ROBOT CONSULTING COLUMN 自動化・ロボットコンサルティングコラム

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ロボット溶接がオススメのレーザー溶接について解説

2021.01.08

昨今、各社から多数のレーザー溶接システムが販売されていますが、皆さんはレーザー溶接と一言で言っても沢山の種類があるのをご存じでしょうか? レーザー光の発生原理から接合部の溶け込み方など種類によってかなり違いがあります。 その為、ロボットと併用したレーザー溶接システムにも向き不向きがあります。 本記事ではレーザー溶接の種類や特徴を解説していきたいと思います。 レーザー溶接に使用するレーザーは、気体または固体からを取り出しすのが一般的です。 大きく分類するとCO2レーザー、YAGレーザー、ファイバーレーザーの3種類があり、それぞれの持つ特性や性能は大きく変化します。 1.CO2レーザー CO2レーザー溶接は気体レーザー溶接の代表で、「炭酸ガスレーザー溶接」とも呼ばれます。 名の通りCO2(二酸化炭素)を媒体にレーザー光を発振します。 CO2は、固体レーザーに比べて変換効率が高く、大出力の連続発振(CW:Continuous Wave)が可能です。金属だけでなく樹脂系などの溶接にも対応しているため、幅広い分野で普及しています。 CO2レーザーの特徴とデメリット 炭酸ガスを発振媒体にした波長10.6μmの気体レーザーがCO2レーザーです。波長は共振器ミラーによる波長選択によって、9.6μmまで短くできます。 出力形態は連続発振とパルス発振が可能で、ビームの品質が優れ、高パワーでも約0.6mmのスポット径に集光できるという特徴があります。 CO2レーザーに使われるガスは、高効率な発振を実現するためにCO2のほかにアシストガスとしてN2(窒素)、He(ヘリウム)、Ar(アルゴン)、CO(一酸化炭素)を混合したものが使われます。レーザー発振の媒体はCO2ですが、これらのアシストガスを混合することで共振器(放電管)内の出力が増大します。混合比率は、共振器の種類、ビームの品質や加工効率、各ガスの価格などによって変わってきます。 数kW~数十kWの高パワー連続発振レーザーが、自動車分野、薄鋼板、鉄鋼や造船分野などで溶接に使われています。また、レーザー切断や穴開け、表面処理などにも応用されています。 ただ、高パワー溶接でArガスをアシストガスとして使った場合、Arプラズマが発生し、溶け込みが浅くなるのでHeガスを使うことが多いのですが、Heガスは高価という難点があります。ミラーや集光レンズには、10μm光の透過性に優れた、半導体であるZnSe(セレン化亜鉛)を使うのもCO2レーザーの特徴です。 レーザーが照射されるとミラーや集光レンズの内部に不均一な温度分布が生じるという熱レンズ効果とよばれる現象が起きますが、ZnSeは最も吸収率が低く、熱レンズ効果を小さくする母材とされています。ZnSeを使ってもやはり熱レンズ効果により、焦点位置がレーザー発振器側へ次第にずれてしまうため連続加工では注意が必要です。 また、CO2レーザーは波長が10μm帯のため、レーザー発振器から取り出してファイバー伝送ができません。取り回しの良いファイバー材料の石英がこの波長帯のレーザーを吸収してしまうからです。ファイバー伝送ができないということは、発振器から、加工位置まで、ミラーを用いた空間伝送を行う必要があり、発振器からの距離も制限され、自動化がしにくく産業用ロボットに使うことも難しいのです。 2.YAGレーザー YAGとは、イットリウム(Yttrium)、アルミニウム(Aluminum)、ガーネット(Garnet)の頭文字を取ったものです。気体レーザー溶接の代表であるCO2レーザー溶接に対し、YAGレーザー溶接は固体レーザー溶接の代表です。励起にはフラッシュランプを使い、短い波長のレーザー発振が可能です。 伝送方式がミラーに限られるCO2レーザー溶接に対し、YAGレーザー溶接ではミラーによる伝送に加え光ファイバを使った伝送も可能で、必要に応じて伝送方法を使い分けることができます。また、波長がCO2レーザーに対して1/10と短く、母材へのエネルギー吸収率が高いこともYAGレーザー溶接の利点です。 YAGレーザーの特徴とデメリット レーザー溶接で使われるものは YAGに数%のNd(ネオジム)をドープしたNd:YAGレーザーで波長は1.064μm、医療用でEr(エルビウム)をドープしたEr:YAGレーザーも使われています。 波長の短さをいかし、伝送損失の低いファイバー伝送が可能なのがYAGレーザーの特徴です。レーザーを熱源として初めて自動化やロボット化を実現した技術とされ、ノーマルパルス、Qスイッチ(短時間照射、医療用)、連続発振が可能でその広い応用範囲が期待されてきました。 2~4kWクラスの連続発振YAGレーザーは複数の鋼板を溶接したプレス用部材であるテーラードブランク(Tailored Blanks)の突合せ継手や亜鉛メッキ鋼板の重ね継手溶接で使われ、6~10kWクラスの連続発振レーザーはステンレス鋼板などの溶接に使われてきました。 ただ、第一世代のYAGレーザーは、Ndを活性元素としたランプ励起であり、発振効率は約1~3%と低く(CO2レーザーは10%程度)、発熱も大きかったため、BPPは25~100 mm・mradであり、集光性は良くありませんでした。 また、励起用のフラッシュランプや冷却水などの消耗品を定期的に交換する必要があり、メンテナンスにコストと時間がかかるというデメリットもあり、固体レーザーの先鞭をつけた技術ですが最近ではあまり使われなくなっています。 一方、第二世代のYAGレーザーは、ファイバーレーザーと同じ、Ybを活性元素とした半導体レーザー励起であり、発振効率は約20~30%と高くなっています。媒質形状は冷却性能に優れた薄いディスク型で、熱歪みの発生を補償する構造であるため、BPPは4~24mm・mradとファイバーレーザーに迫る集光性があり、ファイバーレーザーに競合する形で、産業適用されています。 3.ファイバレーザー 「ファイバレーザー」は固体レーザーの一種で、媒質に光ファイバを使います。 増幅用ファイバには、「ダブルクラッドファイバ」という、コアに希土類元素をドープした光ファイバを使います。 また、ファイバの出力側に低反射率ミラー、入射側に高反射率ミラーを装備しています。 ファイバレーザーは、波長が短くビーム集光径を絞ることが可能です。レーザーのエネルギー密度はレーザー溶接と比べてもきわめて高く、アルミなどの高反射材に対しても、深い溶け込みを得ることができます。また、薄板や微細部品の溶接はもちろん、異種金属同士の溶接にも対応できます。さらに、ビームの焦点を自動で設定することができ、非接触で高速溶接もできるため、従来では不可能であった入り組んだ場所のロボット溶接を可能にします。 ファイバーレーザーの特徴とデメリット 扱いが難しく自動化やロボット化に不適なCO2レーザーや効率の悪いYAGレーザーに代わる新たな技術として注目されているのが、高輝度・高出力の固体レーザー、ファイバーレーザーです。 これはレーザー発振器から単に光ファイバーを使って伝送するバルク型レーザーとは異なり、高純度の石英ガラスで作られた光ファイバーに希土類元素のYb3+(イオン化したイッテルビウム)をドープし、外部から半導体レーザーを照射すること(励起)で高効率のレーザー発振を行い、高出力のレーザーを作り出すという技術です。 レーザー媒質、伝送光学系ともファイバーが用いられ、空間光学系のないモノリシックな構造で、励起用の半導体レーザーもファイバー結合型が用いられているため、メンテナンスが不要でロバストな構造となって います。波長はYAGレーザーに近い1.07μmで、レーザー発振用光ファイバーは直径約10~20μm、伝送用光ファイバーは直径約50~300μmで長さ20~50m程度の伝送が可能です。 レーザー発振器は光ファイバー内に組み込まれた反射・共振作用を有する一対のファイバー素子によって構成されるため、取り回しが良くミラー調整やメンテナンスが不要なのもファイバーレーザーの特徴です。このため、自動化や無人化、ロボット化が容易であり、人手不足が深刻化する産業界にとっても重要な技術といえるでしょう。 日本は光ファイバーの研究開発や製造で出遅れている感もありますが、ファイバーレーザーは自動車分野、鉄道車両、鉄鋼、造船など多くの産業分野で使われ、マルチモジュールによる高パワー化、高輝度・高効率化、取り回しの良いファイバー伝送、メンテナンス不要という多くの利点を持ち、加工用レーザーの主力となっています。 記事引用元:https://minsaku.com/articles/post408/ 4.おわりに 今回はレーザー溶接の種類や特徴について解説しました。 船井総研ではロボットやAIの導入に役立つダウンロードコンテンツをご用意しております。 是非ご活用下さい。 ■ダウンロード事例集のご案内 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 板金・溶接加工業様向け 多品種少量溶接ロボット導入事例解説レポート この1冊で多品種少量溶接ロボット導入の具体的事例がわかる! ①多品種少量溶接ロボット導入の進め方 ②多品種少量溶接ロボットにおける具体的事例 ③補助金を活用した溶接ロボット導入成功事例 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://lp.funaisoken.co.jp/mt/smart-factory/dltext05-dl.html ■オンラインセミナー開催のお知らせ 多品種少量・一品特注生産 溶接加工業社長セミナー ▼セミナーお申し込みはこちら▼ https://smart-factory.funaisoken.co.jp/event/ 【このような方にオススメ】 従業員200名以下の溶接加工業の社長様 多品種少量生産で一品特注品も多い溶接加工業の社長様 溶接工程を熟練者・職人に依存している溶接加工業の社長様 溶接の熟練者不足・職人不足に頭を悩ませている溶接加工業の社長様 多品種少量生産で一品特注品が多い溶接工程をロボット・自動化したい社長様 【開催日程】 全てオンライン開催となります 2022/03/09 (水) 13:00~15:00 2022/03/14 (月) 13:00~15:00 2022/03/24 (木) 13:00~15:00 2022/03/30 (水) 13:00~15:00 お申し込みはこちらから⇒ このセミナーは終了しました。最新のセミナーはこちらから。 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/event/   [sc name="welding-robot"][/sc] 昨今、各社から多数のレーザー溶接システムが販売されていますが、皆さんはレーザー溶接と一言で言っても沢山の種類があるのをご存じでしょうか? レーザー光の発生原理から接合部の溶け込み方など種類によってかなり違いがあります。 その為、ロボットと併用したレーザー溶接システムにも向き不向きがあります。 本記事ではレーザー溶接の種類や特徴を解説していきたいと思います。 レーザー溶接に使用するレーザーは、気体または固体からを取り出しすのが一般的です。 大きく分類するとCO2レーザー、YAGレーザー、ファイバーレーザーの3種類があり、それぞれの持つ特性や性能は大きく変化します。 1.CO2レーザー CO2レーザー溶接は気体レーザー溶接の代表で、「炭酸ガスレーザー溶接」とも呼ばれます。 名の通りCO2(二酸化炭素)を媒体にレーザー光を発振します。 CO2は、固体レーザーに比べて変換効率が高く、大出力の連続発振(CW:Continuous Wave)が可能です。金属だけでなく樹脂系などの溶接にも対応しているため、幅広い分野で普及しています。 CO2レーザーの特徴とデメリット 炭酸ガスを発振媒体にした波長10.6μmの気体レーザーがCO2レーザーです。波長は共振器ミラーによる波長選択によって、9.6μmまで短くできます。 出力形態は連続発振とパルス発振が可能で、ビームの品質が優れ、高パワーでも約0.6mmのスポット径に集光できるという特徴があります。 CO2レーザーに使われるガスは、高効率な発振を実現するためにCO2のほかにアシストガスとしてN2(窒素)、He(ヘリウム)、Ar(アルゴン)、CO(一酸化炭素)を混合したものが使われます。レーザー発振の媒体はCO2ですが、これらのアシストガスを混合することで共振器(放電管)内の出力が増大します。混合比率は、共振器の種類、ビームの品質や加工効率、各ガスの価格などによって変わってきます。 数kW~数十kWの高パワー連続発振レーザーが、自動車分野、薄鋼板、鉄鋼や造船分野などで溶接に使われています。また、レーザー切断や穴開け、表面処理などにも応用されています。 ただ、高パワー溶接でArガスをアシストガスとして使った場合、Arプラズマが発生し、溶け込みが浅くなるのでHeガスを使うことが多いのですが、Heガスは高価という難点があります。ミラーや集光レンズには、10μm光の透過性に優れた、半導体であるZnSe(セレン化亜鉛)を使うのもCO2レーザーの特徴です。 レーザーが照射されるとミラーや集光レンズの内部に不均一な温度分布が生じるという熱レンズ効果とよばれる現象が起きますが、ZnSeは最も吸収率が低く、熱レンズ効果を小さくする母材とされています。ZnSeを使ってもやはり熱レンズ効果により、焦点位置がレーザー発振器側へ次第にずれてしまうため連続加工では注意が必要です。 また、CO2レーザーは波長が10μm帯のため、レーザー発振器から取り出してファイバー伝送ができません。取り回しの良いファイバー材料の石英がこの波長帯のレーザーを吸収してしまうからです。ファイバー伝送ができないということは、発振器から、加工位置まで、ミラーを用いた空間伝送を行う必要があり、発振器からの距離も制限され、自動化がしにくく産業用ロボットに使うことも難しいのです。 2.YAGレーザー YAGとは、イットリウム(Yttrium)、アルミニウム(Aluminum)、ガーネット(Garnet)の頭文字を取ったものです。気体レーザー溶接の代表であるCO2レーザー溶接に対し、YAGレーザー溶接は固体レーザー溶接の代表です。励起にはフラッシュランプを使い、短い波長のレーザー発振が可能です。 伝送方式がミラーに限られるCO2レーザー溶接に対し、YAGレーザー溶接ではミラーによる伝送に加え光ファイバを使った伝送も可能で、必要に応じて伝送方法を使い分けることができます。また、波長がCO2レーザーに対して1/10と短く、母材へのエネルギー吸収率が高いこともYAGレーザー溶接の利点です。 YAGレーザーの特徴とデメリット レーザー溶接で使われるものは YAGに数%のNd(ネオジム)をドープしたNd:YAGレーザーで波長は1.064μm、医療用でEr(エルビウム)をドープしたEr:YAGレーザーも使われています。 波長の短さをいかし、伝送損失の低いファイバー伝送が可能なのがYAGレーザーの特徴です。レーザーを熱源として初めて自動化やロボット化を実現した技術とされ、ノーマルパルス、Qスイッチ(短時間照射、医療用)、連続発振が可能でその広い応用範囲が期待されてきました。 2~4kWクラスの連続発振YAGレーザーは複数の鋼板を溶接したプレス用部材であるテーラードブランク(Tailored Blanks)の突合せ継手や亜鉛メッキ鋼板の重ね継手溶接で使われ、6~10kWクラスの連続発振レーザーはステンレス鋼板などの溶接に使われてきました。 ただ、第一世代のYAGレーザーは、Ndを活性元素としたランプ励起であり、発振効率は約1~3%と低く(CO2レーザーは10%程度)、発熱も大きかったため、BPPは25~100 mm・mradであり、集光性は良くありませんでした。 また、励起用のフラッシュランプや冷却水などの消耗品を定期的に交換する必要があり、メンテナンスにコストと時間がかかるというデメリットもあり、固体レーザーの先鞭をつけた技術ですが最近ではあまり使われなくなっています。 一方、第二世代のYAGレーザーは、ファイバーレーザーと同じ、Ybを活性元素とした半導体レーザー励起であり、発振効率は約20~30%と高くなっています。媒質形状は冷却性能に優れた薄いディスク型で、熱歪みの発生を補償する構造であるため、BPPは4~24mm・mradとファイバーレーザーに迫る集光性があり、ファイバーレーザーに競合する形で、産業適用されています。 3.ファイバレーザー 「ファイバレーザー」は固体レーザーの一種で、媒質に光ファイバを使います。 増幅用ファイバには、「ダブルクラッドファイバ」という、コアに希土類元素をドープした光ファイバを使います。 また、ファイバの出力側に低反射率ミラー、入射側に高反射率ミラーを装備しています。 ファイバレーザーは、波長が短くビーム集光径を絞ることが可能です。レーザーのエネルギー密度はレーザー溶接と比べてもきわめて高く、アルミなどの高反射材に対しても、深い溶け込みを得ることができます。また、薄板や微細部品の溶接はもちろん、異種金属同士の溶接にも対応できます。さらに、ビームの焦点を自動で設定することができ、非接触で高速溶接もできるため、従来では不可能であった入り組んだ場所のロボット溶接を可能にします。 ファイバーレーザーの特徴とデメリット 扱いが難しく自動化やロボット化に不適なCO2レーザーや効率の悪いYAGレーザーに代わる新たな技術として注目されているのが、高輝度・高出力の固体レーザー、ファイバーレーザーです。 これはレーザー発振器から単に光ファイバーを使って伝送するバルク型レーザーとは異なり、高純度の石英ガラスで作られた光ファイバーに希土類元素のYb3+(イオン化したイッテルビウム)をドープし、外部から半導体レーザーを照射すること(励起)で高効率のレーザー発振を行い、高出力のレーザーを作り出すという技術です。 レーザー媒質、伝送光学系ともファイバーが用いられ、空間光学系のないモノリシックな構造で、励起用の半導体レーザーもファイバー結合型が用いられているため、メンテナンスが不要でロバストな構造となって います。波長はYAGレーザーに近い1.07μmで、レーザー発振用光ファイバーは直径約10~20μm、伝送用光ファイバーは直径約50~300μmで長さ20~50m程度の伝送が可能です。 レーザー発振器は光ファイバー内に組み込まれた反射・共振作用を有する一対のファイバー素子によって構成されるため、取り回しが良くミラー調整やメンテナンスが不要なのもファイバーレーザーの特徴です。このため、自動化や無人化、ロボット化が容易であり、人手不足が深刻化する産業界にとっても重要な技術といえるでしょう。 日本は光ファイバーの研究開発や製造で出遅れている感もありますが、ファイバーレーザーは自動車分野、鉄道車両、鉄鋼、造船など多くの産業分野で使われ、マルチモジュールによる高パワー化、高輝度・高効率化、取り回しの良いファイバー伝送、メンテナンス不要という多くの利点を持ち、加工用レーザーの主力となっています。 記事引用元:https://minsaku.com/articles/post408/ 4.おわりに 今回はレーザー溶接の種類や特徴について解説しました。 船井総研ではロボットやAIの導入に役立つダウンロードコンテンツをご用意しております。 是非ご活用下さい。 ■ダウンロード事例集のご案内 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 板金・溶接加工業様向け 多品種少量溶接ロボット導入事例解説レポート この1冊で多品種少量溶接ロボット導入の具体的事例がわかる! ①多品種少量溶接ロボット導入の進め方 ②多品種少量溶接ロボットにおける具体的事例 ③補助金を活用した溶接ロボット導入成功事例 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://lp.funaisoken.co.jp/mt/smart-factory/dltext05-dl.html ■オンラインセミナー開催のお知らせ 多品種少量・一品特注生産 溶接加工業社長セミナー ▼セミナーお申し込みはこちら▼ https://smart-factory.funaisoken.co.jp/event/ 【このような方にオススメ】 従業員200名以下の溶接加工業の社長様 多品種少量生産で一品特注品も多い溶接加工業の社長様 溶接工程を熟練者・職人に依存している溶接加工業の社長様 溶接の熟練者不足・職人不足に頭を悩ませている溶接加工業の社長様 多品種少量生産で一品特注品が多い溶接工程をロボット・自動化したい社長様 【開催日程】 全てオンライン開催となります 2022/03/09 (水) 13:00~15:00 2022/03/14 (月) 13:00~15:00 2022/03/24 (木) 13:00~15:00 2022/03/30 (水) 13:00~15:00 お申し込みはこちらから⇒ このセミナーは終了しました。最新のセミナーはこちらから。 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/event/   [sc name="welding-robot"][/sc]

