンドヘルドHMIデバイスのソフトウェアがあります。これにより、オペレーターは協働ロボットをより簡単にプログラミングできます。
HMIを使用したプログラミングの改善により、一部のロボットは、問題のプロセスの動きとアクションをモデル化する溶接工によってプログラミングできるようになりました。
パレタイズを克服し、ロボット工学は組み立てを目指しています
製造業におけるロボット工学の早期採用は、特別なスキルを必要としない、または付加価値を提供する反復的なタスクに焦点を合わせてきました。使用法で最も人気のあるロボットアプリケーション：
| パレタイジング | 35％ |
| ロード/アンロード | 18％ |
| マテリアルハンドリング | 11％ |
| ケースパッキング | 11％ |
組み立てはロボットの使用量のわずか2％を占めていますが、NISTの研究者や業界の専門家は、操作技術が向上するにつれて、SMMに広く採用される可能性が高いと考えています。
組み立て作業を拡大する可能性のある領域：
- 電気コネクタ
- ファスナーのねじ込みと挿入
- ワイヤールーティング
ロボットアセンブリの課題の1つは、複雑な操作を実行するときに考慮する必要のある多数の変数です。たとえば、グリッパーが部品を持ち上げて移動するための最適な力は、生産の後半でのねじ切り操作に必要な力と同じではない場合があります。
触覚センシングが向上するにつれて、ロボットは適切な力を使用してすべてをつかむことができるようになり、その製造プロセスに必要なステップが削減される可能性があります。
グリップデザインは、器用さ、多様性の改善を示しています
NIST Labsは、米国電気電子学会の標準プラットフォームを使用して、把持と操作のための約12のテスト方法に取り組んでいます。
ロボットグリッパーの最も一般的な4つのタイプ：
- バキューム –平らで滑らかな表面に使用される標準的なアームエンドツールで、パレタイズやパッケージングによく使用されます
- 空気圧 –産業用操作で発生するノイズの「バンバングリッパー」とも呼ばれるこの用途の広いタイプは、ピックアンドプレース操作の小さなオブジェクトによく使用されます
- 油圧 –産業用グリッパーの中で最も強力で、最も厄介なもの
- サーボエレクトリック –柔軟性が高く、費用効果が高いため、部品を取り扱う際にさまざまな材料公差が可能になります
6軸の力とトルクのセンサーを利用した革新的な設計は、人間の手を模倣するメカニズムを含む技術を把握するために繁栄しています。
これらの進歩は、店舗のフロアでますます現れています：
- 簡単に取り外して交換できるカスタマイズ可能なエンドエフェクター
- 3本指のアダプティブグリッパーで器用さを向上させ、壊れやすいアイテムを操作し、ツールの変更を最小限に抑えることができます
- グリッパーのインテリジェントセンサーから機械学習を使用してオブジェクトにアプローチする方法を学習するロボット工学
- 複数のテクノロジーを組み合わせたグリッパー。これは、複数のタスクを可能にし、速度と信頼性の両方を向上させるために、同じワークステーションに指または2つの別々のアームとグリッパー構成を備えた真空グリッパーである可能性があります
ロボットの旅を始めるときの成功の秘訣
固定自動化システムとは異なり、ロボット工学の機能と使いやすさの間にはトレードオフがあります。ロボット工学の魅力の1つは、ロボットを構築して、ほとんど何でもできるようにプログラムできることです。ただし、ロボットに組み込む機能が多ければ多いほど、条件付き要件に環境への配慮を考慮する必要があります。そのため、ロボットをプログラムして、追加のタスクの操作に統合することが難しくなります。
メーカーが適切なサポートシステムを導入していない場合、ロボット工学では小ロットの計画が困難になる可能性があります。 SMMが、ロボット工学を念頭に置いてスタッフを雇用する準備ができたときに、ロボット工学がどのように改造コストを節約するかを理解できるようになると、より多くの採用が見込まれます。従業員が10人以下のメーカーが、設備総合効率を保証するロボット工学の専門家を間もなく迎えることは間違いありません。
MEP National Network TM の一部であるCatalystConnection 、ロボット工学のわかりやすいガイドをまとめました。製造業でのロボット工学の使用を探求するための成功へのこれらの鍵を特定しました：
- 必要なレベルのサポートを得るために、社内チャンピオンを含むリソースを特定します
- ニーズや問題点を特定する
- サポートツールを優先する
- ID製造例;小さく始めてシンプルに保つ
- ビジネスケースを作成します。ツール、アクセサリ、統合の複雑さのために2倍から4倍のハードウェアコストを考慮に入れる
地元のMEPセンターの専門家は、ロボット工学を探求し、場合によっては採用するのを支援する準備ができています。彼らとつながり、ロボット工学が新しい機能を追加することでビジネスを拡大するのにどのように役立つかを確認してください。
エレナメシーナ、ジェレミーマーベル、ジョセフファルコが提供したNISTラボの調査に関する情報。
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