国内初登場!多品種少量生産対応“NC旋盤専用”スマートロボットシステムを解説

2020.12.11

中小製造業において、多品種少量生産のロボット化・自動化は喫緊の課題であると言えるでしょう。 しかし、大量生産のロボット化・自動化とは異なり多品種少量生産のロボット化・自動化には様々な課題があります。 製造業における自動化の機運は高まりを見せておりますが、中小規模の製造企業における導入率は依 然低い水準となっております。その理由として、多品種少量生産ゆえの自動化量産効果の見えづらさ、段取り替え頻度の高さとそれに必要な時間と手間に対するためらいが大きく作用していると考えられます。 今回は、導入が簡単で段取り替えも手軽におこなえ、少ない投資額で高い汎用性を持つワーク供給装置を提供する国内初登場の多品種少量生産に対応したNC旋盤専用スマートロボットシステムを解説していきます。 1.多品種少量生産を可能にするスマートロボットシステムとは? 多品種少量生産におけるロボット化・自動化はロボットを導入するユーザー自体がそれなりの知識と経験を持っていることが必要となります。 多品種少量生産のロボット化・自動化においては、いかにロボット稼働率を上げ(段取り替えロスを少なくし)、いかに投資対効果を捻出し(低投資で最大の効果を出し)、いかに生産性を向上させるか(浮いた工数をどう活用するか)、が重要でSIer任せの構想設計ではなくユーザーの技量が大きく関わってきます。 中小製造業の多品種少量生産におけるロボット活用を阻む大きな項目として「ロボットティーチングの難しさ」、「多設備での多品種少量生産」があげられます。 そのような課題を一挙に解決するロボットシステムが「スマートロボットシステム」です。 スマートロボットシステムの特徴として以下があげられます。 2.スマートロボットシステムの特徴 「簡単設定」 設定画面の案内に従ってワークや加工機の情報を入力していくことで必要な設定入力がおこなえ、専門 的なロボット知識がなくても、ロボットに作業をさせることができます。 「ティーチングレス」 ロボット操作に慣れない方にはハードルが高く感じられる、ワークの取出し・受渡し位置や途中の移動経路を設定するためのティーチング作業を自動化。ワークや加工機の変更、レイアウト変更時などの再設定もシステム業者に頼らず自分たちでおこなえるため、導入後の時間や費用が節約できます。 「確実なワーク供給(芯ずれ吸収・押付け受渡し)」 設置・移動時、ワーク切替時や稼働中の振動などでロボットの動作位置に微妙なずれが発生しても、異常なくワーク供給を継続できるよう、芯ずれ吸収(コンプライアンス)機能を搭載しています。本機能により、ワークや装置に過剰な負荷なく加工機と供給ロボットの同時クランプが可能になります。 また、専用関発の伸縮式グリッパでワーク押し付け状態を確認して受け渡しますので、旋盤のような横向 きでのワーク供給も安定しておこなえます。 「リモート管理機能」 加工完了数やエラー発生などの運転状況や作動状態の画像を、遠隔地のスマートフォンやタブレット端 末から確認することができます。 「移動設置容易な収納式キャスター」 設置時には収納、移動時には伸⻑するキャスターにより、移動時の手間が省け、再設置時のアジャスタボルトの再調整が不要です。 「手動パルス発生器(手パハンドル)対応」 製造現場の皆さんが加工装置の設定等で使い慣れている手動パルス発生器による手動でのティーチングに対応しています。 「コンテナ式ワーク供給ユニット」 工場で普段お使いのコンテナBOX にワークを入れた状態での連続自動供給を実現する周辺装置です。ワークを簡易な間仕切りでコンテナBOX に収納して台車で供給すれば、ロボットシステムとのソフトウェ ア連携により、面倒なティーチングなしに簡単な設定だけで、多様なワークの取出し・供給が可能になり ます。 3.スマートロボットシステムシステムの活用方法とは 以上のようにスマートロボットシステムはロボットや自動化の知識が無くとも、導入後すぐに多品種少量生産に対応したロボットシステムを構築することが可能です。 例えば、午前中は旋盤1号機でA品種をロボットで加工し午後は旋盤2号機でB品種とC品種をロボットで加工、夜勤では旋盤3号機でD品種をロボットで加工、といったように設置場所や加工設備に囚われることなくロボットを活用することが可能となります。 既存の量産ライン対応型のロボットシステムでは成し得なかった「多品種少量生」が可能です。 日々の生産工程の見直し、人員配置の見直しによっては、ユーザーのアイディア次第で劇的な生産性向上が見込めるでしょう。 4.おわりに 今回は多品種少量生産対応“NC旋盤専用”スマートロボットシステムについて解説しました。 導入を検討してみたい企業様、話だけ聞いてみたいという企業様、下記の問い合わせフォームよりお気軽にお問い合わせください。 https://lp.funaisoken.co.jp/mt/form01/inquiry-S045.html?siteno=S045 船井総研ではロボットやAIの導入に役立つダウンロードコンテンツやセミナーをご用意しております。 ■オンラインセミナー開催のお知らせ このセミナーは終了しました。最新のセミナーはこちらから。 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/event/ 機械加工業の為の初めてのAI&ロボット活用!社長セミナー(オンライン) マシニングセンタ・NC旋盤・複合加工機等を保有していて多品種少量生産の熟練技術・職人技術・人手の掛かる業務にAI&ロボットを活用して自動化&産性UP! 2/16(火)、18(木)、24(水) 13:00~15:00 ↓↓↓セミナー詳細は下記からご覧ください↓↓↓ このセミナーは終了しました。最新のセミナーはこちらから。 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/event/ ■ダウンロード事例集のご案内 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/ 全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をご紹介! 中小製造業において、多品種少量生産のロボット化・自動化は喫緊の課題であると言えるでしょう。 しかし、大量生産のロボット化・自動化とは異なり多品種少量生産のロボット化・自動化には様々な課題があります。 製造業における自動化の機運は高まりを見せておりますが、中小規模の製造企業における導入率は依 然低い水準となっております。その理由として、多品種少量生産ゆえの自動化量産効果の見えづらさ、段取り替え頻度の高さとそれに必要な時間と手間に対するためらいが大きく作用していると考えられます。 今回は、導入が簡単で段取り替えも手軽におこなえ、少ない投資額で高い汎用性を持つワーク供給装置を提供する国内初登場の多品種少量生産に対応したNC旋盤専用スマートロボットシステムを解説していきます。 1.多品種少量生産を可能にするスマートロボットシステムとは? 多品種少量生産におけるロボット化・自動化はロボットを導入するユーザー自体がそれなりの知識と経験を持っていることが必要となります。 多品種少量生産のロボット化・自動化においては、いかにロボット稼働率を上げ(段取り替えロスを少なくし)、いかに投資対効果を捻出し(低投資で最大の効果を出し)、いかに生産性を向上させるか(浮いた工数をどう活用するか)、が重要でSIer任せの構想設計ではなくユーザーの技量が大きく関わってきます。 中小製造業の多品種少量生産におけるロボット活用を阻む大きな項目として「ロボットティーチングの難しさ」、「多設備での多品種少量生産」があげられます。 そのような課題を一挙に解決するロボットシステムが「スマートロボットシステム」です。 スマートロボットシステムの特徴として以下があげられます。 2.スマートロボットシステムの特徴 「簡単設定」 設定画面の案内に従ってワークや加工機の情報を入力していくことで必要な設定入力がおこなえ、専門 的なロボット知識がなくても、ロボットに作業をさせることができます。 「ティーチングレス」 ロボット操作に慣れない方にはハードルが高く感じられる、ワークの取出し・受渡し位置や途中の移動経路を設定するためのティーチング作業を自動化。ワークや加工機の変更、レイアウト変更時などの再設定もシステム業者に頼らず自分たちでおこなえるため、導入後の時間や費用が節約できます。 「確実なワーク供給(芯ずれ吸収・押付け受渡し)」 設置・移動時、ワーク切替時や稼働中の振動などでロボットの動作位置に微妙なずれが発生しても、異常なくワーク供給を継続できるよう、芯ずれ吸収(コンプライアンス)機能を搭載しています。本機能により、ワークや装置に過剰な負荷なく加工機と供給ロボットの同時クランプが可能になります。 また、専用関発の伸縮式グリッパでワーク押し付け状態を確認して受け渡しますので、旋盤のような横向 きでのワーク供給も安定しておこなえます。 「リモート管理機能」 加工完了数やエラー発生などの運転状況や作動状態の画像を、遠隔地のスマートフォンやタブレット端 末から確認することができます。 「移動設置容易な収納式キャスター」 設置時には収納、移動時には伸⻑するキャスターにより、移動時の手間が省け、再設置時のアジャスタボルトの再調整が不要です。 「手動パルス発生器(手パハンドル)対応」 製造現場の皆さんが加工装置の設定等で使い慣れている手動パルス発生器による手動でのティーチングに対応しています。 「コンテナ式ワーク供給ユニット」 工場で普段お使いのコンテナBOX にワークを入れた状態での連続自動供給を実現する周辺装置です。ワークを簡易な間仕切りでコンテナBOX に収納して台車で供給すれば、ロボットシステムとのソフトウェ ア連携により、面倒なティーチングなしに簡単な設定だけで、多様なワークの取出し・供給が可能になり ます。 3.スマートロボットシステムシステムの活用方法とは 以上のようにスマートロボットシステムはロボットや自動化の知識が無くとも、導入後すぐに多品種少量生産に対応したロボットシステムを構築することが可能です。 例えば、午前中は旋盤1号機でA品種をロボットで加工し午後は旋盤2号機でB品種とC品種をロボットで加工、夜勤では旋盤3号機でD品種をロボットで加工、といったように設置場所や加工設備に囚われることなくロボットを活用することが可能となります。 既存の量産ライン対応型のロボットシステムでは成し得なかった「多品種少量生」が可能です。 日々の生産工程の見直し、人員配置の見直しによっては、ユーザーのアイディア次第で劇的な生産性向上が見込めるでしょう。 4.おわりに 今回は多品種少量生産対応“NC旋盤専用”スマートロボットシステムについて解説しました。 導入を検討してみたい企業様、話だけ聞いてみたいという企業様、下記の問い合わせフォームよりお気軽にお問い合わせください。 https://lp.funaisoken.co.jp/mt/form01/inquiry-S045.html?siteno=S045 船井総研ではロボットやAIの導入に役立つダウンロードコンテンツやセミナーをご用意しております。 ■オンラインセミナー開催のお知らせ このセミナーは終了しました。最新のセミナーはこちらから。 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/event/ 機械加工業の為の初めてのAI&ロボット活用!社長セミナー(オンライン) マシニングセンタ・NC旋盤・複合加工機等を保有していて多品種少量生産の熟練技術・職人技術・人手の掛かる業務にAI&ロボットを活用して自動化&産性UP! 2/16(火)、18(木)、24(水) 13:00~15:00 ↓↓↓セミナー詳細は下記からご覧ください↓↓↓ このセミナーは終了しました。最新のセミナーはこちらから。 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/event/ ■ダウンロード事例集のご案内 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/ 全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をご紹介!

製造業におけるDXの進め方

2020.12.07

DX(デジタルトランスフォーメーション)とは、「企業がビジネス環境の激しい変化に対応し、データとデジタル技術を活用して、顧客や社会のニーズを基に、製品やサービス、ビジネスモデルを変革するとともに、業務そのものや、組織、プロセス、企業文化・風土を変革し、競争上の優位性を確立すること」と定義されています。 DX化することで得られるメリットはたくさんあります。詳しくはこちらのコラムで紹介しておりますのでぜひご覧ください。 「AIとデジタル化の波は避けられない」 さて、「DX化」という言葉をよく耳にするようになった一方で、「製造DXのメリット・導入ポイント」「なぜ日本はDX化が進まないのか」「DX化が失敗する理由」というようなタイトルの記事をよく目にするようにもなりました。 経済産業省「DXレポート ~ITシステム「2025年の崖」克服とDXの本格的な展開~」 によると、生産プロセスに関する設備の稼働状況などのデータ収集を行っている企業の割合は、2019年度は51.0%となっており、2018 年度調査時より7%減少しております。 DX化を目指す一方で、現状は苦戦している企業が多いことがわかります。さらにこれからは、既存システムは変化していく状況に合わせて更新する必要があります。そのたびに要件は複雑になるため、既存システムの保守費は高額になると言われています。 DX化を進めていくことは必須と叫ばれているにも関わらず、進まないのはなぜでしょうか? その理由の一つに、日本人特有のマインドが関係していることが考えられます。日本人は1950~60年代の高度経済成長の成功体験が非常に大きく、その時代から何十年もかけて培われた世界的にも最高峰の現場による改善活動のおかげで、逆にDX化に踏み込めない思考になっています。この思考がDXというある意味システムに縛られる状況について、抵抗が生まれているのではないでしょうか。長年にわたり現場改善で運用していきたものをシステムに置きかえるのは容易ではありません。海外においては、日本と比較した場合、現場の声はさほど強くありません。その為、システムで現場を縛ることができ、DX化は進みやすい傾向があります。一方で日本では改善活動を行ってきた現場の力が強く、ITシステムが現場運用に合わせないといけないという状況が多く発生しています。その為、要件が複雑になり(もしくはシステム化できない)なかなか前に進んでいきません。 「現状はシステムに頼らなくても問題がない」と考えている現場の方は多いのではないのでしょうか。現場の力>ITシステムの構図が日本でDXが進まない根本要因と考えています。 とはいえ、やはりDX化を進めなければいけないのは明白です。 我々は、情報をもとに経営の意思決定をしなければなりません。現代においては営業部や製造部など多方面から様々な種類の情報収集するスピードが求められます、また、集められる情報は質・精度が高い必要があります。「高い質・精度の情報をリアルタイムで収集し、正確な情報を基に分析を行い経営判断する」これが今の時代に求められていることです。不確かな情報を手作業で取りまとめて資料作成に時間を費やす時代ではないということです。 それではどのように進めたらよいか? 中小企業の製造業に特化した船井総合研究所AI・ロボット支援室では、ロボットやAIの導入に役立つやセミナーをご用意しております。 この機会にぜひご参加ください。 ■ダウンロード事例集のご案内 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/201208/ ■セミナー開催のお知らせ このセミナーは終了しました。最新のセミナーはこちらから。 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/event/ 機械加工業の為の初めてのAI&ロボット活用!社長セミナー(オンライン) マシニングセンタ・NC旋盤・複合加工機等を保有していて多品種少量生産の熟練技術・職人技術・人手の掛かる業務にAI&ロボットを活用して自動化&生産性UP! 2/16(火)、18(木)、24(水) 13:00~15:00 DX(デジタルトランスフォーメーション)とは、「企業がビジネス環境の激しい変化に対応し、データとデジタル技術を活用して、顧客や社会のニーズを基に、製品やサービス、ビジネスモデルを変革するとともに、業務そのものや、組織、プロセス、企業文化・風土を変革し、競争上の優位性を確立すること」と定義されています。 DX化することで得られるメリットはたくさんあります。詳しくはこちらのコラムで紹介しておりますのでぜひご覧ください。 「AIとデジタル化の波は避けられない」 さて、「DX化」という言葉をよく耳にするようになった一方で、「製造DXのメリット・導入ポイント」「なぜ日本はDX化が進まないのか」「DX化が失敗する理由」というようなタイトルの記事をよく目にするようにもなりました。 経済産業省「DXレポート ~ITシステム「2025年の崖」克服とDXの本格的な展開~」 によると、生産プロセスに関する設備の稼働状況などのデータ収集を行っている企業の割合は、2019年度は51.0%となっており、2018 年度調査時より7%減少しております。 DX化を目指す一方で、現状は苦戦している企業が多いことがわかります。さらにこれからは、既存システムは変化していく状況に合わせて更新する必要があります。そのたびに要件は複雑になるため、既存システムの保守費は高額になると言われています。 DX化を進めていくことは必須と叫ばれているにも関わらず、進まないのはなぜでしょうか? その理由の一つに、日本人特有のマインドが関係していることが考えられます。日本人は1950~60年代の高度経済成長の成功体験が非常に大きく、その時代から何十年もかけて培われた世界的にも最高峰の現場による改善活動のおかげで、逆にDX化に踏み込めない思考になっています。この思考がDXというある意味システムに縛られる状況について、抵抗が生まれているのではないでしょうか。長年にわたり現場改善で運用していきたものをシステムに置きかえるのは容易ではありません。海外においては、日本と比較した場合、現場の声はさほど強くありません。その為、システムで現場を縛ることができ、DX化は進みやすい傾向があります。一方で日本では改善活動を行ってきた現場の力が強く、ITシステムが現場運用に合わせないといけないという状況が多く発生しています。その為、要件が複雑になり(もしくはシステム化できない)なかなか前に進んでいきません。 「現状はシステムに頼らなくても問題がない」と考えている現場の方は多いのではないのでしょうか。現場の力>ITシステムの構図が日本でDXが進まない根本要因と考えています。 とはいえ、やはりDX化を進めなければいけないのは明白です。 我々は、情報をもとに経営の意思決定をしなければなりません。現代においては営業部や製造部など多方面から様々な種類の情報収集するスピードが求められます、また、集められる情報は質・精度が高い必要があります。「高い質・精度の情報をリアルタイムで収集し、正確な情報を基に分析を行い経営判断する」これが今の時代に求められていることです。不確かな情報を手作業で取りまとめて資料作成に時間を費やす時代ではないということです。 それではどのように進めたらよいか? 中小企業の製造業に特化した船井総合研究所AI・ロボット支援室では、ロボットやAIの導入に役立つやセミナーをご用意しております。 この機会にぜひご参加ください。 ■ダウンロード事例集のご案内 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/201208/ ■セミナー開催のお知らせ このセミナーは終了しました。最新のセミナーはこちらから。 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/event/ 機械加工業の為の初めてのAI&ロボット活用!社長セミナー(オンライン) マシニングセンタ・NC旋盤・複合加工機等を保有していて多品種少量生産の熟練技術・職人技術・人手の掛かる業務にAI&ロボットを活用して自動化&生産性UP! 2/16(火)、18(木)、24(水) 13:00~15:00

補助金を活用したロボット導入のすすめ(補助金活用のポイントや注意点等を解説)

2020.11.30

ロボット導入には大きな設備投資が伴います。 産業用ロボットは単体を購入するだけでは機能しない為にハンドエフェクターや治具等をカスタマイズを行い、各社の製品や加工に合わせてシステムを作りこんでいく必要があります。 その為、ロボット単価の十倍近い費用が掛かってくる事も普通です。 そこで、初期投資費用を抑えて産業用ロボットを導入する為には、国や地方自治体による「補助金」を活用する事がとても重要となってきます。 昨今では様々な補助金があり、その利用も一般的になってきていますが、まだ活用されていない方に向けて補助金活用のポイントを本記事では述べていきます。 1.目的にあった補助金を探す まずは製造業向けの代表的な補助金をご紹介します。(2020年時点) もちろん補助金によって採択の要件や応募条件等は違いますが、どれも上限額1000万円クラスの 補助金となっており、採択された場合の効果の大きい補助金になります。 ・ものづくり補助金 中小企業向きの補助金の中でも、特に有名で活用しやすい補助金です。 設備投資の補助金ですが、革新性のある開発要素が必要です。 ・連携ものづくり補助金 ものづくり補助金の連携バージョンとも言える補助金です。複数の中小企業・小規模事業者等が連携して取り組む設備投資が対象の補助金です。 ・サプライチェーン補助金 「全国どこでも事業が可能な立地補助金」です。立地補助金なので、設備だけでなく建物も補助対象になるのが一番の特徴です。工場新設、生産ラインの新設、増設が対象です。 ・エネ合 省エネ補助金の本命とも言える補助金で、工場全体の省エネ事業や、空調設備や産業用モーターなどを高効率化機器への置き換えが対象です。 ・エネ合(生産設備) 「エネ合」の生産設備入れ替えに限定された補助金です。 ・革新的事業展開(東京都) 最新機械設備の導入を支援してくれる補助金です。更なる発展に向けた競争力強化、成長産業分野への参入、IoT・ロボット活用、後継者によるイノベーションを行う事業が対象です。 ・コロナ対策設備投資(東京都) 感染症対策関連商品製造のための設備投資に使える補助金です。感染症対策関連商品だけでなく、感染症対策関連商品を作るために必要な部品等でも対象となり、意外と幅広く活用できます。 この様に多くの補助金が国や地方自治体から出されています。 今回は東京都の補助金しか記載していませんが、各都道府県でも同様な補助金は沢山ありますので、 各地方自治体のHP等から補助金の確認をする事をお勧めします。 2.募集要項を確認する。 補助金を調べた後は、それぞれの補助金の募集要項をしっかりと確認しましょう。 補助金によって違いますが、もっとも代表的なものづくり補助金においても事業計画期間において、「給与支給総額が年率平均1.5%以上向上」、「事業場内最低賃金が地域別最低賃金+30円」を満たすこと等が必須となり、未達の場合は、一定の場合を除き、補助金額の一部返還を求めらる可能性がありますという要項もあります。 補助金を申請した事で賃金の引上げが発生し、補助金額より高い支出が出るという場合も十分にあり得ますので注意が必要です。 自社の取り組み内容が募集要項に該当するか慎重に判断しましょう。 3.自動化システムの構想と費用確認 補助金の公募開始前からシステムインテグレータ等に自動化の相談し、構想や概算費用を算出しておく様に準備をしましょう。 補助金に応募してから自動化の検討を進めるではかなり日程がタイトになってしまい結果良いシステムを設計する事が困難になってしまいます。 4.補助金への応募(公募期間を忘れず確認) 各補助金の公募期間をしっかりと把握して準備をしておき、公募開始されたのを確認してから応募しましょう。 補助金への応募開始より様々な資料を作成し提出する必要が出てきます。 応募~補助金採択~交付申請から交付決定~設置完了報告~稼働方向など、長期的に申請書類を作成する必要がありますので相応の労力が必要となってきます。 又、この資料の作り方次第で補助金の採択結果につながりますので、補助金採択の段階で非採択となってしまう事もあります。 採択される為にもある程度のポイントを押えた申請書類の作成が必要であり何度も応募はするが採択されないという企業もありますのでご注意下さい。 申請書類は制度によって異なりますが、一般的には事業計画書や経費明細表などが必要となります。 事業計画書は、それぞれの補助金ごとの審査基準に合わせて作成する必要があります。 以下の点に注意して申請資料を作成することをおすすめします。 ・審査基準を満たしている根拠を示す 審査項目の審査基準を理解したら、その審査基準を満たしている具体的な根拠を示す必要があります。 根拠を示す場合は出来るだけ定量的に客観的な事実を示して下さい。曖昧な表現や可能性では審査基準を満たしていないと判断されかねません。 ・専門用語は使わない 申請書に業界独自の専門用語を多く使わないようにしましょう。又は解説もしっかりとしましょう。 審査員は、業界に精通している人ばかりであるとは限りませんし、審査件数はたくさんあります。最初から読む気にならないような事業計画書は、不利になります。 ・目標を明確に数値化する 設備導入など補助事業を実施することで、具体的に何が何%改善されるのか、コストが何円下がるのか、何秒製造時間が減少するのかなど、具体的に数値化された目標を記載すると、理解されやすい事業計画書となります。 ・現状の把握・分析を行う 自社の財務状況、競合他社の動向や市場の推移などの現状把握や分析を行った上で将来の計画を立てる必要があります。計画と整合性がとれていなければ、説得力の無い計画書になってしまいます。 ・税理士に相談する 税理士によっては補助金の相談に乗ってくれる場合もあります。 顧問税理士が補助金申請作成に精通していない場合には、補助金の採択実績がある税理士に相談するのもよいでしょう。 5.採択と交付申請 補助金に応募してから1か月~2か月後に採択結果が通知されます。 無事に採択された場合、次は交付申請を行う必要があります。 交付申請には、設備投資の詳細な仕様や価格も必要なのでこの段階ではシステムの構想が出来上がっている状態が望ましいです。 更に合い見積もりの提示を求められる場合もありますが、合い見積もりが不可能な場合は業者選定理由書を作成し承認を得る必要がありますのでご注意下さい。 6.交付後報告 交付申請から更に1か月程度後に交付決定が通知されます。 交付決定通知が届いてから設備メーカーやインテグレータへの注文書を提出する必要があります。 交付決定前に稼働している設備に対しては補助の対象から外れる場合もありますので注意が必要です。 更に補助金を申請してから一定期間内に据え付け完了報告を行う必要があります。 注文書を提出してから納入までのリードタイムもありますので、決められた期間内に設置を完了して報告する事も注意が必要です。 そして、据え付け完了後も定期的に事業計画の進捗報告を行う必要もあります。 補助金を採択される前より、むしろこちらの方が大変かもしれません。 このように補助金を活用する為には、長期的に申請、報告を繰り替える必要があります。 設備投資を行う上で非常に有効な補助金ですが、申請、報告にかなりの工数を割く必要もあり、なかなか初めて利用される方には障壁となるでしょう。 昨今では補助金専門のコンサルティング企業も多くあり、成功報酬型のコンサル企業もあります。 初めて補助金を使う方や、出来るだけ工数を割きたくない方等はこちらを利用する事をお勧めします。 一般的に成功報酬型の場合、補助額の10~20%を支払う事が多いようです。 専門コンサルは採択率を上げる為の独自の手法を持っており、個人が慣れない作業で応募するよりも圧倒的に採択率が高い為、確実に採択を取りたい場合時にも活用する事で採択が期待出来ます。 今回は補助金を活用する為のポイントについて述べさせて頂きましたが如何でしょうか。 本年度も残り少ないですが、来年度には、また新たに補助金の情報が更新されると思われます。 設備投資や事業展開を検討中の方は、こまめに補助金をチェックしていきましょう。 7.おわりに 今回はロボット導入における補助金活用について解説しました。 船井総研ではロボットやAIの導入に役立つダウンロードコンテンツをご用意しております。 ■ダウンロード事例集のご案内 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 自動化・ロボット化事例集 vol.2 本事例集は、全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をまとめたものとなります。 これから自動化・ロボット化に取組もうと考える皆さまに、 「工場にロボット・IoTを導入する」ための具体的なノウハウを、 事例を通して知っていただくことを目的に作成しました。 ※こちらの事例集は、導入を検討している工場の担当者様限定となっております。 同業他社、メーカーや商社、SI事業者の方にはご送付をお断わりさせていただいております。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/ ロボット導入には大きな設備投資が伴います。 産業用ロボットは単体を購入するだけでは機能しない為にハンドエフェクターや治具等をカスタマイズを行い、各社の製品や加工に合わせてシステムを作りこんでいく必要があります。 その為、ロボット単価の十倍近い費用が掛かってくる事も普通です。 そこで、初期投資費用を抑えて産業用ロボットを導入する為には、国や地方自治体による「補助金」を活用する事がとても重要となってきます。 昨今では様々な補助金があり、その利用も一般的になってきていますが、まだ活用されていない方に向けて補助金活用のポイントを本記事では述べていきます。 1.目的にあった補助金を探す まずは製造業向けの代表的な補助金をご紹介します。(2020年時点) もちろん補助金によって採択の要件や応募条件等は違いますが、どれも上限額1000万円クラスの 補助金となっており、採択された場合の効果の大きい補助金になります。 ・ものづくり補助金 中小企業向きの補助金の中でも、特に有名で活用しやすい補助金です。 設備投資の補助金ですが、革新性のある開発要素が必要です。 ・連携ものづくり補助金 ものづくり補助金の連携バージョンとも言える補助金です。複数の中小企業・小規模事業者等が連携して取り組む設備投資が対象の補助金です。 ・サプライチェーン補助金 「全国どこでも事業が可能な立地補助金」です。立地補助金なので、設備だけでなく建物も補助対象になるのが一番の特徴です。工場新設、生産ラインの新設、増設が対象です。 ・エネ合 省エネ補助金の本命とも言える補助金で、工場全体の省エネ事業や、空調設備や産業用モーターなどを高効率化機器への置き換えが対象です。 ・エネ合(生産設備) 「エネ合」の生産設備入れ替えに限定された補助金です。 ・革新的事業展開(東京都) 最新機械設備の導入を支援してくれる補助金です。更なる発展に向けた競争力強化、成長産業分野への参入、IoT・ロボット活用、後継者によるイノベーションを行う事業が対象です。 ・コロナ対策設備投資(東京都) 感染症対策関連商品製造のための設備投資に使える補助金です。感染症対策関連商品だけでなく、感染症対策関連商品を作るために必要な部品等でも対象となり、意外と幅広く活用できます。 この様に多くの補助金が国や地方自治体から出されています。 今回は東京都の補助金しか記載していませんが、各都道府県でも同様な補助金は沢山ありますので、 各地方自治体のHP等から補助金の確認をする事をお勧めします。 2.募集要項を確認する。 補助金を調べた後は、それぞれの補助金の募集要項をしっかりと確認しましょう。 補助金によって違いますが、もっとも代表的なものづくり補助金においても事業計画期間において、「給与支給総額が年率平均1.5%以上向上」、「事業場内最低賃金が地域別最低賃金+30円」を満たすこと等が必須となり、未達の場合は、一定の場合を除き、補助金額の一部返還を求めらる可能性がありますという要項もあります。 補助金を申請した事で賃金の引上げが発生し、補助金額より高い支出が出るという場合も十分にあり得ますので注意が必要です。 自社の取り組み内容が募集要項に該当するか慎重に判断しましょう。 3.自動化システムの構想と費用確認 補助金の公募開始前からシステムインテグレータ等に自動化の相談し、構想や概算費用を算出しておく様に準備をしましょう。 補助金に応募してから自動化の検討を進めるではかなり日程がタイトになってしまい結果良いシステムを設計する事が困難になってしまいます。 4.補助金への応募(公募期間を忘れず確認) 各補助金の公募期間をしっかりと把握して準備をしておき、公募開始されたのを確認してから応募しましょう。 補助金への応募開始より様々な資料を作成し提出する必要が出てきます。 応募~補助金採択~交付申請から交付決定~設置完了報告~稼働方向など、長期的に申請書類を作成する必要がありますので相応の労力が必要となってきます。 又、この資料の作り方次第で補助金の採択結果につながりますので、補助金採択の段階で非採択となってしまう事もあります。 採択される為にもある程度のポイントを押えた申請書類の作成が必要であり何度も応募はするが採択されないという企業もありますのでご注意下さい。 申請書類は制度によって異なりますが、一般的には事業計画書や経費明細表などが必要となります。 事業計画書は、それぞれの補助金ごとの審査基準に合わせて作成する必要があります。 以下の点に注意して申請資料を作成することをおすすめします。 ・審査基準を満たしている根拠を示す 審査項目の審査基準を理解したら、その審査基準を満たしている具体的な根拠を示す必要があります。 根拠を示す場合は出来るだけ定量的に客観的な事実を示して下さい。曖昧な表現や可能性では審査基準を満たしていないと判断されかねません。 ・専門用語は使わない 申請書に業界独自の専門用語を多く使わないようにしましょう。又は解説もしっかりとしましょう。 審査員は、業界に精通している人ばかりであるとは限りませんし、審査件数はたくさんあります。最初から読む気にならないような事業計画書は、不利になります。 ・目標を明確に数値化する 設備導入など補助事業を実施することで、具体的に何が何%改善されるのか、コストが何円下がるのか、何秒製造時間が減少するのかなど、具体的に数値化された目標を記載すると、理解されやすい事業計画書となります。 ・現状の把握・分析を行う 自社の財務状況、競合他社の動向や市場の推移などの現状把握や分析を行った上で将来の計画を立てる必要があります。計画と整合性がとれていなければ、説得力の無い計画書になってしまいます。 ・税理士に相談する 税理士によっては補助金の相談に乗ってくれる場合もあります。 顧問税理士が補助金申請作成に精通していない場合には、補助金の採択実績がある税理士に相談するのもよいでしょう。 5.採択と交付申請 補助金に応募してから1か月~2か月後に採択結果が通知されます。 無事に採択された場合、次は交付申請を行う必要があります。 交付申請には、設備投資の詳細な仕様や価格も必要なのでこの段階ではシステムの構想が出来上がっている状態が望ましいです。 更に合い見積もりの提示を求められる場合もありますが、合い見積もりが不可能な場合は業者選定理由書を作成し承認を得る必要がありますのでご注意下さい。 6.交付後報告 交付申請から更に1か月程度後に交付決定が通知されます。 交付決定通知が届いてから設備メーカーやインテグレータへの注文書を提出する必要があります。 交付決定前に稼働している設備に対しては補助の対象から外れる場合もありますので注意が必要です。 更に補助金を申請してから一定期間内に据え付け完了報告を行う必要があります。 注文書を提出してから納入までのリードタイムもありますので、決められた期間内に設置を完了して報告する事も注意が必要です。 そして、据え付け完了後も定期的に事業計画の進捗報告を行う必要もあります。 補助金を採択される前より、むしろこちらの方が大変かもしれません。 このように補助金を活用する為には、長期的に申請、報告を繰り替える必要があります。 設備投資を行う上で非常に有効な補助金ですが、申請、報告にかなりの工数を割く必要もあり、なかなか初めて利用される方には障壁となるでしょう。 昨今では補助金専門のコンサルティング企業も多くあり、成功報酬型のコンサル企業もあります。 初めて補助金を使う方や、出来るだけ工数を割きたくない方等はこちらを利用する事をお勧めします。 一般的に成功報酬型の場合、補助額の10~20%を支払う事が多いようです。 専門コンサルは採択率を上げる為の独自の手法を持っており、個人が慣れない作業で応募するよりも圧倒的に採択率が高い為、確実に採択を取りたい場合時にも活用する事で採択が期待出来ます。 今回は補助金を活用する為のポイントについて述べさせて頂きましたが如何でしょうか。 本年度も残り少ないですが、来年度には、また新たに補助金の情報が更新されると思われます。 設備投資や事業展開を検討中の方は、こまめに補助金をチェックしていきましょう。 7.おわりに 今回はロボット導入における補助金活用について解説しました。 船井総研ではロボットやAIの導入に役立つダウンロードコンテンツをご用意しております。 ■ダウンロード事例集のご案内 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 自動化・ロボット化事例集 vol.2 本事例集は、全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をまとめたものとなります。 これから自動化・ロボット化に取組もうと考える皆さまに、 「工場にロボット・IoTを導入する」ための具体的なノウハウを、 事例を通して知っていただくことを目的に作成しました。 ※こちらの事例集は、導入を検討している工場の担当者様限定となっております。 同業他社、メーカーや商社、SI事業者の方にはご送付をお断わりさせていただいております。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/

多品種少量生産ロボット導入における人材育成とは?

2020.11.13

中小製造業における多品種少量生産対応のためロボット導入を検討している企業も多いのではないでしょうか。 近年、人手不足への対応や生産性向上に向けて産業用ロボットの導入が増加しています。 それに伴い産業用ロボットの取り扱いにおける事故(労働災害)件数の増加も懸念されています。 産業用ロボットに関連する事故は重大災害になる可能性が大きく、正しい知識を持った作業者が取り扱う必要があります。 今回は初めてのロボット導入における人材育成について解説していきます。 1.初めてのロボット導入、必要な資格はあるの? 中小製造業において見落としがちな項目として真っ先に挙げられるのが人材育成、特に安全に対する教育についてです。 先にも述べた通り、産業用ロボットに関連する事故は重大災害になる可能性が大きく、ロボットを取り扱う作業者には十分な教育を行う必要があります。 労働安全衛生法では以下のように規定されています。 労働安全衛生法第59条第3項 事業者は、危険又は有害な業務で、厚生労働省令で定めるものに労働者をつかせるときは、厚生労働省令で定めるところにより、当該業務に関する安全又は衛生のための特別の教育を行なわなければならない。 https://www.jaish.gr.jp/anzen/hor/hombun/hor1-1/hor1-1-1-6-0.htm 以上のように、事業者は産業用ロボットの教示等や検査等の作業に労働者を就かせるときは、その全員に労働安全衛生法第59条第3項に基づき、特別教育を行うことが義務付けられています。 では、具体的にどのような教育を受ける必要があるのでしょうか? 2.産業用ロボットの取り扱いに必要な資格は? では、労働安全衛生法において産業用ロボットにおける教育がどのように規定されているのか見ていきましょう。 安全衛生特別教育規定 (産業用ロボツトの教示等の業務に係る特別教育) 第十八条 安衛則第三十六条第三十一号に掲げる業務に係る特別教育は、学科教育及び実技教育により行うものとする。 2 前項の学科教育は、次の表の上欄に掲げる科目に応じ、それぞれ、同表の中欄に掲げる範囲について同表の下欄に掲げる時間以上行うものとする。(表) 3 第一項の実技教育は、次の各号に掲げる科目について、当該各号に掲げる時間以上行うものとする。 一 産業用ロボツトの操作の方法 一時間 二 産業用ロボツトの教示等の作業の方法 二時間 科 目 範 囲 時 間 産業用ロボツトに関する知識 産業用ロボツトの種類、各部の機能及び取扱いの方法 二時間 産業用ロボツトの教示等の作業に関する知識 教示等の作業の方法 教示等の作業の危険性 関連する機械等との連動の方法 四時間 関係法令 法、令及び安衛則中の関係条項 一時間 (産業用ロボツトの検査等の業務に係る特別教育) 第十九条 安衛則第三十六条第三十二号に掲げる業務に係る特別教育は、学科教育及び実技教育により行うものとする。 2 前項の学科教育は、次の表の上欄に掲げる科目に応じ、それぞれ、同表の中欄に掲げる範囲について同表の下欄に掲げる時間以上行うものとする。(表) 3 第一号の実技教育は、次の各号に掲げる科目について、当該各号に掲げる時間以上行うものとする。 一 産業用ロボツトの操作の方法 一時間 二 産業用ロボツトの検査等の作業の方法 三時間 科 目 範 囲 時 間 産業用ロボツトに関する知識 産業用ロボツトの種類、制御方式、駆動方式、各部の構造及び機能並びに取扱いの方法 制御部品の種類及び特性 四時間 産業用ロボツトの教示等の作業に関する知識 検査等の作業の方法 検査等の作業の危険性 関連する機械等との連動の方法 四時間 関係法令 法、令及び安衛則中の関係条項 一時間 https://www.jaish.gr.jp/anzen/hor/hombun/hor1-16/hor1-16-1-1-0.htm 以上のように、産業用ロボットの特別教育は規定された時間の教育を受けることが義務付けられています。 3.産業用ロボット特別教育ってどこで受ければいいの? 特別教育は全国各地で行われています。 具体的には、 ・ロボットテクニカルセンター https://www.robotec-center.com/robot_school/course_education/ ・安川電機 http://yaskawa-meg.co.jp/tokyo/tokyo-kyouji/ ・カワサキロボットサービス https://www.khi.co.jp/corp/krs/service/introduction/school.html 他にも様々な場所、メーカーで特別教育を受講することが可能です。 導入するロボットメーカーが決まっているのであれば、メーカーの特別教育を受けるのもいいかもしれません。 4.特別教育を受ければロボットは扱えるの? 特別教育を受講すれば、ロボットを扱うのに最低限の教育を受けたと言えるでしょう。 しかし、特別教育を受けたからと言ってその日からロボットを扱えるようになるとは限りません。 ティーチング作業においては専門のティーチング技術者がいるように、非常に難易度の高い作業であり特別教育を受けただけでは実際に現場で使えるレベルには達しないのはお分かり頂けるかと思います。 「ロボット」と一言に言っても、導入するロボットシステムにはそれぞれ特徴があり、中にはカメラ等を用いたビジョンシステムのような付帯機能を持ったシステムを導入する場合もあるでしょう。 そのような場合、カメラやビジョンシステムの知識も最低限必要になってきます。 ロボットを取り扱う人材育成において、そのシステムを専任で任せられる(任せてあげる)人員配置を会社側が考慮する必要があると考えます。 人材不足、特に若手の人材不足に悩む中小製造業においては、最新のロボットシステムを若手に任せることによる新たな技術者の育成が必要ではないでしょうか。 5.おわりに 今回はロボット導入における人材育成について解説しました。 船井総研ではロボットやAIの導入に役立つダウンロードコンテンツやセミナーをご用意しております。 ■セミナー開催のお知らせ 板金・プレス・溶接加工業のAI&ロボット導入!社長セミナー 11/18(水) 10:00~12:00/13:00~15:00 ↓↓↓セミナー詳細は下記からご覧ください このセミナーは終了しました。最新のセミナーはこちらから。 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/event/ ■ダウンロード事例集のご案内 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 板金・溶接加工業様向け 多品種少量溶接ロボット導入事例解説レポート この1冊で多品種少量溶接ロボット導入の具体的事例がわかる! ①多品種少量溶接ロボット導入の進め方 ②多品種少量溶接ロボットにおける具体的事例 ③補助金を活用した溶接ロボット導入成功事例 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://lp.funaisoken.co.jp/mt/smart-factory/dltext05-dl.html 中小製造業における多品種少量生産対応のためロボット導入を検討している企業も多いのではないでしょうか。 近年、人手不足への対応や生産性向上に向けて産業用ロボットの導入が増加しています。 それに伴い産業用ロボットの取り扱いにおける事故(労働災害)件数の増加も懸念されています。 産業用ロボットに関連する事故は重大災害になる可能性が大きく、正しい知識を持った作業者が取り扱う必要があります。 今回は初めてのロボット導入における人材育成について解説していきます。 1.初めてのロボット導入、必要な資格はあるの? 中小製造業において見落としがちな項目として真っ先に挙げられるのが人材育成、特に安全に対する教育についてです。 先にも述べた通り、産業用ロボットに関連する事故は重大災害になる可能性が大きく、ロボットを取り扱う作業者には十分な教育を行う必要があります。 労働安全衛生法では以下のように規定されています。 労働安全衛生法第59条第3項 事業者は、危険又は有害な業務で、厚生労働省令で定めるものに労働者をつかせるときは、厚生労働省令で定めるところにより、当該業務に関する安全又は衛生のための特別の教育を行なわなければならない。 https://www.jaish.gr.jp/anzen/hor/hombun/hor1-1/hor1-1-1-6-0.htm 以上のように、事業者は産業用ロボットの教示等や検査等の作業に労働者を就かせるときは、その全員に労働安全衛生法第59条第3項に基づき、特別教育を行うことが義務付けられています。 では、具体的にどのような教育を受ける必要があるのでしょうか? 2.産業用ロボットの取り扱いに必要な資格は? では、労働安全衛生法において産業用ロボットにおける教育がどのように規定されているのか見ていきましょう。 安全衛生特別教育規定 (産業用ロボツトの教示等の業務に係る特別教育) 第十八条 安衛則第三十六条第三十一号に掲げる業務に係る特別教育は、学科教育及び実技教育により行うものとする。 2 前項の学科教育は、次の表の上欄に掲げる科目に応じ、それぞれ、同表の中欄に掲げる範囲について同表の下欄に掲げる時間以上行うものとする。(表) 3 第一項の実技教育は、次の各号に掲げる科目について、当該各号に掲げる時間以上行うものとする。 一 産業用ロボツトの操作の方法 一時間 二 産業用ロボツトの教示等の作業の方法 二時間 科 目 範 囲 時 間 産業用ロボツトに関する知識 産業用ロボツトの種類、各部の機能及び取扱いの方法 二時間 産業用ロボツトの教示等の作業に関する知識 教示等の作業の方法 教示等の作業の危険性 関連する機械等との連動の方法 四時間 関係法令 法、令及び安衛則中の関係条項 一時間 (産業用ロボツトの検査等の業務に係る特別教育) 第十九条 安衛則第三十六条第三十二号に掲げる業務に係る特別教育は、学科教育及び実技教育により行うものとする。 2 前項の学科教育は、次の表の上欄に掲げる科目に応じ、それぞれ、同表の中欄に掲げる範囲について同表の下欄に掲げる時間以上行うものとする。(表) 3 第一号の実技教育は、次の各号に掲げる科目について、当該各号に掲げる時間以上行うものとする。 一 産業用ロボツトの操作の方法 一時間 二 産業用ロボツトの検査等の作業の方法 三時間 科 目 範 囲 時 間 産業用ロボツトに関する知識 産業用ロボツトの種類、制御方式、駆動方式、各部の構造及び機能並びに取扱いの方法 制御部品の種類及び特性 四時間 産業用ロボツトの教示等の作業に関する知識 検査等の作業の方法 検査等の作業の危険性 関連する機械等との連動の方法 四時間 関係法令 法、令及び安衛則中の関係条項 一時間 https://www.jaish.gr.jp/anzen/hor/hombun/hor1-16/hor1-16-1-1-0.htm 以上のように、産業用ロボットの特別教育は規定された時間の教育を受けることが義務付けられています。 3.産業用ロボット特別教育ってどこで受ければいいの? 特別教育は全国各地で行われています。 具体的には、 ・ロボットテクニカルセンター https://www.robotec-center.com/robot_school/course_education/ ・安川電機 http://yaskawa-meg.co.jp/tokyo/tokyo-kyouji/ ・カワサキロボットサービス https://www.khi.co.jp/corp/krs/service/introduction/school.html 他にも様々な場所、メーカーで特別教育を受講することが可能です。 導入するロボットメーカーが決まっているのであれば、メーカーの特別教育を受けるのもいいかもしれません。 4.特別教育を受ければロボットは扱えるの? 特別教育を受講すれば、ロボットを扱うのに最低限の教育を受けたと言えるでしょう。 しかし、特別教育を受けたからと言ってその日からロボットを扱えるようになるとは限りません。 ティーチング作業においては専門のティーチング技術者がいるように、非常に難易度の高い作業であり特別教育を受けただけでは実際に現場で使えるレベルには達しないのはお分かり頂けるかと思います。 「ロボット」と一言に言っても、導入するロボットシステムにはそれぞれ特徴があり、中にはカメラ等を用いたビジョンシステムのような付帯機能を持ったシステムを導入する場合もあるでしょう。 そのような場合、カメラやビジョンシステムの知識も最低限必要になってきます。 ロボットを取り扱う人材育成において、そのシステムを専任で任せられる(任せてあげる)人員配置を会社側が考慮する必要があると考えます。 人材不足、特に若手の人材不足に悩む中小製造業においては、最新のロボットシステムを若手に任せることによる新たな技術者の育成が必要ではないでしょうか。 5.おわりに 今回はロボット導入における人材育成について解説しました。 船井総研ではロボットやAIの導入に役立つダウンロードコンテンツやセミナーをご用意しております。 ■セミナー開催のお知らせ 板金・プレス・溶接加工業のAI&ロボット導入!社長セミナー 11/18(水) 10:00~12:00/13:00~15:00 ↓↓↓セミナー詳細は下記からご覧ください このセミナーは終了しました。最新のセミナーはこちらから。 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/event/ ■ダウンロード事例集のご案内 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 板金・溶接加工業様向け 多品種少量溶接ロボット導入事例解説レポート この1冊で多品種少量溶接ロボット導入の具体的事例がわかる! ①多品種少量溶接ロボット導入の進め方 ②多品種少量溶接ロボットにおける具体的事例 ③補助金を活用した溶接ロボット導入成功事例 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://lp.funaisoken.co.jp/mt/smart-factory/dltext05-dl.html

最新事例のご紹介(3Dスキャナを用いたティーチングレスなTIG溶接の自動化)

2020.11.02

昨日、筆者は静岡県のとある企業様に視察に行ってきました。 その企業様では、制御BOXや配電盤等に使用される箱型の製品を製作されており、TIG溶接による成形工程にロボットを導入し自動化されていました。 そして多品種対応や製品の個体差による加工不良をとある方法で解決されていました。 本記事ではこちらの企業様が導入された自動化システムのポイントについて述べていきたいと思います。 1.システム構成 まずはロボットシステムの構成ですが、ハンドリング用ロボット1台+溶接用ロボット1台の合計ロボット2台の構成です。 ここまではよくあるロボットの事例ですが、こちらの企業様はリンクウィズ社製のL-ROBOTというレーザースキャナを用いたロボットの自動補正システムを導入されています。 ハンドリングロボットがコンベアから製品をピッキングし、溶接部の端面や角を決める為の治具に製品をセットします。その後溶接ロボットのハンドに取り付けられたレーザースキャナーにて溶接部の形状をサーチし得られたデータから専用のコンピューターが3Dモデルを作成します。そして3Dモデルから溶接する場所が自動的に算出されロボットに溶接位置の指令を出すというモノです。 2.何故、ロボットの補正システムを導入したのか? フィラー無しのTIG溶接では、金属の接合面の合わせ面が非常に大事でシビアですが、前工程の曲げ加工や仮止めの工程で微妙に接合面の位置には歪みや反りも出てきます。 ロボットは基本的には同じ軌道の動作を繰り返すものですが、このロボットの軌道ではワークの歪みや反りに追従できず溶接不良を起こしてしまいます。 こちらの企業様ではもともと溶接用の自動機(溶接トーチが自動で垂直に動くもの)を使い溶接加工をされていましたが、接合部の合わせ面にトーチが通る様に人がワークを微調整しながら加工を行っていた為に、単純な動きの繰り返しでは上手く溶接が出来ない事を理解されていました。その為に自動で補正するシステムが絶対に必要と考えて導入に至った様です。 3.どのような補正システムなのか? L-ROBOTの処理フローは簡易に書くと下記の様になります。 レーザースキャナ(キーエンス製レーザー式変位センサーを使用)をロボットハンドに持たせて加工物を一度スキャンします。 スキャンの結果、それぞれに座標を持った点が点群データがコンピュータに取り込まれます。 コンピュータ上でそれぞれの点群データが3Dモデルを形づくりワークを形状や位置を認識します。 その後その点群データから加工する場所を自動で判別します。 加工させる場所の位置データをロボットに送り、ロボットはそれに従ってトーチを指定の位置に動かして溶接を開始する。 つまり、加工の度にワークの形状や加工面を調べてからそれぞれの個体差に合わせてロボットが動きますので、ロボットティーチングの修正が必要無いという事です。 ある程度の範囲の中で同形状のモノであればティーチングをしなくても同じ様に加工を行ってくれるという代物です。 溶接に限らずロボットで加工を行う際にワークの歪みや反りによる個体差が起因してロボットの加工が上手くいかない、その都度ロボットティーチングの修正を繰り返しているという企業様も多く、結果ロボットを使わなくなってしまう場合も少なからずあるようですが、このような補正システムがロボットに組み込まれていれば、多くの課題が解決されますね。 人間が作業を行う場合は必ず一度考えますよね。ワークの形状であったり加工方法であったりその場に適した加工を行うわけですが、ロボットにはこのようにものを考える頭脳がありません。この頭脳の代わりをしてくれるのが、リンクウィズ製のL-ROBOTだと思います。 4.多品種対応 こちらの企業様では多品種対応を進めており、現在約300種類の製品をロボットで生産出来る様にしておられました。 もちろん導入された時点では代表的な数品種のみ生産可能の状態で、その後自力で品種を追加していった結果です。 300種類の品種はほぼ同一形状ながらも大きさは数百ミリ以上違うモノですが、この300種類の製品を生産する為のプログラムは大体15種類程度だという事です。 普通ならそれぞれの品種専用のPRGを製作する必要がありますが、PRGを共通化しているという所もこのシステムならではだと思います。 そしてこのシステムの管理や品種追加を担当されている方が非常に若手の方でした。 これまでロボットは触った事が無く知識もなかったというこの担当者の方は、導入から半年たった今では、ロボットもL-ROBOTも使いこなしながら品種追加を今も継続していらっしゃいます。 このような若手社員が社内で育つ事で、ロボット活用のノウハウが蓄積し今後の展開にも波及していくでしょうし、会社全体にも良い影響が得られるとこの企業の社長様もおっしゃっていました。 このようにロボット化を進める事で様々な課題に挑戦し、若手の人材が新しい技術を習得する事で会社全体が変革していくという事が最大の成果なのかも知れません。 如何でしたでしょうか。 今回はレーザースキャナーを用いた最新のロボット補正システムを活用して自社のものづくりを自動化した企業様の事例をご紹介しました。 日本の中小製造業のほとんどの多品種少量生産を行う必要があり、自動化したいがロボットは多品種向きでは無いと考えていらっしゃる企業様も多いと思います。 しかし、今回ご紹介させて頂いた企業様の様に自社の製品の特長や癖を見抜き、それを自動化する為に必要な技術を選定し実際にテストを重ねながら導入し導入後も社内の若手社員を活用し多品種化を拡大させている企業様も実際にいます。 このような改善への前向きのスタンスとやりきる強い意志を持つ事が企業のデジタル化への第一歩ではないでしょうか。 昨今どんどん新しい技術が開発されてきています。 過去に自動化に挑戦したが、良い結果が得られず自社のモノ作りを自動化する事を諦めていた企業様にも、現在は違うアプローチでの自動化が可能な場合も十分にあると思います。 日本の労働人口減少が顕著になる中で、ものづくりのデジタルシフトは必ずと言っていいほど必須となってきます。 今回紹介したような様々な技術を活用してものづくりのデジタルシフトを進めていきましょう。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 板金・溶接加工業様向け 多品種少量溶接ロボット導入事例解説レポート この1冊で多品種少量溶接ロボット導入の具体的事例がわかる! ①多品種少量溶接ロボット導入の進め方 ②多品種少量溶接ロボットにおける具体的事例 ③補助金を活用した溶接ロボット導入成功事例 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://lp.funaisoken.co.jp/mt/smart-factory/dltext05-dl.html 昨日、筆者は静岡県のとある企業様に視察に行ってきました。 その企業様では、制御BOXや配電盤等に使用される箱型の製品を製作されており、TIG溶接による成形工程にロボットを導入し自動化されていました。 そして多品種対応や製品の個体差による加工不良をとある方法で解決されていました。 本記事ではこちらの企業様が導入された自動化システムのポイントについて述べていきたいと思います。 1.システム構成 まずはロボットシステムの構成ですが、ハンドリング用ロボット1台+溶接用ロボット1台の合計ロボット2台の構成です。 ここまではよくあるロボットの事例ですが、こちらの企業様はリンクウィズ社製のL-ROBOTというレーザースキャナを用いたロボットの自動補正システムを導入されています。 ハンドリングロボットがコンベアから製品をピッキングし、溶接部の端面や角を決める為の治具に製品をセットします。その後溶接ロボットのハンドに取り付けられたレーザースキャナーにて溶接部の形状をサーチし得られたデータから専用のコンピューターが3Dモデルを作成します。そして3Dモデルから溶接する場所が自動的に算出されロボットに溶接位置の指令を出すというモノです。 2.何故、ロボットの補正システムを導入したのか? フィラー無しのTIG溶接では、金属の接合面の合わせ面が非常に大事でシビアですが、前工程の曲げ加工や仮止めの工程で微妙に接合面の位置には歪みや反りも出てきます。 ロボットは基本的には同じ軌道の動作を繰り返すものですが、このロボットの軌道ではワークの歪みや反りに追従できず溶接不良を起こしてしまいます。 こちらの企業様ではもともと溶接用の自動機(溶接トーチが自動で垂直に動くもの)を使い溶接加工をされていましたが、接合部の合わせ面にトーチが通る様に人がワークを微調整しながら加工を行っていた為に、単純な動きの繰り返しでは上手く溶接が出来ない事を理解されていました。その為に自動で補正するシステムが絶対に必要と考えて導入に至った様です。 3.どのような補正システムなのか? L-ROBOTの処理フローは簡易に書くと下記の様になります。 レーザースキャナ(キーエンス製レーザー式変位センサーを使用)をロボットハンドに持たせて加工物を一度スキャンします。 スキャンの結果、それぞれに座標を持った点が点群データがコンピュータに取り込まれます。 コンピュータ上でそれぞれの点群データが3Dモデルを形づくりワークを形状や位置を認識します。 その後その点群データから加工する場所を自動で判別します。 加工させる場所の位置データをロボットに送り、ロボットはそれに従ってトーチを指定の位置に動かして溶接を開始する。 つまり、加工の度にワークの形状や加工面を調べてからそれぞれの個体差に合わせてロボットが動きますので、ロボットティーチングの修正が必要無いという事です。 ある程度の範囲の中で同形状のモノであればティーチングをしなくても同じ様に加工を行ってくれるという代物です。 溶接に限らずロボットで加工を行う際にワークの歪みや反りによる個体差が起因してロボットの加工が上手くいかない、その都度ロボットティーチングの修正を繰り返しているという企業様も多く、結果ロボットを使わなくなってしまう場合も少なからずあるようですが、このような補正システムがロボットに組み込まれていれば、多くの課題が解決されますね。 人間が作業を行う場合は必ず一度考えますよね。ワークの形状であったり加工方法であったりその場に適した加工を行うわけですが、ロボットにはこのようにものを考える頭脳がありません。この頭脳の代わりをしてくれるのが、リンクウィズ製のL-ROBOTだと思います。 4.多品種対応 こちらの企業様では多品種対応を進めており、現在約300種類の製品をロボットで生産出来る様にしておられました。 もちろん導入された時点では代表的な数品種のみ生産可能の状態で、その後自力で品種を追加していった結果です。 300種類の品種はほぼ同一形状ながらも大きさは数百ミリ以上違うモノですが、この300種類の製品を生産する為のプログラムは大体15種類程度だという事です。 普通ならそれぞれの品種専用のPRGを製作する必要がありますが、PRGを共通化しているという所もこのシステムならではだと思います。 そしてこのシステムの管理や品種追加を担当されている方が非常に若手の方でした。 これまでロボットは触った事が無く知識もなかったというこの担当者の方は、導入から半年たった今では、ロボットもL-ROBOTも使いこなしながら品種追加を今も継続していらっしゃいます。 このような若手社員が社内で育つ事で、ロボット活用のノウハウが蓄積し今後の展開にも波及していくでしょうし、会社全体にも良い影響が得られるとこの企業の社長様もおっしゃっていました。 このようにロボット化を進める事で様々な課題に挑戦し、若手の人材が新しい技術を習得する事で会社全体が変革していくという事が最大の成果なのかも知れません。 如何でしたでしょうか。 今回はレーザースキャナーを用いた最新のロボット補正システムを活用して自社のものづくりを自動化した企業様の事例をご紹介しました。 日本の中小製造業のほとんどの多品種少量生産を行う必要があり、自動化したいがロボットは多品種向きでは無いと考えていらっしゃる企業様も多いと思います。 しかし、今回ご紹介させて頂いた企業様の様に自社の製品の特長や癖を見抜き、それを自動化する為に必要な技術を選定し実際にテストを重ねながら導入し導入後も社内の若手社員を活用し多品種化を拡大させている企業様も実際にいます。 このような改善への前向きのスタンスとやりきる強い意志を持つ事が企業のデジタル化への第一歩ではないでしょうか。 昨今どんどん新しい技術が開発されてきています。 過去に自動化に挑戦したが、良い結果が得られず自社のモノ作りを自動化する事を諦めていた企業様にも、現在は違うアプローチでの自動化が可能な場合も十分にあると思います。 日本の労働人口減少が顕著になる中で、ものづくりのデジタルシフトは必ずと言っていいほど必須となってきます。 今回紹介したような様々な技術を活用してものづくりのデジタルシフトを進めていきましょう。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 板金・溶接加工業様向け 多品種少量溶接ロボット導入事例解説レポート この1冊で多品種少量溶接ロボット導入の具体的事例がわかる! ①多品種少量溶接ロボット導入の進め方 ②多品種少量溶接ロボットにおける具体的事例 ③補助金を活用した溶接ロボット導入成功事例 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://lp.funaisoken.co.jp/mt/smart-factory/dltext05-dl.html

産業用ロボットとは?工場への導入からコストまで成功させる方法徹底解説

2020.10.09

1.産業用ロボットとは? 産業用ロボットは、工業や製造業などの産業分野で使用される目的を持ったロボットのことを指します。 産業用ロボットは、日本においても自動化された自動車工場や食品製造ラインで幅広く普及しており、さまざまな作業を担当することができます。 例えば、自由度の高いアームを使って、組立、溶接、積載や移動、塗装、検査、搬送、パッケージングなどの作業を効率的に行うことができます。過去に人手で行っていた作業を代替し、高い生産性と品質を維持しながら製品をつくっています。 これらのロボットは、多くの場合、プログラミングなどの技術を利用して制御されます。他にもセンサー技術などを活用することで、環境の変化に応じて柔軟に作業変更することができます。 2.産業用ロボットにはどんな種類がある? 産業用ロボットにはどのような種類のロボットがあるのか解説します。 代表的なものとしては「垂直多関節ロボット」「スカラロボット」「パラレルリンクロボット」「直交ロボット」の4分類に分けられます。 産業用ロボット、と言って真っ先にイメージされるのは「垂直多関節ロボット」だと思います。それぞれのロボットに特徴/得意/不得意があるため、用途に応じて使い分ける必要があります。 「ロボットを何かに使いたいから導入したい」ではロボットの種類を決めることも困難です。 「この目的のためロボットを導入したい」と自社の課題を明確にすることで、よりニーズに合ったロボットシステムの導入が可能となります。 3.産業用ロボットを導入するにはまず何をすればいいの? 先ほども書いた通り、まずは自社の課題を明確にすることが導入の第一歩となります。 すぐに課題が思い浮かばなくても心配はいりません!! 産業用ロボットを工場へ導入した事例を見ていると、「これは自分の工場でも使えそうだ」と気づくことがあると思います。水平多関節ロボットの実際の使用例や、空間を最大限に活用したロボット活用方法を見ることで、導入イメージが湧いてくるはずです。 昨今ではオンライン展示会のようなイベントも多く開催されているので、そのような場で最新の技術や導入事例に触れてヒントを得るのもいいかもしれません。 当サイトでも以下のようなロボット事例紹介コラムや事例集のダウンロードサービスなどがあります。是非参考にしてみて下さい。 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/robot-jirei/ 少し情報収集をするとなんとなくイメージが湧いてきたでしょうか?イメージが湧いたら、ここから実際に産業用ロボット導入を進めていきます。 実際にロボット導入をする業者がSIer(システムインテグレーター)です。 SIerとは、構想から設計、見積もり、各種装置の手配、組付け、設置工事、試運転、操作説明等の教育、稼働立ち合いまでを請け負う機械設備屋さんです。 産業用ロボットを導入する際には必ずSIerへの依頼が必要となります。(自社で上記全てを実施できる体制があるのであれば不要ですが、、、) なので、信頼できる腕のいいSIerを選定することも産業用ロボットを導入する上で重要な項目の一つになります。 4.産業用ロボットの価格ってどれくらい? 様々な種類の産業用ロボットがありますが小型で安価な物であれば100万円程度から購入することができます。構造や機器によりますが、一般的に使われるサイズで300万~500万前後となります。 「え、ロボットって意外と安い」、「それなら1台買おう!」 そう思った方、残念ですが産業用ロボット単体ではロボットは駆動しません。 実際にロボットシステムを導入する場合、場合によりますが以下のような付帯設備が必要となります。 安全柵 制御盤 ロボット架台 ロボットハンド 各種センサー類 ワークストッカー 搬送装置 etc、、、 これらの付帯設備を設計製作するのがSIerです。 設計費等をシステムインテグレーション費用といいます。 5.実際に産業用ロボットを導入すると総額は? 上記の通り、産業用ロボット単体ではロボットシステムは成り立ちません。 様々な付帯設備により工場のニーズに合ったロボットシステムを構築していくことが必要になります。 では、実際にロボットシステムを導入しようとした場合、総額はどれくらいになるのでしょうか? 事例を交えながら見ていきましょう。 ①垂直多関節ロボットを用いた塗装ロボットシステム 防爆ロボット ¥5,000,000 付帯設備 ¥5,000,000 ロボット架台 ¥1,000,000 制御装置 ¥4,000,000 設置工事費 ¥7,000,000(試運転調整費含む) 設計費 ¥1,500,000 合計 ¥23,500,000 ②画像認識システムを用いた重量ワークのハンドリングロボットシステム 多関節ロボット ¥3,000,000 付帯設備 ¥5,000,000 制御装置 ¥7,000,000 画像認識システム ¥10,000,000 設置工事費 ¥10,000,000(試運転調整費含む) 設計費 ¥5,000,000 合計 ¥40,000,000 それぞれの現場のニーズにより総額は大きく違ってきます。 ロボットシステムを導入することでどれくらいの投資対効果を得られるのか、事前に把握しておくことが非常に重要です。 概ね、投資金額の回収は2年~5年程度で考えると良いでしょう。 例えば、①の事例のように¥23,000,000の導入コストが掛かる場合について。 人件費1人年間500万円とした場合、ロボットシステムを導入したことで2人の作業者が削減できると仮定すると、¥23,000,000÷¥10,000,000=2.3年となります。 このように投資対効果を計算することで投資判断が可能となります。 6.おわりに いかがでしたでしょうか。新規の産業用ロボット導入の際にお役立ていただけますと幸いです。 更に産業用ロボット導入やコストについてお知りになりたい方向けに、無料のレポートをご用意しております。 以下バナーより、「ロボット導入を成功させる方法と活用事例紹介レポート」を無料でダウンロードいただけます。 まずはこちらのレポートより産業用ロボットについての情報をキャッチアップいただければと思います。   【製造業】経営者向け!!工場の協働ロボット活用成功事例集 ▼事例レポート無料ダウンロードお申し込みはこちら▼ 中小製造業のロボット活用は協働ロボットが主流になる! 中小製造業が実践すべき協働ロボット活用のポイントと具体的な方法を解説! さらに、実際の中小製造業における協働ロボット活用成功事例をこの1冊にまとめました! https://www.funaisoken.co.jp/dl-contents/smart-factory_smart-factory_01539   ■関連するセミナーのご案内 ■東京&大阪 2拠点にて開催!! 【目指すは投資回収3年!協働ロボット活用事例特集!社長セミナー】 ~中小製造業で40台以上の協働ロボットの稼働に成功した社長から学ぶ! セミナー詳細・申込はこちらから https://www.funaisoken.co.jp/seminar/107400 協働ロボットの活用事例特集! 中小製造業の皆様、このセミナーを見逃すわけにはいきません! ロボット活用成功事例がここに集結します! 低コストでの導入方法、自動化生産の具体的な手法、人手不足を解消する秘策、生産性を引き上げるノウハウ...全てがここで明かされます! 船井総合研究所と愛同工業の著名な社長が登壇し、現場目線からの貴重な情報を提供します! 東京会場・大阪会場での開催となります! このセミナーが御社の製造現場を変えるきっかけになるかもしれません! 空きは限られていますので、今すぐウェブサイトからお申し込みください。 協働ロボットの力を最大限に引き出し、成果を最短3年で得るチャンスです! ■開催日程 以下の日程よりご都合の良い日程をお選び下さい ※内容は全て一緒です 東京会場 2024/01/23 (火) 13:00~16:00 大阪会場 2024/01/29 (月) 13:00~16:00 お申し込みはこちらから⇒ https://www.funaisoken.co.jp/seminar/107400   [sc name="automation-robot"][/sc] 1.産業用ロボットとは? 産業用ロボットは、工業や製造業などの産業分野で使用される目的を持ったロボットのことを指します。 産業用ロボットは、日本においても自動化された自動車工場や食品製造ラインで幅広く普及しており、さまざまな作業を担当することができます。 例えば、自由度の高いアームを使って、組立、溶接、積載や移動、塗装、検査、搬送、パッケージングなどの作業を効率的に行うことができます。過去に人手で行っていた作業を代替し、高い生産性と品質を維持しながら製品をつくっています。 これらのロボットは、多くの場合、プログラミングなどの技術を利用して制御されます。他にもセンサー技術などを活用することで、環境の変化に応じて柔軟に作業変更することができます。 2.産業用ロボットにはどんな種類がある? 産業用ロボットにはどのような種類のロボットがあるのか解説します。 代表的なものとしては「垂直多関節ロボット」「スカラロボット」「パラレルリンクロボット」「直交ロボット」の4分類に分けられます。 産業用ロボット、と言って真っ先にイメージされるのは「垂直多関節ロボット」だと思います。それぞれのロボットに特徴/得意/不得意があるため、用途に応じて使い分ける必要があります。 「ロボットを何かに使いたいから導入したい」ではロボットの種類を決めることも困難です。 「この目的のためロボットを導入したい」と自社の課題を明確にすることで、よりニーズに合ったロボットシステムの導入が可能となります。 3.産業用ロボットを導入するにはまず何をすればいいの? 先ほども書いた通り、まずは自社の課題を明確にすることが導入の第一歩となります。 すぐに課題が思い浮かばなくても心配はいりません!! 産業用ロボットを工場へ導入した事例を見ていると、「これは自分の工場でも使えそうだ」と気づくことがあると思います。水平多関節ロボットの実際の使用例や、空間を最大限に活用したロボット活用方法を見ることで、導入イメージが湧いてくるはずです。 昨今ではオンライン展示会のようなイベントも多く開催されているので、そのような場で最新の技術や導入事例に触れてヒントを得るのもいいかもしれません。 当サイトでも以下のようなロボット事例紹介コラムや事例集のダウンロードサービスなどがあります。是非参考にしてみて下さい。 https://smart-factory.funaisoken.co.jp/robot-jirei/ 少し情報収集をするとなんとなくイメージが湧いてきたでしょうか?イメージが湧いたら、ここから実際に産業用ロボット導入を進めていきます。 実際にロボット導入をする業者がSIer(システムインテグレーター)です。 SIerとは、構想から設計、見積もり、各種装置の手配、組付け、設置工事、試運転、操作説明等の教育、稼働立ち合いまでを請け負う機械設備屋さんです。 産業用ロボットを導入する際には必ずSIerへの依頼が必要となります。(自社で上記全てを実施できる体制があるのであれば不要ですが、、、) なので、信頼できる腕のいいSIerを選定することも産業用ロボットを導入する上で重要な項目の一つになります。 4.産業用ロボットの価格ってどれくらい? 様々な種類の産業用ロボットがありますが小型で安価な物であれば100万円程度から購入することができます。構造や機器によりますが、一般的に使われるサイズで300万~500万前後となります。 「え、ロボットって意外と安い」、「それなら1台買おう!」 そう思った方、残念ですが産業用ロボット単体ではロボットは駆動しません。 実際にロボットシステムを導入する場合、場合によりますが以下のような付帯設備が必要となります。 安全柵 制御盤 ロボット架台 ロボットハンド 各種センサー類 ワークストッカー 搬送装置 etc、、、 これらの付帯設備を設計製作するのがSIerです。 設計費等をシステムインテグレーション費用といいます。 5.実際に産業用ロボットを導入すると総額は? 上記の通り、産業用ロボット単体ではロボットシステムは成り立ちません。 様々な付帯設備により工場のニーズに合ったロボットシステムを構築していくことが必要になります。 では、実際にロボットシステムを導入しようとした場合、総額はどれくらいになるのでしょうか? 事例を交えながら見ていきましょう。 ①垂直多関節ロボットを用いた塗装ロボットシステム 防爆ロボット ¥5,000,000 付帯設備 ¥5,000,000 ロボット架台 ¥1,000,000 制御装置 ¥4,000,000 設置工事費 ¥7,000,000(試運転調整費含む) 設計費 ¥1,500,000 合計 ¥23,500,000 ②画像認識システムを用いた重量ワークのハンドリングロボットシステム 多関節ロボット ¥3,000,000 付帯設備 ¥5,000,000 制御装置 ¥7,000,000 画像認識システム ¥10,000,000 設置工事費 ¥10,000,000(試運転調整費含む) 設計費 ¥5,000,000 合計 ¥40,000,000 それぞれの現場のニーズにより総額は大きく違ってきます。 ロボットシステムを導入することでどれくらいの投資対効果を得られるのか、事前に把握しておくことが非常に重要です。 概ね、投資金額の回収は2年~5年程度で考えると良いでしょう。 例えば、①の事例のように¥23,000,000の導入コストが掛かる場合について。 人件費1人年間500万円とした場合、ロボットシステムを導入したことで2人の作業者が削減できると仮定すると、¥23,000,000÷¥10,000,000=2.3年となります。 このように投資対効果を計算することで投資判断が可能となります。 6.おわりに いかがでしたでしょうか。新規の産業用ロボット導入の際にお役立ていただけますと幸いです。 更に産業用ロボット導入やコストについてお知りになりたい方向けに、無料のレポートをご用意しております。 以下バナーより、「ロボット導入を成功させる方法と活用事例紹介レポート」を無料でダウンロードいただけます。 まずはこちらのレポートより産業用ロボットについての情報をキャッチアップいただければと思います。   【製造業】経営者向け!!工場の協働ロボット活用成功事例集 ▼事例レポート無料ダウンロードお申し込みはこちら▼ 中小製造業のロボット活用は協働ロボットが主流になる! 中小製造業が実践すべき協働ロボット活用のポイントと具体的な方法を解説! さらに、実際の中小製造業における協働ロボット活用成功事例をこの1冊にまとめました! https://www.funaisoken.co.jp/dl-contents/smart-factory_smart-factory_01539   ■関連するセミナーのご案内 ■東京&大阪 2拠点にて開催!! 【目指すは投資回収3年!協働ロボット活用事例特集!社長セミナー】 ~中小製造業で40台以上の協働ロボットの稼働に成功した社長から学ぶ! セミナー詳細・申込はこちらから https://www.funaisoken.co.jp/seminar/107400 協働ロボットの活用事例特集! 中小製造業の皆様、このセミナーを見逃すわけにはいきません! ロボット活用成功事例がここに集結します! 低コストでの導入方法、自動化生産の具体的な手法、人手不足を解消する秘策、生産性を引き上げるノウハウ...全てがここで明かされます! 船井総合研究所と愛同工業の著名な社長が登壇し、現場目線からの貴重な情報を提供します! 東京会場・大阪会場での開催となります! このセミナーが御社の製造現場を変えるきっかけになるかもしれません! 空きは限られていますので、今すぐウェブサイトからお申し込みください。 協働ロボットの力を最大限に引き出し、成果を最短3年で得るチャンスです! ■開催日程 以下の日程よりご都合の良い日程をお選び下さい ※内容は全て一緒です 東京会場 2024/01/23 (火) 13:00~16:00 大阪会場 2024/01/29 (月) 13:00~16:00 お申し込みはこちらから⇒ https://www.funaisoken.co.jp/seminar/107400   [sc name="automation-robot"][/sc]

VOL2・・協働ロボットって何?<協働ロボットの特徴や現場への導入事例をご紹介>

2020.09.28

前回のコラムで協働ロボットについての記事を作成しましたが、反響が良かった為VOL2と題しまして協働ロボットについてもう少し詳しく述べていこうと思います。 まずは協働ロボットとは何か?のおさらい 1.協働ロボットとは何か。 協働ロボットとは、人と一緒に作業を行う事の出来る産業用ロボットです。 本来産業用ロボットというのは、非常に力持ちです。ロボットの種類や大きさによるものの人を遥かに超える大きな力をもっている為に産業用ロボットの稼働範囲に人が入ってしまうと重篤な災害を引き起こすリスクがあります。 その為、産業用ロボットの周囲には安全柵の設置が必要であり、安全柵はロボットが停止していないと開かない様になっています。 完全にロボットのみで完結するシステムであれば問題無いのですが、あくまで人が組立作業を行うが人の作業をロボットで補助して欲しいというニーズや普段は必要無いが、生産ラインに欠員等の人員不足等があった際にロボットを使用したいというニーズが多くあります。 2013年12月に以下のとおり規制が緩和されたことをきっかけに、労働者に危険が生じない産業用ロボットの開発が進みました。それこそが協働ロボットです。 事業者は、産業用ロボットを運転する場合(教示等のために産業用ロボットを運転する場合及び産業用ロボットの運転中に次条に規定する作業を行わなければならない場合において産業用ロボットを運転するときを除く。)において、当該産業用ロボットに接触することにより労働者に危険が生ずるおそれのあるときは、さく又は囲いを設ける等当該危険を防止するために必要な措置を講じなければならない。 厚生労働省『安衛則第150条の4(運転中の危険の防止)』より 産業用ロボットを使用する事業者が、労働安全衛生法第28条の2による危険性等の調査(以下「リスクアセスメント」という。)に基づく措置を実施し、産業用ロボットに接触することにより労働者に危険の生ずるおそれが無くなったと評価できるときは、本条の「労働者に危険が生ずるおそれのあるとき」に該当しません。 『安衛則第150条の4(運転中の危険の防止)』(平成25年12月24日付基発1224第2号通達)より 協働ロボットは一般的にモーターの定格出力が80Wを超えない様になっています。そして何かに衝突したり大きな負荷がロボットに掛かった場合は即時モータ電源が遮断されるようになっています。感覚的に言えば、道を歩いていてすれ違う人と軽く肩がぶつかった時の衝撃よりも軽い衝撃でロボットは停止する様になっており、作業者が仮にロボットに接触しても大きな災害につながるリスクは小さいのです。 2.協働ロボットの特徴 協働ロボットは安全の為に他の産業用ロボットに比べて非常に非力に作られています。 非力であるが故に大きなモノや重たいモノは持つ事も素早く動く事も出来ません。 しかし、下記の様な特長を持っています。 1、非常にコンパクトで軽量な為に必要に応じてロボットを移動して別の場所で使う事が出来る。 ※協働ロボットの架台にキャスターが付いているモノも多いです。 2、直接教示が可能なモノが多く簡単に動かす事が出来る。 ※直接教示はダイレクトティーチングとも呼ばれ、人の手でロボットハンドを指定したい場所に動かしてポイントを登録するだけでティーチング出来るという教示法。簡単で早い教示が可能です。 3、コンセント繋げれば使える。大がかりなシステムが必要無い為、導入コストを引き下げる事が出来る。 ※協働ロボット単体の単価は一般の産業用ロボットに比べて高めですが、安全対策機器に掛かる費用やシステム設計費等を抑制する事が出来るのでシステム全体としての費用は抑える事が出来ます。 4、ビジョンセンサ等をセンシング機器とアッセンブリで販売されているモノも多く用途に合わせて選ぶ事が出来る。 5、操作が簡単に誰でも出来る様にアプリケーションの開発が進んでおり、一般的な産業用ロボットに比べて遥かに使いやすい。 協働ロボットはこのような特徴をもっており、一般の産業用ロボットでは不可能な事が可能となる面をもっています。作業者のすぐそばで作業をする為に、安全性と操作性に非常に特化されており【身近なロボット】として生産現場で活躍しています。 協働ロボットは非常に非力と記述しましたが、現在の開発競争の中、可搬重量が数10KGを超える協働ロボットも出てきています。安全対策の進歩により、かなり力のある協働ロボットも世に出てきており、数年後には協働ロボットは一般産業用ロボットの可搬性能に並んでいくかも知れませんね。 如何でしょうか。これまでは前回の記事でも述べた協働ロボットとは何か?という記事になりますが、ここからは、より具体的な導入事例について述べていきます。 3.協働ロボットの活用方法や導入事例 協働ロボットのトップメーカーでもあるUR(ユニバーサールロボット社)様では様々な導入事例をYOUTUBEにアップされており誰でも見る事が出来ますので一部ご紹介します。 事例① JVC ELECTRONICS INDONESIA社(日本企業、インドネシア、電子部品)の協働ロボット導入事例:部品の搬送、ネジ留め、はんだ付け https://www.youtube.com/watch?v=HMd7zL6sGDM 事例② 光洋電子工業株式会社 (日本、電子機器関連)の協働ロボット導入:タッチパネルの反応検査 https://www.youtube.com/watch?v=_NegT1jVdgs&list=TLPQMTYwOTIwMjCYKM0X9Ry5Ew&index=2 事例③ GKNドライブライン株式会社(日本、自動車関連)の協働ロボット導入事例:ギアの嵌合、プレートの表裏判定 https://www.youtube.com/watch?v=JLQxe6OCGds&list=TLPQMTYwOTIwMjCYKM0X9Ry5Ew&index=1 事例④ 日本ゼトック株式会社(日本、医薬品等)の協働ロボット導入事例:商品の小箱入れ、段ボールの梱包 https://www.youtube.com/watch?v=h5EWpnBOEJY 事例⑤ Toolcraft様 (アメリカ、金属および機械加工)の協働ロボット導入: ピック・アンド・プレイス https://www.youtube.com/watch?v=gIGLt1Cyd7k 如何でしたか? 協働ロボットは何か?どのような事が出来るのか?については上記の動画を閲覧頂ければ概要は良くご理解いただけると思います。 協働ロボットは他ロボット同様にハンドエフェクターに様々な工夫を凝らす事で様々な分野に応用出来ます。本コラムでは紹介出来ていませんが、アーク溶接が出来る協働ロボットもあります。 4.協働ロボットの選定 協働ロボットを選定する為には、まず自動化したい工程で把持するワークや工具の重量を確認しましょう。 基本的に産業用ロボットの選定は可搬重量(最大積載量)で決まってきます。 一般的な協働ロボットの可搬重量は10kg程度なので、ワークのピック&プレースを実行させる場合、ハンドエフェクタ+把持するワークの重量を10kg以下に抑える必要がありますので、ハンドエフェクタの設計やロボットの選定にはきちんと自動化したい工程やワークの重量を確認して選定する必要があります。 可搬重量については10kg可搬程度が一般的ですが、ファナック様から35kg可搬のCR35iAもリリースされています。大きなモノを持ち上げるハンドエフェクターの設計が必要ですが、高重量物にも対応する事も可能です。 次に可動範囲(リーチ)です。 協働ロボットを中心にロボットハンドがどの距離まで届くかというものです。 例えば、NC工作機械へのワーク供給、排出をさせたい時、工作機械のチャック部分からワークを仮置きしておく台までの距離でおよそ必要なリーチが把握出来ますので、その距離に無理なく到達出来るリーチのロボットを選定します。注意点としては、ロボットのスペック表等に記載してある最大リーチは極限られた姿勢でしか発揮出来ないものです。実用する為には、各軸が様々な向き位置にいる中で必要なリーチに届く必要がありますので、スペック表の最大リーチギリギリの選定は失敗になりやすいのでご注意下さい。 最後はオプション品です。 自動化させたい工程や要求される品質によって、協働ロボットに様々オプションを付ける事が出来ます。 2D、3Dのカメラであったり、溶接のトーチ、トルクセンサ等あります。 協働ロボットメーカー推奨のオプション品もあり、よりロボットと互換性のあるモノを選ぶ事が出来ますので自動化させたい工程によって必要なオプション品が選べる協働ロボットを選定するのも大事です。 本記事では、協働ロボットの特徴や導入事例、選定方法について述べてきましたが如何でしたか? 協働ロボットの機動性や扱いやすさは他の産業用ロボットとくらべ群を抜いています。 省スペースで安全柵が不要だからこそ、既存のレイアウトに収まる。一つの工程だけではなく、事情、環境に合わせて違う場所、用途で使用できる等メリットが沢山あります。 多品種少量生産が求められる日本の製造業にこそ協働ロボットは活きるのではないでしょうか。 ロボットの導入を検討されているが既存の産業用ロボットはどうかなとお考えの方にも是非検討して頂きたいと思います。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 自動化・ロボット化事例集 vol.2 本事例集は、全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をまとめたものとなります。 これから自動化・ロボット化に取組もうと考える皆さまに、 「工場にロボット・IoTを導入する」ための具体的なノウハウを、 事例を通して知っていただくことを目的に作成しました。 ※こちらの事例集は、導入を検討している工場の担当者様限定となっております。 同業他社、メーカーや商社、SI事業者の方にはご送付をお断わりさせていただいております。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/ 前回のコラムで協働ロボットについての記事を作成しましたが、反響が良かった為VOL2と題しまして協働ロボットについてもう少し詳しく述べていこうと思います。 まずは協働ロボットとは何か?のおさらい 1.協働ロボットとは何か。 協働ロボットとは、人と一緒に作業を行う事の出来る産業用ロボットです。 本来産業用ロボットというのは、非常に力持ちです。ロボットの種類や大きさによるものの人を遥かに超える大きな力をもっている為に産業用ロボットの稼働範囲に人が入ってしまうと重篤な災害を引き起こすリスクがあります。 その為、産業用ロボットの周囲には安全柵の設置が必要であり、安全柵はロボットが停止していないと開かない様になっています。 完全にロボットのみで完結するシステムであれば問題無いのですが、あくまで人が組立作業を行うが人の作業をロボットで補助して欲しいというニーズや普段は必要無いが、生産ラインに欠員等の人員不足等があった際にロボットを使用したいというニーズが多くあります。 2013年12月に以下のとおり規制が緩和されたことをきっかけに、労働者に危険が生じない産業用ロボットの開発が進みました。それこそが協働ロボットです。 事業者は、産業用ロボットを運転する場合(教示等のために産業用ロボットを運転する場合及び産業用ロボットの運転中に次条に規定する作業を行わなければならない場合において産業用ロボットを運転するときを除く。)において、当該産業用ロボットに接触することにより労働者に危険が生ずるおそれのあるときは、さく又は囲いを設ける等当該危険を防止するために必要な措置を講じなければならない。 厚生労働省『安衛則第150条の4(運転中の危険の防止)』より 産業用ロボットを使用する事業者が、労働安全衛生法第28条の2による危険性等の調査(以下「リスクアセスメント」という。)に基づく措置を実施し、産業用ロボットに接触することにより労働者に危険の生ずるおそれが無くなったと評価できるときは、本条の「労働者に危険が生ずるおそれのあるとき」に該当しません。 『安衛則第150条の4(運転中の危険の防止)』(平成25年12月24日付基発1224第2号通達)より 協働ロボットは一般的にモーターの定格出力が80Wを超えない様になっています。そして何かに衝突したり大きな負荷がロボットに掛かった場合は即時モータ電源が遮断されるようになっています。感覚的に言えば、道を歩いていてすれ違う人と軽く肩がぶつかった時の衝撃よりも軽い衝撃でロボットは停止する様になっており、作業者が仮にロボットに接触しても大きな災害につながるリスクは小さいのです。 2.協働ロボットの特徴 協働ロボットは安全の為に他の産業用ロボットに比べて非常に非力に作られています。 非力であるが故に大きなモノや重たいモノは持つ事も素早く動く事も出来ません。 しかし、下記の様な特長を持っています。 1、非常にコンパクトで軽量な為に必要に応じてロボットを移動して別の場所で使う事が出来る。 ※協働ロボットの架台にキャスターが付いているモノも多いです。 2、直接教示が可能なモノが多く簡単に動かす事が出来る。 ※直接教示はダイレクトティーチングとも呼ばれ、人の手でロボットハンドを指定したい場所に動かしてポイントを登録するだけでティーチング出来るという教示法。簡単で早い教示が可能です。 3、コンセント繋げれば使える。大がかりなシステムが必要無い為、導入コストを引き下げる事が出来る。 ※協働ロボット単体の単価は一般の産業用ロボットに比べて高めですが、安全対策機器に掛かる費用やシステム設計費等を抑制する事が出来るのでシステム全体としての費用は抑える事が出来ます。 4、ビジョンセンサ等をセンシング機器とアッセンブリで販売されているモノも多く用途に合わせて選ぶ事が出来る。 5、操作が簡単に誰でも出来る様にアプリケーションの開発が進んでおり、一般的な産業用ロボットに比べて遥かに使いやすい。 協働ロボットはこのような特徴をもっており、一般の産業用ロボットでは不可能な事が可能となる面をもっています。作業者のすぐそばで作業をする為に、安全性と操作性に非常に特化されており【身近なロボット】として生産現場で活躍しています。 協働ロボットは非常に非力と記述しましたが、現在の開発競争の中、可搬重量が数10KGを超える協働ロボットも出てきています。安全対策の進歩により、かなり力のある協働ロボットも世に出てきており、数年後には協働ロボットは一般産業用ロボットの可搬性能に並んでいくかも知れませんね。 如何でしょうか。これまでは前回の記事でも述べた協働ロボットとは何か?という記事になりますが、ここからは、より具体的な導入事例について述べていきます。 3.協働ロボットの活用方法や導入事例 協働ロボットのトップメーカーでもあるUR(ユニバーサールロボット社)様では様々な導入事例をYOUTUBEにアップされており誰でも見る事が出来ますので一部ご紹介します。 事例① JVC ELECTRONICS INDONESIA社(日本企業、インドネシア、電子部品)の協働ロボット導入事例:部品の搬送、ネジ留め、はんだ付け https://www.youtube.com/watch?v=HMd7zL6sGDM 事例② 光洋電子工業株式会社 (日本、電子機器関連)の協働ロボット導入:タッチパネルの反応検査 https://www.youtube.com/watch?v=_NegT1jVdgs&list=TLPQMTYwOTIwMjCYKM0X9Ry5Ew&index=2 事例③ GKNドライブライン株式会社(日本、自動車関連)の協働ロボット導入事例:ギアの嵌合、プレートの表裏判定 https://www.youtube.com/watch?v=JLQxe6OCGds&list=TLPQMTYwOTIwMjCYKM0X9Ry5Ew&index=1 事例④ 日本ゼトック株式会社(日本、医薬品等)の協働ロボット導入事例:商品の小箱入れ、段ボールの梱包 https://www.youtube.com/watch?v=h5EWpnBOEJY 事例⑤ Toolcraft様 (アメリカ、金属および機械加工)の協働ロボット導入: ピック・アンド・プレイス https://www.youtube.com/watch?v=gIGLt1Cyd7k 如何でしたか? 協働ロボットは何か?どのような事が出来るのか?については上記の動画を閲覧頂ければ概要は良くご理解いただけると思います。 協働ロボットは他ロボット同様にハンドエフェクターに様々な工夫を凝らす事で様々な分野に応用出来ます。本コラムでは紹介出来ていませんが、アーク溶接が出来る協働ロボットもあります。 4.協働ロボットの選定 協働ロボットを選定する為には、まず自動化したい工程で把持するワークや工具の重量を確認しましょう。 基本的に産業用ロボットの選定は可搬重量(最大積載量)で決まってきます。 一般的な協働ロボットの可搬重量は10kg程度なので、ワークのピック&プレースを実行させる場合、ハンドエフェクタ+把持するワークの重量を10kg以下に抑える必要がありますので、ハンドエフェクタの設計やロボットの選定にはきちんと自動化したい工程やワークの重量を確認して選定する必要があります。 可搬重量については10kg可搬程度が一般的ですが、ファナック様から35kg可搬のCR35iAもリリースされています。大きなモノを持ち上げるハンドエフェクターの設計が必要ですが、高重量物にも対応する事も可能です。 次に可動範囲(リーチ)です。 協働ロボットを中心にロボットハンドがどの距離まで届くかというものです。 例えば、NC工作機械へのワーク供給、排出をさせたい時、工作機械のチャック部分からワークを仮置きしておく台までの距離でおよそ必要なリーチが把握出来ますので、その距離に無理なく到達出来るリーチのロボットを選定します。注意点としては、ロボットのスペック表等に記載してある最大リーチは極限られた姿勢でしか発揮出来ないものです。実用する為には、各軸が様々な向き位置にいる中で必要なリーチに届く必要がありますので、スペック表の最大リーチギリギリの選定は失敗になりやすいのでご注意下さい。 最後はオプション品です。 自動化させたい工程や要求される品質によって、協働ロボットに様々オプションを付ける事が出来ます。 2D、3Dのカメラであったり、溶接のトーチ、トルクセンサ等あります。 協働ロボットメーカー推奨のオプション品もあり、よりロボットと互換性のあるモノを選ぶ事が出来ますので自動化させたい工程によって必要なオプション品が選べる協働ロボットを選定するのも大事です。 本記事では、協働ロボットの特徴や導入事例、選定方法について述べてきましたが如何でしたか? 協働ロボットの機動性や扱いやすさは他の産業用ロボットとくらべ群を抜いています。 省スペースで安全柵が不要だからこそ、既存のレイアウトに収まる。一つの工程だけではなく、事情、環境に合わせて違う場所、用途で使用できる等メリットが沢山あります。 多品種少量生産が求められる日本の製造業にこそ協働ロボットは活きるのではないでしょうか。 ロボットの導入を検討されているが既存の産業用ロボットはどうかなとお考えの方にも是非検討して頂きたいと思います。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 自動化・ロボット化事例集 vol.2 本事例集は、全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をまとめたものとなります。 これから自動化・ロボット化に取組もうと考える皆さまに、 「工場にロボット・IoTを導入する」ための具体的なノウハウを、 事例を通して知っていただくことを目的に作成しました。 ※こちらの事例集は、導入を検討している工場の担当者様限定となっております。 同業他社、メーカーや商社、SI事業者の方にはご送付をお断わりさせていただいております。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/

専門コンサルタント厳選!多品種少量中小企業のロボット導入事例3選

2020.09.11

今回は、忙しくてロボット導入事例を調べる時間が取れない経営者の方のために、ロボット導入実証事業(経済産業省)の補助金制度を活用した中小企業のロボット導入事例を厳選して解説します。※ロボット導入実証事業事例紹介ハンドブックはこちらから http://robo-navi.com/webroot/document/2018RobotHandBook.pdf 1.従業員を重労働から解放!空いた工数を検査へ回し品質向上!パレット積み工程のロボット化 概要 製品出荷前の最終工程となる段ボールのパレット積み作業で、最大12kgの箱を高さ170cmまで積み上げる作業をロボット化 導入効果 投資金額¥25,000,000 投資効果¥4,800,000/年 ロボット導入により作業人員は導入前の10人から8人に削減 投資回収年はおよそ5年程度 解説 従業員45名の企業様のロボット導入事例です。 ロボット導入に際し問題となった点は、顧客ごとに大きさや形状の違う段ボールを顧客の要望ごとに荷造り(積み方、積載数)する必要があり自動化が困難と思われた点です。 しかし、そのような多種の条件に対応できるハンド設計や制御方法の工夫等、ハードとソフトの両面から解決方法にアプローチし対応を可能としています。 さらに、限られたスペースの中でロボット・コンベア・パレット置き場を設置するために省スペース型のパレットチェンジャーを開発設計しています。これらのことにより検討当初は困難と思われた多品種対応を実現しました。 この工程以外にも、おそらく簡単にロボット導入を検討できる工程はあったはずです。 その中でも“あえて”従業員の負担(重労働)を減らすために優先してパレット積みのロボット化に踏み切ったのだと思われます。 従業員を第一に考えた経営者の姿勢が見えてくる導入事例です。 さらに、空いた工数は検査工程に割り振り品質面でも工場が図れたとのこと。 生産性向上(省人化)、品質向上、重労働からの解放(省力化)の3つを同時に実現した中小企業ならではの良い事例です。 2.熟練職人の溶接作業を整理、分類、パターン化!職人の溶接作業をティーチングレスでロボット化に成功! 概要 受注ごとに寸法や形状が異なる特注大型門扉製造工程における溶接作業をロボット化 導入効果 投資金額¥60,000,000 投資効果 生産数:2倍 利益増:¥10,000,000/年 省人化:2名→1名 ロボット導入により2名の作業員を1名へ省人、さらに生産数は2倍に増加し年間¥10,000,000の利益増を生み出しています。 解説 特注品の大型溶接ワークは受注ごとに寸法や形状が異なることからオフラインティーチングを活用するのが一般的です。しかし、この企業様では溶接の職人作業を1からヒアリングし、整理、分類することでパターン化することを考えました。 そのパターンを事前に何種類かに分け、教示データを作りこみます。現場ではそのパターンの中から種類を選択し必要な数字を入力するだけでロボット自身が動作を作るため、溶接スキルの有無に関わらず、誰でもロボット操作が可能となっています。 難解なオフラインティーチングの導入教育や図面の3次元CAD化をすることなく、多品種生産にロボットを活用できた事例です。 この事例における優れた点は、熟練作業者の勘とコツを整理、分類しパターン化したこと、そのように属人化していた作業をしっかりと分析し体系化したことです。 その結果溶接スキルの有無に関わらず、誰でも操作することが可能となりました。 オフラインティーチングソフト購入費用及び導入教育費用、設計の3次元化等の費用も削減できています。 今回の事例のように数字を入力するだけでシステム自身が動作を作って実行するようなシステムを構築することができれば、通常のティーチングやオフラインティーチングによるシステムではロボット化のメリットが出せないような一品一様の生産の場合でも労働生産性を高めしっかりとメリットを出すことが可能です。 日本の中小製造業における熟練職人の技術力は世界でもトップレベルの技術力であることは間違いありません。近年、世界の製造業では日本の中小企業の職人技術を欲している、との話もあります。しかし、その「職人技」をどのようにして継承していくかという課題もあります。 その職人技の継承に真っ向から取り組み、パターン化しロボット化したことは今後、日本の製造業があらためて世界のトップに上り詰めるためにも、大変重要なことではないでしょうか。 3.システム簡素化で導入コスト削減!!多品種少量マシニングセンター加工のワーク着脱ロボット化! 概要 少ロット切削加工のワーク着脱工程をロボット化、カメラ・画像処理によるワーク判別に代わり、シンプルな位置決めパレットを採用してコストダウン。 導入効果 投資金額¥17,500,000 投資効果 生産数:12個/日→22個/日 省人化:2名→1名 投資回収年 2.2年 解説 航空機向け部品を中心に高精度・小ロットの切削加工を行っている企業の事例です。 1~10個の小ロット品が多く、マシニングセンターへのワーク着脱の頻度が高い状況で作業員が装置の傍についている時間が長く、時間がかかる割に単純作業であることからロボット化を実施しました。 小ロット加工品(多品種少量生産)をロボット化する場合、様々なワーク形状に対応するために3Dカメラや画像処理システム、各種センサーなどと組み合わせロボットに様々な付加機能を持たせた複雑なシステムを構築しがちです。確かに、そのような最新技術を用いたロボットシステムを導入すればロボットができる仕事は増えるかもしれません。しかし、導入費用の高額化や教育の必要性、トラブル対応の難易度などを考慮すると中小企業では導入が困難な場合も少なくありません。 そういった背景の中で今回の事例では以下3つのポイントをおさえてシステムの簡素化に成功しました。 ①加工対象ワークのサイズと種類を絞り込む ②ワークの把持部分を共通化するための設計変更を実施する ③8個以上の中ロット品に限定する 以上のような工夫を行い、ワーク判別のための3Dカメラや画像処理システムをはじめ、導入コスト上昇につながる周辺設備を極力省いたシンプルはロボットシステムを構築しました。 従来コスト¥2480万円のところ、システムの簡素化により導入コストは¥1750万円に抑えられ、¥730万円のコスト削減となりました。 初めてのロボットシステムの導入となると、あれもこれもと付帯設備、付加機能を追加したくなります。 3Dカメラや画像処理システムを付加機能として追加するということはロボットに「目」を持たせる、ということです。それだけでも何百万円ものコストがかかります。 導入検討前は「ロボット=なんでも出来る」と考えてしまう場合も多くあります。これは半分正解で半分間違いです。 正しくは「コストと時間をかければユーザーが要求する仕様に極力近いシステムを構築できる」と言えるでしょう。 コストは導入費用です、時間はそのシステムを構築するのにかかる設計や検証、テスト等の時間です。 もちろん、様々な付加機能を持ったロボットシステムは素晴らしいものです。 大企業においては、最新システムを沢山盛り込んだ豪華なシステムを構築する資金力があり、投資回収年の見通しが立たないような場合でも、ある意味「モデルライン」としての導入や「研究開発」としての導入も可能です。 しかし、中小企業はそうはいきません。 中小企業のロボット導入においては現場のニーズに合ったなるべく低コストのロボットシステムを検討することが重要です。 いかに低コストで最大のメリットを生み出せるか、これはいかに自社のニーズを把握しているかにかかっています。 今回の事例のように、あれもこれも、ではなく必要なものだけをシステムに落とし込みシステムを簡素化することにより低コストで最大のメリットを生み出すことができるのではないでしょうか。 4.おわりに 今回は補助金を活用した中小企業のロボット導入事例をご紹介しました。 ポイントは以下の通りです。 ①従業員の負担を第一に考え重労働から解放した ②属人化している職人作業を分析、パターン化することで誰でも作業できるロボットシステムを作った ③自社のニーズをとらえ不要な付加機能は排除してシステムを簡素化することで導入コストを削減した ロボット導入を検討する際の参考にしてみて下さい。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 自動化・ロボット化事例集 vol.2 本事例集は、全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をまとめたものとなります。 これから自動化・ロボット化に取組もうと考える皆さまに、 「工場にロボット・IoTを導入する」ための具体的なノウハウを、 事例を通して知っていただくことを目的に作成しました。 ※こちらの事例集は、導入を検討している工場の担当者様限定となっております。 同業他社、メーカーや商社、SI事業者の方にはご送付をお断わりさせていただいております。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/ 今回は、忙しくてロボット導入事例を調べる時間が取れない経営者の方のために、ロボット導入実証事業(経済産業省)の補助金制度を活用した中小企業のロボット導入事例を厳選して解説します。※ロボット導入実証事業事例紹介ハンドブックはこちらから http://robo-navi.com/webroot/document/2018RobotHandBook.pdf 1.従業員を重労働から解放!空いた工数を検査へ回し品質向上!パレット積み工程のロボット化 概要 製品出荷前の最終工程となる段ボールのパレット積み作業で、最大12kgの箱を高さ170cmまで積み上げる作業をロボット化 導入効果 投資金額¥25,000,000 投資効果¥4,800,000/年 ロボット導入により作業人員は導入前の10人から8人に削減 投資回収年はおよそ5年程度 解説 従業員45名の企業様のロボット導入事例です。 ロボット導入に際し問題となった点は、顧客ごとに大きさや形状の違う段ボールを顧客の要望ごとに荷造り(積み方、積載数)する必要があり自動化が困難と思われた点です。 しかし、そのような多種の条件に対応できるハンド設計や制御方法の工夫等、ハードとソフトの両面から解決方法にアプローチし対応を可能としています。 さらに、限られたスペースの中でロボット・コンベア・パレット置き場を設置するために省スペース型のパレットチェンジャーを開発設計しています。これらのことにより検討当初は困難と思われた多品種対応を実現しました。 この工程以外にも、おそらく簡単にロボット導入を検討できる工程はあったはずです。 その中でも“あえて”従業員の負担(重労働)を減らすために優先してパレット積みのロボット化に踏み切ったのだと思われます。 従業員を第一に考えた経営者の姿勢が見えてくる導入事例です。 さらに、空いた工数は検査工程に割り振り品質面でも工場が図れたとのこと。 生産性向上(省人化)、品質向上、重労働からの解放(省力化)の3つを同時に実現した中小企業ならではの良い事例です。 2.熟練職人の溶接作業を整理、分類、パターン化!職人の溶接作業をティーチングレスでロボット化に成功! 概要 受注ごとに寸法や形状が異なる特注大型門扉製造工程における溶接作業をロボット化 導入効果 投資金額¥60,000,000 投資効果 生産数:2倍 利益増:¥10,000,000/年 省人化:2名→1名 ロボット導入により2名の作業員を1名へ省人、さらに生産数は2倍に増加し年間¥10,000,000の利益増を生み出しています。 解説 特注品の大型溶接ワークは受注ごとに寸法や形状が異なることからオフラインティーチングを活用するのが一般的です。しかし、この企業様では溶接の職人作業を1からヒアリングし、整理、分類することでパターン化することを考えました。 そのパターンを事前に何種類かに分け、教示データを作りこみます。現場ではそのパターンの中から種類を選択し必要な数字を入力するだけでロボット自身が動作を作るため、溶接スキルの有無に関わらず、誰でもロボット操作が可能となっています。 難解なオフラインティーチングの導入教育や図面の3次元CAD化をすることなく、多品種生産にロボットを活用できた事例です。 この事例における優れた点は、熟練作業者の勘とコツを整理、分類しパターン化したこと、そのように属人化していた作業をしっかりと分析し体系化したことです。 その結果溶接スキルの有無に関わらず、誰でも操作することが可能となりました。 オフラインティーチングソフト購入費用及び導入教育費用、設計の3次元化等の費用も削減できています。 今回の事例のように数字を入力するだけでシステム自身が動作を作って実行するようなシステムを構築することができれば、通常のティーチングやオフラインティーチングによるシステムではロボット化のメリットが出せないような一品一様の生産の場合でも労働生産性を高めしっかりとメリットを出すことが可能です。 日本の中小製造業における熟練職人の技術力は世界でもトップレベルの技術力であることは間違いありません。近年、世界の製造業では日本の中小企業の職人技術を欲している、との話もあります。しかし、その「職人技」をどのようにして継承していくかという課題もあります。 その職人技の継承に真っ向から取り組み、パターン化しロボット化したことは今後、日本の製造業があらためて世界のトップに上り詰めるためにも、大変重要なことではないでしょうか。 3.システム簡素化で導入コスト削減!!多品種少量マシニングセンター加工のワーク着脱ロボット化! 概要 少ロット切削加工のワーク着脱工程をロボット化、カメラ・画像処理によるワーク判別に代わり、シンプルな位置決めパレットを採用してコストダウン。 導入効果 投資金額¥17,500,000 投資効果 生産数:12個/日→22個/日 省人化:2名→1名 投資回収年 2.2年 解説 航空機向け部品を中心に高精度・小ロットの切削加工を行っている企業の事例です。 1~10個の小ロット品が多く、マシニングセンターへのワーク着脱の頻度が高い状況で作業員が装置の傍についている時間が長く、時間がかかる割に単純作業であることからロボット化を実施しました。 小ロット加工品(多品種少量生産)をロボット化する場合、様々なワーク形状に対応するために3Dカメラや画像処理システム、各種センサーなどと組み合わせロボットに様々な付加機能を持たせた複雑なシステムを構築しがちです。確かに、そのような最新技術を用いたロボットシステムを導入すればロボットができる仕事は増えるかもしれません。しかし、導入費用の高額化や教育の必要性、トラブル対応の難易度などを考慮すると中小企業では導入が困難な場合も少なくありません。 そういった背景の中で今回の事例では以下3つのポイントをおさえてシステムの簡素化に成功しました。 ①加工対象ワークのサイズと種類を絞り込む ②ワークの把持部分を共通化するための設計変更を実施する ③8個以上の中ロット品に限定する 以上のような工夫を行い、ワーク判別のための3Dカメラや画像処理システムをはじめ、導入コスト上昇につながる周辺設備を極力省いたシンプルはロボットシステムを構築しました。 従来コスト¥2480万円のところ、システムの簡素化により導入コストは¥1750万円に抑えられ、¥730万円のコスト削減となりました。 初めてのロボットシステムの導入となると、あれもこれもと付帯設備、付加機能を追加したくなります。 3Dカメラや画像処理システムを付加機能として追加するということはロボットに「目」を持たせる、ということです。それだけでも何百万円ものコストがかかります。 導入検討前は「ロボット=なんでも出来る」と考えてしまう場合も多くあります。これは半分正解で半分間違いです。 正しくは「コストと時間をかければユーザーが要求する仕様に極力近いシステムを構築できる」と言えるでしょう。 コストは導入費用です、時間はそのシステムを構築するのにかかる設計や検証、テスト等の時間です。 もちろん、様々な付加機能を持ったロボットシステムは素晴らしいものです。 大企業においては、最新システムを沢山盛り込んだ豪華なシステムを構築する資金力があり、投資回収年の見通しが立たないような場合でも、ある意味「モデルライン」としての導入や「研究開発」としての導入も可能です。 しかし、中小企業はそうはいきません。 中小企業のロボット導入においては現場のニーズに合ったなるべく低コストのロボットシステムを検討することが重要です。 いかに低コストで最大のメリットを生み出せるか、これはいかに自社のニーズを把握しているかにかかっています。 今回の事例のように、あれもこれも、ではなく必要なものだけをシステムに落とし込みシステムを簡素化することにより低コストで最大のメリットを生み出すことができるのではないでしょうか。 4.おわりに 今回は補助金を活用した中小企業のロボット導入事例をご紹介しました。 ポイントは以下の通りです。 ①従業員の負担を第一に考え重労働から解放した ②属人化している職人作業を分析、パターン化することで誰でも作業できるロボットシステムを作った ③自社のニーズをとらえ不要な付加機能は排除してシステムを簡素化することで導入コストを削減した ロボット導入を検討する際の参考にしてみて下さい。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 自動化・ロボット化事例集 vol.2 本事例集は、全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をまとめたものとなります。 これから自動化・ロボット化に取組もうと考える皆さまに、 「工場にロボット・IoTを導入する」ための具体的なノウハウを、 事例を通して知っていただくことを目的に作成しました。 ※こちらの事例集は、導入を検討している工場の担当者様限定となっております。 同業他社、メーカーや商社、SI事業者の方にはご送付をお断わりさせていただいております。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/

協働ロボットの特徴と導入事例

2020.08.27

  本記事では、まず協働ロボットの概要や特徴について、従来の産業用ロボットとの違いや導入メリットを踏まえながら紹介します。 次に協働ロボットの主要メーカーや活用方法、導入事例を紹介します。導入事例の紹介では、協働ロボットが多様な工程において導入した事例があることを理解することができます。本記事で協働ロボットの理解が深まれば幸いです。 1.協働ロボットとは何か。 協働ロボットとは、人と一緒に作業を行う事の出来る産業用ロボットです。 本来産業用ロボットというのは、非常に力持ちです。ロボットの種類や大きさによるものの人を遥かに超える大きな力をもっている為に産業用ロボットの稼働範囲に人が入ってしまうと重篤な災害を引き起こすリスクがあります。 その為、産業用ロボットの周囲には安全柵の設置が必要であり、安全柵はロボットが停止していないと開かない様になっています。 完全にロボットのみで完結するシステムであれば問題無いのですが、あくまで人が組立作業を行うが人の作業をロボットで補助して欲しいというニーズや普段は必要無いが、生産ラインに欠員等の人員不足等があった際にロボットを使用したいというニーズが多くあります。 2013年12月に以下のとおり規制が緩和されたことをきっかけに、労働者に危険が生じない産業用ロボットの開発が進みました。それこそが協働ロボットです。 事業者は、産業用ロボットを運転する場合(教示等のために産業用ロボットを運転する場合及び産業用ロボットの運転中に次条に規定する作業を行わなければならない場合において産業用ロボットを運転するときを除く。)において、当該産業用ロボットに接触することにより労働者に危険が生ずるおそれのあるときは、さく又は囲いを設ける等当該危険を防止するために必要な措置を講じなければならない。 厚生労働省『安衛則第150条の4(運転中の危険の防止)』より 産業用ロボットを使用する事業者が、労働安全衛生法第28条の2による危険性等の調査(以下「リスクアセスメント」という。)に基づく措置を実施し、産業用ロボットに接触することにより労働者に危険の生ずるおそれが無くなったと評価できるときは、本条の「労働者に危険が生ずるおそれのあるとき」に該当しません。 『安衛則第150条の4(運転中の危険の防止)』(平成25年12月24日付基発1224第2号通達)より 協働ロボットは一般的にモーターの定格出力が80Wを超えない様になっています。そして何かに衝突したときや、大きな負荷がロボットに掛かった場合は即時モーター電源が遮断されるようになっています。感覚的に言えば、道を歩いていてすれ違う人と軽く肩がぶつかった時の衝撃よりも軽い衝撃でロボットは停止する様になっており、作業者が仮にロボットに接触しても大きな災害につながるリスクは小さいのです。 2.協働ロボットの特徴 上記のように協働ロボットは安全柵が不要で人と並んで作業することが可能です。 協働ロボットの大きな特徴をあげるとすれば、 人間のサポート、というイメージ 軽い物をゆっくり 安全柵が不要 操作が簡単 という4つの特徴が挙げられます。 協働ロボットと産業用ロボットの特徴 上記のような特徴から、 ・産業用ロボット → 大量生産向き ・協働ロボット  → 多品種少量生産向き と言えるでしょう。 具体的には「安全柵が不要」という特徴を活かして、 ・既存の狭いスペースを有効活用 ・使わない時は移動させる、使いたい場所で使う、のようなフレキシブルな運用が可能となります。 また、「簡易的な操作」や「簡易的な設備」という特徴があるため、 ・低コストでの導入 ・低コストでの改善、品種追加 が可能です。 前項でもお話した通り、上記のような特徴から、協働ロボットは中小企業の多品種少量生産の自動化に適したロボットです。 また、近年では協働ロボット用の様々なアプリケーションが開発、販売されています。 安全柵が不要という特徴を活かしたフレキシブルな運用のための移動式のロボット架台は協働ロボットにおけるスタンダードになりつつあります。 多品種少量生産のロボット導入のハードルを下げるアプリケーションとしてはカメラ、画像認識機能があります。 協働ロボットに専用のカメラをはじめから搭載しておくことで、従来の産業用ロボット+カメラ(画像認識)のようなシステムを組む際に必要となる複雑なキャリブレーションなどが不要となり、ロボットや画像処理の知識が無い中小企業でも、まるで大手企業で採用されいているロボット+画像認識によるランダムなピッキング作業等が簡単に実現できるようになってきています。 3.協働ロボットが注目を集める理由 では、協働ロボットはなぜ注目を集めているのでしょうか? ①ロボットと人間の共同作業が安全にできるから 協働ロボットは、人間との共同作業を安全に行うことができます。 従来の産業用ロボットは、安全柵内でのみ運用される場合が必須だったのに対し、協働ロボットは安全柵なしで人と協働で作業が行えます。 ロボットが人間に接近した際には速度を制限したり停止したりするなど、安全性が高い仕組みが備わっています。 ②プログラミング知識が不要だから 協働ロボットは直感的なプログラミングと柔軟性を備えています。 協働ロボットは、直感的な操作でティーチングを行う可能です。 従来の産業用ロボットは、複雑なプログラミング知識を必要としましたが、協働ロボットは直感的な操作や学習機能によって、誰でも簡単にティーチングを行うことが可能です。 従来の産業用ロボットであれば、専門のティーチングを行う技術者が必要でしたが、協働ロボットの場合は多少の教育を受けるだけでティーチングが可能になっています。 ③様々な協働ロボット用アプリケーションが開発されているから 協働ロボットは、人間とのコミュニケーションを取ることも可能です。 従来の産業用ロボットは主に自動化された作業を行うため、人とのコミュニケーションが必要ない場合がほとんどでした。 協働ロボットは人間とのコミュニケーションに対応する機能があります。 例えば、音声認識機能を持つ協働ロボットは、人の声による指示を認識し、動作をすることができます。 また、画像認識のために必要なカメラを標準搭載している協働ロボットもあります。 これはロボットが「目」を持っている状態です。 従来の産業用ロボットに「目」=カメラを持たせる場合にはキャビテーションと呼ばれるような特殊な設定を行う技術者が必要でした。 協働ロボットのように標準でカメラを搭載している場合はそのような特殊な技術は不要で、②項であげたような直感的なプログラムでティーチングが可能になっています。 以上の理由から、近年協働ロボットは注目を集めています。 4.協働ロボットでできること/事例 では実際どのようなことができるのか、簡単に紹介させていただきます。 ①ワークセット 産業ロボットへのワークの共有を行うことが可能です。 それにより今まで人手で行ってきた単純作業の繰り返しをロボットに任せることで貴重な人材を他の業務に回すことができます。 ②仕上げ工程 ロボットのハンドを適したものへ付け替えることで、エアブロー等の仕上げ工程を行うことが可能です。 ③溶接 ロボットに溶接トーチを持たせることで溶接作業を自動化できます。 最近ではワークセットが多少雑でもロボットが自動で補正をかけて溶接を行うなどが見られます。 ④組み立て カバーを被せる・ねじを締めるなど、組み立ての工程もロボットで代替可能です。 自動車がイメージしやすいと思いますが、ボディをセットし、それを固定する。 といったような流れです。 ⑤ピックアップ ベルトコンベアを流れてくる段ボールやからあげなどの食品まで、幅広いものをピックアップが可能です。 重く、従業員の方に負荷がかかるものや、食品のように小さく数の多いもののピッキング作業を行うことが可能です。 それでは次に、具体的な事例を紹介いたします。 4-1.従業員10名の金属機械加工業が協働ロボットを導入して生産性を向上した事例 ■事例企業の概要 ・神奈川県 Y社 ・金属機械加工業 ・従業員10名 ■導入システムの概要 ・ユニバーサルロボットの協働ロボットを導入 ・マシニングセンターにおけるワーク供給を協働ロボットで自動化 ・移動式の架台で使わない時は移動させることで多品種少量生産に対応 ・ワークストッカー等はカラクリのアイディアを採用し低投資を実現 ■事例の詳細 神奈川県で機械加工業を営むY社ではマシニングセンターのワーク供給に協働ロボットを導入しました。 単純なワークセット業務を協働ロボットに代替えすることにより熟練作業者の工数を削減することが狙いです。 導入に際しては、加工機とのインターフェースを取らなくても協働ロボットと加工機が連携できるような仕組みを構築し、簡単にロボットの移動、設置ができるように設計されています。 また、ワークストッカー、ワーク排出のストッカー、治具を締める機構、等はカラクリの技術を応用し自社で制作した物になっています。 これにより、低投資でのロボット導入に成功しました。 4-2.従業員8名の樹脂加工企業が協働ロボットを導入して残業・休日出勤を大幅に削減した事例 ■事例企業の概要 ・兵庫県 S社 ・樹脂加工業 ・従業員8名 ■導入システムの概要 ・ファナック協働ロボットを導入 ・ファナックロボドリルへのワーク供給作業を協働ロボットで自動化 ・移動式の架台で使わない時は移動させることで多品種少量生産に対応 ・ワークストッカーは自社製作で低投資を実現 ・入社2年目の若手従業員がロボットティーチングを担当 ■事例の詳細 兵庫県のS社ではファナックのロボドリルへのワーク供給にファナック協働ロボットを導入しました。 ①の事例と同様に単純なワークセット作業を協働ロボットで自動化することによる工数削減が目的です。 また、こちらの企業では夜間や休日の協働ロボットによる無人運転に取り組んでおり、それにより残業や休日出勤が大幅に削減されました。さらに、人員は増やさずに生産量をUPさせることが可能となっています。 ロボット導入に際しては若手を積極的に登用しています。 今回ロボットティーチングを任されたのは新卒2年目の若手従業員です。 全くの知識0の状態からでも協働ロボットの簡易的な操作という特徴があるためティーチングを行うことが可能となっています。 4-3.従業員100名の板金加工企業が溶接作業に協働ロボットを導入 ■企業概要 ・鹿児島県 F社 ・板金加工業 ・従業員100名 ■事例の概要 ・溶接作業に協働ロボットを導入 ・熟練作業者の技能が必要なTIG溶接を協働ロボットで自動化 ・仮付けを作業者が、本付けを協働ロボットが行うことで自動化に成功 ■事例の詳細 F社では職人技術で難易度の高いTIG溶接への協働ロボット活用を実施しています。 熟練作業者の中でも製品の品質に差が出るTIG溶接を協働ロボットで自動化し今後の人手不足の解消と熟練技術継承の問題を解決し、安定した高品質な製品を提供することを目的としています。 仮付けの工程と本付け工程の作業工程を分割し、仮付けを作業者が、本付けを協働ロボットが行うようにすることで難易度の高いTIG溶接の自動化を実現しています。 従来は、一人前の溶接作業者となるには何年もの時間が必要でしたが、協働ロボットにより溶接を行うことで、数カ月の実務訓練で高品質な溶接作業を協働ロボットに行わせることができるようになり、入社したての新人でも安定して高品質な製品を製造することが可能になりました。 5.協働ロボットの価格と導入までのコスト ◎協働ロボット導入時のコスト 協働ロボットのコストは、その性能や大きさにもよりますが、500万円程度で購入することができます。 例を挙げると、製造業でよく使われる1300㎜程度のリーチを持つ協働ロボットであれば ・A社:約550万円 ・B社:約480万円 ・C社:約600万円 程度の価格となります。 通常の産業用ロボットで同程度のサイズであれば200万円~300万円程度ですので、産業用ロボットに比べるとロボット自体の価格は若干高い印象を受けます。 ただし、ロボットを現場で運用するにはロボット単体では仕事はできません。 必要な付帯装置として具体的な例を挙げると、 ・制御盤 ・ロボット架台 ・ロボットハンド ・各種センサー類 ・ワークストッカー ・搬送装置 etc、、、 これらの付帯設備を設計製作するのがSIerです。 これらの設計等をシステムインテグレーションといいます。 上記の通り、ロボット単体ではロボットシステムは成り立ちません。 様々な付帯設備により工場のニーズに合ったロボットシステムを構築していくことが必要になります。 では、実際にロボットシステムを導入しようとした場合、総額はどれくらいになるのでしょうか? 産業用ロボットの導入事例を交えながら見ていきましょう。 ①垂直多関節ロボットを用いた塗装ロボットシステム 防爆ロボット5,000,000 付帯設備5,000,000 ロボット架台1,000,000 制御装置4,000,000 設置工事費7,000,000(試運転調整費含む) 設計費1,500,000 合計23,500,000 ②画像認識システムを用いた重量ワークのハンドリングロボットシステム 多関節ロボット3,000,000 付帯設備5,000,000 制御装置7,000,000 画像認識システム10,000,000 設置工事費10,000,000(試運転調整費含む) 設計費5,000,000 合計40,000,000 それぞれの現場のニーズにより総額は大きく違ってきます。 ロボットシステムを導入することでどれくらいの投資対効果を得られるのか、事前に把握しておくことが非常に重要です。 概ね、投資金額の回収は2年~5年程度で考えると良いでしょう。 例えば、①の事例のように¥23,000,000の導入コストが掛かる場合について。 人件費1人年間500万円とした場合、ロボットシステムを導入したことで2人の作業者が削減できると仮定すると、¥23,000,000÷¥10,000,000=2.3年となります。 このように投資対効果を計算することで投資判断が可能となります。 このように通常の産業用ロボットではロボット本体以外にも多くのコストがかかることが分かります。 では、協働ロボットではどうでしょうか?こちらも事例を元に見ていきます。 ①兵庫県S社 ■全体投資金約500万円 ■システムの概要 樹脂製品のロボドリル加工機へのワーク投入及び取り出しを自動化。 投入前のワークを置くためのストッカーを自社で製作し、ほぼ協働ロボットの費用のみで自動化に成功した事例。 S社ではシステムインテグレーターを使わず、ストッカー設計やティーチングなどを全て自社で行うことで圧倒的な低コストでの導入を実現しています。 ②茨城県D社 ■全体投資金額約1000万円 ■システムの概要 月産30台ほどの単純な溶接作業を協働ロボットで実現協働ロボット+溶接電源のパッケージに3D定盤を組み合わせたシステムです。 こちらの企業も立ち上げにはシステムインテグレーターを使わずティーチング作業を自社で実施することで機器費用のみでロボット導入を実現しています。 ③神奈川県Y社 ■全体投資金額約500万円 ■システムの概要 金属加工製品のマシニングセンターへのワーク供給を協働ロボットで行っています。 多品種少量生産のためロボットでのワーク供給の対象外となるワークを加工する場合はロボットを移動して人の作業の邪魔にならないように移動することができるシステムとしています。 こちらのY社も①のS社、②のD社同様に自社での立ち上げを行うことにより低コストでの導入を実現しています。 また、ワークストッカーはカラクリを用いたアイディアでモーター等の駆動部無しで多くのワークをストックできるように考えられています。 このように協働ロボットをある程度自社で立ち上げることができればロボット導入のコストを大幅に削減することが可能です。 ですが、協働ロボットは取り扱いが簡単な分、あまり難しいことはできません。 高度な溶接や人を超えるスピードの作業、重量物のハンドリングなどはいまだに産業用ロボットのほうが優位といえるでしょう。 また、企業によってはロボットの立ち上げや構想計画にリソースをかけられない場合がほとんどです。 費用はかけたくないが、ロボットは導入したい、、そのためには「補助金を使うこと」です。 ◎補助金活用成功事例 つぎに紹介する④茨城県F社、⑤長野県C社は、以下の補助金を獲得し、投資コストを抑えることに成功しています。 ④茨城県F社 ■投資と補助額 ・投資金額約5000万円 ・補助額約3000万円 ■システムの概要 ・幅広い寸法 長さ200㎜~5000㎜ 径20A~300A の様々な形状の配管TIG溶接をロボットによって自動化するロボットシステムを事業再構築補助金を活用して導入。 溶接職人による難しい配管溶接を最新技術を駆使してロボット化に成功した事例。 ⑤長野県C社 ■投資と補助額 ・投資金額約8000万円 ・補助額約4000万円 ■システムの概要 多品種のステンレス製板金製品のおける溶接と研磨をロボットで自動化。 水漏れが許されない高品質な溶接と、職人の研磨による外観品質をロボットで実現した事例。 ◎協働ロボット投入時に利用すべき”補助金”の存在 ここでいう”補助金”とは、国が設けている補助金制度のことを指します。 今回取り上げる事業再構築補助金とは、新型コロナウイルス感染症の影響によって経営が 困難になった中小企業等に対して、事業再構築のための支援を行うために、国が設けた補助 金制度です。 具体的には、以下のような事業再構築に必要な取り組みにかかる費用が対象となります。 生産プロセスの変革や設備の改善 商品・サービスの開発・改良 ITシステムの改善・導入 新規事業の開発・展開 補助額は、事業者の経営状況や補助対象となる取り組み内容によって異なりますが、最大で 1億円まで支給されることがあります。 補助額と補助率は以下の通りです。 ■補助額 中小企業者等、中堅企業等ともに 【従業員数20人以下】100万円~2,000万円 【従業員数21~50人】100万円~4,000万円 【従業員数51~100人】100万円~6,000万円 【従業員数101人以上】100万円~7,000万円 ■補助率 中小企業者等1/2 中堅企業等1/3 成長枠(旧通常枠)の他にも様々な枠があります。 緊急対策枠 回復・再生応援枠 最低賃金枠 産業構造転換枠(新設) サプライチェーン強靱化枠(新設) グリーン成長枠(要件緩和) 自社に適合した枠を見極めて申請する必要があります。 6.未経験でも協働ロボットを導入する方法 ロボットや自動化において全く知識の無い状態で協働ロボット導入を検討するのは難しいことです。 協働ロボットの導入においては自社の作業工程、製品特性、生産実績等を理解して協働ロボットを活用する工程、製品を決めることが重要です。 協働ロボットは購入するだけでは何の仕事も出来ません。 協働ロボットを活用するために適切な工程、適切な製品を把握し、適切な周辺機器を選定し、適切なセットアップをしてこそ協働ロボットは価値を発揮します。 まずは、自社の状況、ニーズを把握し活用条件を決めることから始めましょう。 と言っても、何から初めて良いか分からない方も多いはず。 工場AI・ロボット.comを運営している㈱船井総合研究所では、これらの現状分析から活用条件の決定、協働ロボット活用構想の立案、投資対効果試算シミュレーション、適切なロボットメーカーの選定、適切なシステムインテグレータの選定、メーカー及びインテグレータとの打ち合わせ、導入後のアフターフォローまで一貫してお手伝いすることが可能です。 まずはオンラインにて無料で御社の協働ロボット活用の可能性を診断致します。 ■最短半年でロボット導入を成功させる方法 ▼事例レポート無料ダウンロードお申し込みはこちら▼ https://www.funaisoken.co.jp/dl-contents/smart-factory_smart-factory_00145 【このような方にオススメ】 多品種少量生産だがロボットを活用したい ロボットの導入は未経験だがチャレンジしたい 技術員が不在でロボット導入に工数をかけられないが今後は従業員にもロボットを扱えるスキルを身に着けて欲しい 残業が状態化しており、作業員が不足しているため生産性を向上させたい 大きな投資に不安を抱いており、なかなか実行できないのでなるべくコストを抑えてロボットを導入したい   ■オンラインセミナー開催のお知らせ 多品種少量生産機械加工業のAI&ロボット活用!社長セミナー ▼セミナーお申し込みはこちら▼ https://www.funaisoken.co.jp/seminar/082088 【このような方にオススメ】 マシニングセンタ・NC旋盤・各種加工機等を保有している機械加工業の社長様 従業員100名以下で多品種少量生産している機械加工業の社長様 熟練技術・職人的な業務、属人化している工程が多い機械加工業の社長様 人手の掛かる工程や手間・工数が掛かる工程が多い機械加工業の社長様 AI&ロボットにこれから取り組みたいが、どのように始めれば良いか分からない社長様 【開催日程】 全てオンライン開催となります 2022/02/03 (木) 13:00~15:00 2022/02/08 (火) 13:00~15:00 2022/02/15 (火) 13:00~15:00 2022/02/17 (木) 13:00~15:00 お申し込みはこちらから⇒ https://www.funaisoken.co.jp/seminar/082088   [sc name="automation-robot"][/sc] [sc name="cobot"][/sc]   本記事では、まず協働ロボットの概要や特徴について、従来の産業用ロボットとの違いや導入メリットを踏まえながら紹介します。 次に協働ロボットの主要メーカーや活用方法、導入事例を紹介します。導入事例の紹介では、協働ロボットが多様な工程において導入した事例があることを理解することができます。本記事で協働ロボットの理解が深まれば幸いです。 1.協働ロボットとは何か。 協働ロボットとは、人と一緒に作業を行う事の出来る産業用ロボットです。 本来産業用ロボットというのは、非常に力持ちです。ロボットの種類や大きさによるものの人を遥かに超える大きな力をもっている為に産業用ロボットの稼働範囲に人が入ってしまうと重篤な災害を引き起こすリスクがあります。 その為、産業用ロボットの周囲には安全柵の設置が必要であり、安全柵はロボットが停止していないと開かない様になっています。 完全にロボットのみで完結するシステムであれば問題無いのですが、あくまで人が組立作業を行うが人の作業をロボットで補助して欲しいというニーズや普段は必要無いが、生産ラインに欠員等の人員不足等があった際にロボットを使用したいというニーズが多くあります。 2013年12月に以下のとおり規制が緩和されたことをきっかけに、労働者に危険が生じない産業用ロボットの開発が進みました。それこそが協働ロボットです。 事業者は、産業用ロボットを運転する場合(教示等のために産業用ロボットを運転する場合及び産業用ロボットの運転中に次条に規定する作業を行わなければならない場合において産業用ロボットを運転するときを除く。)において、当該産業用ロボットに接触することにより労働者に危険が生ずるおそれのあるときは、さく又は囲いを設ける等当該危険を防止するために必要な措置を講じなければならない。 厚生労働省『安衛則第150条の4(運転中の危険の防止)』より 産業用ロボットを使用する事業者が、労働安全衛生法第28条の2による危険性等の調査(以下「リスクアセスメント」という。)に基づく措置を実施し、産業用ロボットに接触することにより労働者に危険の生ずるおそれが無くなったと評価できるときは、本条の「労働者に危険が生ずるおそれのあるとき」に該当しません。 『安衛則第150条の4(運転中の危険の防止)』(平成25年12月24日付基発1224第2号通達)より 協働ロボットは一般的にモーターの定格出力が80Wを超えない様になっています。そして何かに衝突したときや、大きな負荷がロボットに掛かった場合は即時モーター電源が遮断されるようになっています。感覚的に言えば、道を歩いていてすれ違う人と軽く肩がぶつかった時の衝撃よりも軽い衝撃でロボットは停止する様になっており、作業者が仮にロボットに接触しても大きな災害につながるリスクは小さいのです。 2.協働ロボットの特徴 上記のように協働ロボットは安全柵が不要で人と並んで作業することが可能です。 協働ロボットの大きな特徴をあげるとすれば、 人間のサポート、というイメージ 軽い物をゆっくり 安全柵が不要 操作が簡単 という4つの特徴が挙げられます。 協働ロボットと産業用ロボットの特徴 上記のような特徴から、 ・産業用ロボット → 大量生産向き ・協働ロボット  → 多品種少量生産向き と言えるでしょう。 具体的には「安全柵が不要」という特徴を活かして、 ・既存の狭いスペースを有効活用 ・使わない時は移動させる、使いたい場所で使う、のようなフレキシブルな運用が可能となります。 また、「簡易的な操作」や「簡易的な設備」という特徴があるため、 ・低コストでの導入 ・低コストでの改善、品種追加 が可能です。 前項でもお話した通り、上記のような特徴から、協働ロボットは中小企業の多品種少量生産の自動化に適したロボットです。 また、近年では協働ロボット用の様々なアプリケーションが開発、販売されています。 安全柵が不要という特徴を活かしたフレキシブルな運用のための移動式のロボット架台は協働ロボットにおけるスタンダードになりつつあります。 多品種少量生産のロボット導入のハードルを下げるアプリケーションとしてはカメラ、画像認識機能があります。 協働ロボットに専用のカメラをはじめから搭載しておくことで、従来の産業用ロボット+カメラ(画像認識)のようなシステムを組む際に必要となる複雑なキャリブレーションなどが不要となり、ロボットや画像処理の知識が無い中小企業でも、まるで大手企業で採用されいているロボット+画像認識によるランダムなピッキング作業等が簡単に実現できるようになってきています。 3.協働ロボットが注目を集める理由 では、協働ロボットはなぜ注目を集めているのでしょうか? ①ロボットと人間の共同作業が安全にできるから 協働ロボットは、人間との共同作業を安全に行うことができます。 従来の産業用ロボットは、安全柵内でのみ運用される場合が必須だったのに対し、協働ロボットは安全柵なしで人と協働で作業が行えます。 ロボットが人間に接近した際には速度を制限したり停止したりするなど、安全性が高い仕組みが備わっています。 ②プログラミング知識が不要だから 協働ロボットは直感的なプログラミングと柔軟性を備えています。 協働ロボットは、直感的な操作でティーチングを行う可能です。 従来の産業用ロボットは、複雑なプログラミング知識を必要としましたが、協働ロボットは直感的な操作や学習機能によって、誰でも簡単にティーチングを行うことが可能です。 従来の産業用ロボットであれば、専門のティーチングを行う技術者が必要でしたが、協働ロボットの場合は多少の教育を受けるだけでティーチングが可能になっています。 ③様々な協働ロボット用アプリケーションが開発されているから 協働ロボットは、人間とのコミュニケーションを取ることも可能です。 従来の産業用ロボットは主に自動化された作業を行うため、人とのコミュニケーションが必要ない場合がほとんどでした。 協働ロボットは人間とのコミュニケーションに対応する機能があります。 例えば、音声認識機能を持つ協働ロボットは、人の声による指示を認識し、動作をすることができます。 また、画像認識のために必要なカメラを標準搭載している協働ロボットもあります。 これはロボットが「目」を持っている状態です。 従来の産業用ロボットに「目」=カメラを持たせる場合にはキャビテーションと呼ばれるような特殊な設定を行う技術者が必要でした。 協働ロボットのように標準でカメラを搭載している場合はそのような特殊な技術は不要で、②項であげたような直感的なプログラムでティーチングが可能になっています。 以上の理由から、近年協働ロボットは注目を集めています。 4.協働ロボットでできること/事例 では実際どのようなことができるのか、簡単に紹介させていただきます。 ①ワークセット 産業ロボットへのワークの共有を行うことが可能です。 それにより今まで人手で行ってきた単純作業の繰り返しをロボットに任せることで貴重な人材を他の業務に回すことができます。 ②仕上げ工程 ロボットのハンドを適したものへ付け替えることで、エアブロー等の仕上げ工程を行うことが可能です。 ③溶接 ロボットに溶接トーチを持たせることで溶接作業を自動化できます。 最近ではワークセットが多少雑でもロボットが自動で補正をかけて溶接を行うなどが見られます。 ④組み立て カバーを被せる・ねじを締めるなど、組み立ての工程もロボットで代替可能です。 自動車がイメージしやすいと思いますが、ボディをセットし、それを固定する。 といったような流れです。 ⑤ピックアップ ベルトコンベアを流れてくる段ボールやからあげなどの食品まで、幅広いものをピックアップが可能です。 重く、従業員の方に負荷がかかるものや、食品のように小さく数の多いもののピッキング作業を行うことが可能です。 それでは次に、具体的な事例を紹介いたします。 4-1.従業員10名の金属機械加工業が協働ロボットを導入して生産性を向上した事例 ■事例企業の概要 ・神奈川県 Y社 ・金属機械加工業 ・従業員10名 ■導入システムの概要 ・ユニバーサルロボットの協働ロボットを導入 ・マシニングセンターにおけるワーク供給を協働ロボットで自動化 ・移動式の架台で使わない時は移動させることで多品種少量生産に対応 ・ワークストッカー等はカラクリのアイディアを採用し低投資を実現 ■事例の詳細 神奈川県で機械加工業を営むY社ではマシニングセンターのワーク供給に協働ロボットを導入しました。 単純なワークセット業務を協働ロボットに代替えすることにより熟練作業者の工数を削減することが狙いです。 導入に際しては、加工機とのインターフェースを取らなくても協働ロボットと加工機が連携できるような仕組みを構築し、簡単にロボットの移動、設置ができるように設計されています。 また、ワークストッカー、ワーク排出のストッカー、治具を締める機構、等はカラクリの技術を応用し自社で制作した物になっています。 これにより、低投資でのロボット導入に成功しました。 4-2.従業員8名の樹脂加工企業が協働ロボットを導入して残業・休日出勤を大幅に削減した事例 ■事例企業の概要 ・兵庫県 S社 ・樹脂加工業 ・従業員8名 ■導入システムの概要 ・ファナック協働ロボットを導入 ・ファナックロボドリルへのワーク供給作業を協働ロボットで自動化 ・移動式の架台で使わない時は移動させることで多品種少量生産に対応 ・ワークストッカーは自社製作で低投資を実現 ・入社2年目の若手従業員がロボットティーチングを担当 ■事例の詳細 兵庫県のS社ではファナックのロボドリルへのワーク供給にファナック協働ロボットを導入しました。 ①の事例と同様に単純なワークセット作業を協働ロボットで自動化することによる工数削減が目的です。 また、こちらの企業では夜間や休日の協働ロボットによる無人運転に取り組んでおり、それにより残業や休日出勤が大幅に削減されました。さらに、人員は増やさずに生産量をUPさせることが可能となっています。 ロボット導入に際しては若手を積極的に登用しています。 今回ロボットティーチングを任されたのは新卒2年目の若手従業員です。 全くの知識0の状態からでも協働ロボットの簡易的な操作という特徴があるためティーチングを行うことが可能となっています。 4-3.従業員100名の板金加工企業が溶接作業に協働ロボットを導入 ■企業概要 ・鹿児島県 F社 ・板金加工業 ・従業員100名 ■事例の概要 ・溶接作業に協働ロボットを導入 ・熟練作業者の技能が必要なTIG溶接を協働ロボットで自動化 ・仮付けを作業者が、本付けを協働ロボットが行うことで自動化に成功 ■事例の詳細 F社では職人技術で難易度の高いTIG溶接への協働ロボット活用を実施しています。 熟練作業者の中でも製品の品質に差が出るTIG溶接を協働ロボットで自動化し今後の人手不足の解消と熟練技術継承の問題を解決し、安定した高品質な製品を提供することを目的としています。 仮付けの工程と本付け工程の作業工程を分割し、仮付けを作業者が、本付けを協働ロボットが行うようにすることで難易度の高いTIG溶接の自動化を実現しています。 従来は、一人前の溶接作業者となるには何年もの時間が必要でしたが、協働ロボットにより溶接を行うことで、数カ月の実務訓練で高品質な溶接作業を協働ロボットに行わせることができるようになり、入社したての新人でも安定して高品質な製品を製造することが可能になりました。 5.協働ロボットの価格と導入までのコスト ◎協働ロボット導入時のコスト 協働ロボットのコストは、その性能や大きさにもよりますが、500万円程度で購入することができます。 例を挙げると、製造業でよく使われる1300㎜程度のリーチを持つ協働ロボットであれば ・A社:約550万円 ・B社:約480万円 ・C社:約600万円 程度の価格となります。 通常の産業用ロボットで同程度のサイズであれば200万円~300万円程度ですので、産業用ロボットに比べるとロボット自体の価格は若干高い印象を受けます。 ただし、ロボットを現場で運用するにはロボット単体では仕事はできません。 必要な付帯装置として具体的な例を挙げると、 ・制御盤 ・ロボット架台 ・ロボットハンド ・各種センサー類 ・ワークストッカー ・搬送装置 etc、、、 これらの付帯設備を設計製作するのがSIerです。 これらの設計等をシステムインテグレーションといいます。 上記の通り、ロボット単体ではロボットシステムは成り立ちません。 様々な付帯設備により工場のニーズに合ったロボットシステムを構築していくことが必要になります。 では、実際にロボットシステムを導入しようとした場合、総額はどれくらいになるのでしょうか? 産業用ロボットの導入事例を交えながら見ていきましょう。 ①垂直多関節ロボットを用いた塗装ロボットシステム 防爆ロボット5,000,000 付帯設備5,000,000 ロボット架台1,000,000 制御装置4,000,000 設置工事費7,000,000(試運転調整費含む) 設計費1,500,000 合計23,500,000 ②画像認識システムを用いた重量ワークのハンドリングロボットシステム 多関節ロボット3,000,000 付帯設備5,000,000 制御装置7,000,000 画像認識システム10,000,000 設置工事費10,000,000(試運転調整費含む) 設計費5,000,000 合計40,000,000 それぞれの現場のニーズにより総額は大きく違ってきます。 ロボットシステムを導入することでどれくらいの投資対効果を得られるのか、事前に把握しておくことが非常に重要です。 概ね、投資金額の回収は2年~5年程度で考えると良いでしょう。 例えば、①の事例のように¥23,000,000の導入コストが掛かる場合について。 人件費1人年間500万円とした場合、ロボットシステムを導入したことで2人の作業者が削減できると仮定すると、¥23,000,000÷¥10,000,000=2.3年となります。 このように投資対効果を計算することで投資判断が可能となります。 このように通常の産業用ロボットではロボット本体以外にも多くのコストがかかることが分かります。 では、協働ロボットではどうでしょうか?こちらも事例を元に見ていきます。 ①兵庫県S社 ■全体投資金約500万円 ■システムの概要 樹脂製品のロボドリル加工機へのワーク投入及び取り出しを自動化。 投入前のワークを置くためのストッカーを自社で製作し、ほぼ協働ロボットの費用のみで自動化に成功した事例。 S社ではシステムインテグレーターを使わず、ストッカー設計やティーチングなどを全て自社で行うことで圧倒的な低コストでの導入を実現しています。 ②茨城県D社 ■全体投資金額約1000万円 ■システムの概要 月産30台ほどの単純な溶接作業を協働ロボットで実現協働ロボット+溶接電源のパッケージに3D定盤を組み合わせたシステムです。 こちらの企業も立ち上げにはシステムインテグレーターを使わずティーチング作業を自社で実施することで機器費用のみでロボット導入を実現しています。 ③神奈川県Y社 ■全体投資金額約500万円 ■システムの概要 金属加工製品のマシニングセンターへのワーク供給を協働ロボットで行っています。 多品種少量生産のためロボットでのワーク供給の対象外となるワークを加工する場合はロボットを移動して人の作業の邪魔にならないように移動することができるシステムとしています。 こちらのY社も①のS社、②のD社同様に自社での立ち上げを行うことにより低コストでの導入を実現しています。 また、ワークストッカーはカラクリを用いたアイディアでモーター等の駆動部無しで多くのワークをストックできるように考えられています。 このように協働ロボットをある程度自社で立ち上げることができればロボット導入のコストを大幅に削減することが可能です。 ですが、協働ロボットは取り扱いが簡単な分、あまり難しいことはできません。 高度な溶接や人を超えるスピードの作業、重量物のハンドリングなどはいまだに産業用ロボットのほうが優位といえるでしょう。 また、企業によってはロボットの立ち上げや構想計画にリソースをかけられない場合がほとんどです。 費用はかけたくないが、ロボットは導入したい、、そのためには「補助金を使うこと」です。 ◎補助金活用成功事例 つぎに紹介する④茨城県F社、⑤長野県C社は、以下の補助金を獲得し、投資コストを抑えることに成功しています。 ④茨城県F社 ■投資と補助額 ・投資金額約5000万円 ・補助額約3000万円 ■システムの概要 ・幅広い寸法 長さ200㎜~5000㎜ 径20A~300A の様々な形状の配管TIG溶接をロボットによって自動化するロボットシステムを事業再構築補助金を活用して導入。 溶接職人による難しい配管溶接を最新技術を駆使してロボット化に成功した事例。 ⑤長野県C社 ■投資と補助額 ・投資金額約8000万円 ・補助額約4000万円 ■システムの概要 多品種のステンレス製板金製品のおける溶接と研磨をロボットで自動化。 水漏れが許されない高品質な溶接と、職人の研磨による外観品質をロボットで実現した事例。 ◎協働ロボット投入時に利用すべき”補助金”の存在 ここでいう”補助金”とは、国が設けている補助金制度のことを指します。 今回取り上げる事業再構築補助金とは、新型コロナウイルス感染症の影響によって経営が 困難になった中小企業等に対して、事業再構築のための支援を行うために、国が設けた補助 金制度です。 具体的には、以下のような事業再構築に必要な取り組みにかかる費用が対象となります。 生産プロセスの変革や設備の改善 商品・サービスの開発・改良 ITシステムの改善・導入 新規事業の開発・展開 補助額は、事業者の経営状況や補助対象となる取り組み内容によって異なりますが、最大で 1億円まで支給されることがあります。 補助額と補助率は以下の通りです。 ■補助額 中小企業者等、中堅企業等ともに 【従業員数20人以下】100万円~2,000万円 【従業員数21~50人】100万円~4,000万円 【従業員数51~100人】100万円~6,000万円 【従業員数101人以上】100万円~7,000万円 ■補助率 中小企業者等1/2 中堅企業等1/3 成長枠(旧通常枠)の他にも様々な枠があります。 緊急対策枠 回復・再生応援枠 最低賃金枠 産業構造転換枠(新設) サプライチェーン強靱化枠(新設) グリーン成長枠(要件緩和) 自社に適合した枠を見極めて申請する必要があります。 6.未経験でも協働ロボットを導入する方法 ロボットや自動化において全く知識の無い状態で協働ロボット導入を検討するのは難しいことです。 協働ロボットの導入においては自社の作業工程、製品特性、生産実績等を理解して協働ロボットを活用する工程、製品を決めることが重要です。 協働ロボットは購入するだけでは何の仕事も出来ません。 協働ロボットを活用するために適切な工程、適切な製品を把握し、適切な周辺機器を選定し、適切なセットアップをしてこそ協働ロボットは価値を発揮します。 まずは、自社の状況、ニーズを把握し活用条件を決めることから始めましょう。 と言っても、何から初めて良いか分からない方も多いはず。 工場AI・ロボット.comを運営している㈱船井総合研究所では、これらの現状分析から活用条件の決定、協働ロボット活用構想の立案、投資対効果試算シミュレーション、適切なロボットメーカーの選定、適切なシステムインテグレータの選定、メーカー及びインテグレータとの打ち合わせ、導入後のアフターフォローまで一貫してお手伝いすることが可能です。 まずはオンラインにて無料で御社の協働ロボット活用の可能性を診断致します。 ■最短半年でロボット導入を成功させる方法 ▼事例レポート無料ダウンロードお申し込みはこちら▼ https://www.funaisoken.co.jp/dl-contents/smart-factory_smart-factory_00145 【このような方にオススメ】 多品種少量生産だがロボットを活用したい ロボットの導入は未経験だがチャレンジしたい 技術員が不在でロボット導入に工数をかけられないが今後は従業員にもロボットを扱えるスキルを身に着けて欲しい 残業が状態化しており、作業員が不足しているため生産性を向上させたい 大きな投資に不安を抱いており、なかなか実行できないのでなるべくコストを抑えてロボットを導入したい   ■オンラインセミナー開催のお知らせ 多品種少量生産機械加工業のAI&ロボット活用!社長セミナー ▼セミナーお申し込みはこちら▼ https://www.funaisoken.co.jp/seminar/082088 【このような方にオススメ】 マシニングセンタ・NC旋盤・各種加工機等を保有している機械加工業の社長様 従業員100名以下で多品種少量生産している機械加工業の社長様 熟練技術・職人的な業務、属人化している工程が多い機械加工業の社長様 人手の掛かる工程や手間・工数が掛かる工程が多い機械加工業の社長様 AI&ロボットにこれから取り組みたいが、どのように始めれば良いか分からない社長様 【開催日程】 全てオンライン開催となります 2022/02/03 (木) 13:00~15:00 2022/02/08 (火) 13:00~15:00 2022/02/15 (火) 13:00~15:00 2022/02/17 (木) 13:00~15:00 お申し込みはこちらから⇒ https://www.funaisoken.co.jp/seminar/082088   [sc name="automation-robot"][/sc] [sc name="cobot"][/sc]

中小企業・中小製造業におけるロボット導入のポイントを解説

2020.07.30

ご存じの通り、中小企業においても自動化・ロボット化による生産性向上及び省力化、省人化が急務となっており「なんとかしなくては」と考えている経営者も多いかと思います。 今回は初めてロボットを導入する際の「勘どころ」を解説していきます。 1.中小企業におけるロボット導入の必要性と役割 中小製造業において課題となっている重要な項目の一つが人手不足です。 従業員100名以下の企業に関しては人手不足が最重要課題であることも少なくありません。 熟練作業者の高齢化、作業の属人化、若手作業者の定着率悪化、退職率増加、新規採用応募者の減少、など人手不足は深刻な状況になりつつあります。そのような背景の中、中小企業においてロボットはどのような役割を果たすのでしょうか? 中小製造業におけるロボットの役割として大きく3つのポイントが挙げられます。 ①人による作業の代替えによる生産性向上・省人化・省力化 ②熟練作業者の高付加価値作業への配置転換 ③若手技術者の育成による企業の成長 まず、真っ先に挙げられるのが①生産性向上・省人化・省力化です。 これについてはしっかりと「数字」でコストメリットを試算して導入効果の検証をしていく必要があります。 この段階で検証を誤ると、導入したけど何の効果も無かった、ただスペースを圧迫するだけのオブジェになってしまった、なんて言うことにもなりかねません。 さらに、中小製造業においては多品種少量生産が一般的である場合も多いため一つのロボットシステムでいかに多品種に対応できるか、も重要なポイントになってきます。 月に何万台も生産する自動車部品の量産ラインのような工程では単一品種の対応で大きなメリットが出ますが、月100個の製品を10品種、同一の機械で生産するような多品種少量型の町工場においては、一つのロボットシステム(低投資)で多品種対応(高利益)が求められるため、作業改善や作業方法の変更、設備レイアウトの変更等様々な改善を組み合わせてロボット導入を検討する必要があります。 次に、②熟練作業者の高付加価値作業への配置転換、③若手技術者の育成による企業の成長です。前述のように生産性が向上し省人化が実現したところで、現在の従業員に退職を迫るわけにはいきません。 そこで、ロボットにより手の空いた熟練作業者は、より付加価値の高い作業への配置転換を行います。中小企業が得意とする「職人の技術」です。 ロボットが出来ることはロボットが、人間にしか出来ないことは人間が、そのように作業を分担して、より短納期でより高品質な製品を提供する、中小企業としての強み(技術)を生かした戦略です。 さて、若手技術者の不足は中小企業において深刻な問題です。入社して半年も経たずに辞めてしまう、待遇を改善したが次の若手を雇っても同じように辞めてしまう、そのように若手が育たないので新しいシステムを導入しても扱える人間がいない、メンテナンスできる人間がいない、さらに新たな技術の導入に手が出せない、と悪循環に陥っていきます。 そこでロボット等の最新技術のオペレーター、技術担当者として若手を採用し「やりがい」や「目標・目的」を持って業務に取り組んでもらうことで若手社員本人としての成長と共に企業として成長していくとこが中小製造業におけるロボット導入のポイントであると考えます。 2.中小企業におけるロボット導入の注意点 では、中小企業においてロボット導入を検討する際に注意しなければいけない点とはどのような事があるのでしょうか? 先にも記載した通りまずは、「数字」でコストメリットを試算、するとこが重要な点となってきます。 生産量、工数、利益、等々様々な要因を数字で集めて分析し、どの製品のどの工程をロボット化していくのか、まずはざっくりと決めていきます。 製品と工程が決まったらさらにその工程を細かく分解して、どれくらいの工数がかかっているか、作業一つ一つの作業時間を出していきます。そのように分割した作業の中でロボットに行わせる作業を決めていきます。 この時点ではあくまでも仮の決定で、ある程度のビジョンを持って導入を計画していくための準備です。 さて、ここからが本題です。 重要なことが二つ、一つ目は優秀なシステムインテグレーター(SIer)を選定することです。 SIerとはロボットシステムや自動化システム等の提案、設計、導入、立ち上げを一手に担ってくれるメーカーや業者の総称です。 例えば、全く同じ工程のロボット化を何社かのSIerに依頼した場合でも、提案内容や導入コストに大きく差が出る場合があります。 これはSIerの「提案力」の差によるものです。機械設計や電気設計はある程度ノウハウ化されそれほど差が出るものではありませんが、この「提案力」は個々の経験とアイデアによる差が顕著に出るものです。 そういった観点から、提案力のある優秀なSIerを選定することが重要なことの一つになってきます。 二つ目はユーザーの分析力です。ここでいう分析とは、例えば大量の数字を集めて傾向を発見する、とかそのような小難しい分析ではなく、実際に現場ではどのように作業が行われているのか、を分析する力です。 ロボット導入となると、現場で作業をしている作業者が実際に打ち合わせに加わったり、一緒にシステム構成を考えたり、というのは生産があるため非常に困難であるため、経営者自らが構想設計から打ち合わせ立ち上げまで、一人でこなしていくケースも多いかと思います。 このような場合に起こりうるのが、把握している作業と実際の現場作業との差です。良くも悪くも、現場作業員が決められた作業手順(作業標準)通りに作業をしているとは限らないからです。 この実際の現場作業の確認(分析)を怠るとロボットシステム導入後に思っていた通りに物が出来ない、試算した通りに生産が進まない等の問題が発生します。現場作業員も「勝手に作業方法を変えられた!」と感じモチベーションも下がってしまいます。そのような問題を起こさないためにも現場分析が重要となってきます。現場分析=現場作業者とのコミュニケーション、であるとも言えます。その現場分析をもとにユーザーからSIerへ要望を出す(ある意味提案する)、その要望(提案)を受けてSIerが実現可能な方法を提案する、といった流れに乗れると良いシステムが作られていきます。 逆に言うと、いかに優秀なSIerとて、ユーザーから要望(提案)が無ければ良い提案が出来ないということです。 3.おわりに 昨今では、SIer側としても上記のような状態を認識し、提案型営業の必要性が問われています。しかしやはりSIerが実際に現場に立って作業分析をすることは困難でしょう。 ロボットだけを買ってきても何の価値も生まない、いかに価値を生み出すロボットシステムを生み出せるかはユーザーの現場分析力(提案力)にかかっている、といっても過言でありません。 このように、ロボットのような最新技術とはいえ「3現主義」のようなモノづくりの基本を大前提において導入を進めることが必要です。 ロボットについて何の知識もないから、とか、難しいことは分からないから、と投げ出してしまうのではなく、良いロボットシステムを作り上げるためには今まで現場で培ってきた経験が必要である、と認識し各々の現場にあったシステムを導入していくのが中小企業・中小製造業におけるロボット導入の「勘どころ」と言えるでしょう。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 自動化・ロボット化事例集 vol.2 本事例集は、全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をまとめたものとなります。 これから自動化・ロボット化に取組もうと考える皆さまに、 「工場にロボット・IoTを導入する」ための具体的なノウハウを、 事例を通して知っていただくことを目的に作成しました。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/ ご存じの通り、中小企業においても自動化・ロボット化による生産性向上及び省力化、省人化が急務となっており「なんとかしなくては」と考えている経営者も多いかと思います。 今回は初めてロボットを導入する際の「勘どころ」を解説していきます。 1.中小企業におけるロボット導入の必要性と役割 中小製造業において課題となっている重要な項目の一つが人手不足です。 従業員100名以下の企業に関しては人手不足が最重要課題であることも少なくありません。 熟練作業者の高齢化、作業の属人化、若手作業者の定着率悪化、退職率増加、新規採用応募者の減少、など人手不足は深刻な状況になりつつあります。そのような背景の中、中小企業においてロボットはどのような役割を果たすのでしょうか? 中小製造業におけるロボットの役割として大きく3つのポイントが挙げられます。 ①人による作業の代替えによる生産性向上・省人化・省力化 ②熟練作業者の高付加価値作業への配置転換 ③若手技術者の育成による企業の成長 まず、真っ先に挙げられるのが①生産性向上・省人化・省力化です。 これについてはしっかりと「数字」でコストメリットを試算して導入効果の検証をしていく必要があります。 この段階で検証を誤ると、導入したけど何の効果も無かった、ただスペースを圧迫するだけのオブジェになってしまった、なんて言うことにもなりかねません。 さらに、中小製造業においては多品種少量生産が一般的である場合も多いため一つのロボットシステムでいかに多品種に対応できるか、も重要なポイントになってきます。 月に何万台も生産する自動車部品の量産ラインのような工程では単一品種の対応で大きなメリットが出ますが、月100個の製品を10品種、同一の機械で生産するような多品種少量型の町工場においては、一つのロボットシステム(低投資)で多品種対応(高利益)が求められるため、作業改善や作業方法の変更、設備レイアウトの変更等様々な改善を組み合わせてロボット導入を検討する必要があります。 次に、②熟練作業者の高付加価値作業への配置転換、③若手技術者の育成による企業の成長です。前述のように生産性が向上し省人化が実現したところで、現在の従業員に退職を迫るわけにはいきません。 そこで、ロボットにより手の空いた熟練作業者は、より付加価値の高い作業への配置転換を行います。中小企業が得意とする「職人の技術」です。 ロボットが出来ることはロボットが、人間にしか出来ないことは人間が、そのように作業を分担して、より短納期でより高品質な製品を提供する、中小企業としての強み(技術)を生かした戦略です。 さて、若手技術者の不足は中小企業において深刻な問題です。入社して半年も経たずに辞めてしまう、待遇を改善したが次の若手を雇っても同じように辞めてしまう、そのように若手が育たないので新しいシステムを導入しても扱える人間がいない、メンテナンスできる人間がいない、さらに新たな技術の導入に手が出せない、と悪循環に陥っていきます。 そこでロボット等の最新技術のオペレーター、技術担当者として若手を採用し「やりがい」や「目標・目的」を持って業務に取り組んでもらうことで若手社員本人としての成長と共に企業として成長していくとこが中小製造業におけるロボット導入のポイントであると考えます。 2.中小企業におけるロボット導入の注意点 では、中小企業においてロボット導入を検討する際に注意しなければいけない点とはどのような事があるのでしょうか? 先にも記載した通りまずは、「数字」でコストメリットを試算、するとこが重要な点となってきます。 生産量、工数、利益、等々様々な要因を数字で集めて分析し、どの製品のどの工程をロボット化していくのか、まずはざっくりと決めていきます。 製品と工程が決まったらさらにその工程を細かく分解して、どれくらいの工数がかかっているか、作業一つ一つの作業時間を出していきます。そのように分割した作業の中でロボットに行わせる作業を決めていきます。 この時点ではあくまでも仮の決定で、ある程度のビジョンを持って導入を計画していくための準備です。 さて、ここからが本題です。 重要なことが二つ、一つ目は優秀なシステムインテグレーター(SIer)を選定することです。 SIerとはロボットシステムや自動化システム等の提案、設計、導入、立ち上げを一手に担ってくれるメーカーや業者の総称です。 例えば、全く同じ工程のロボット化を何社かのSIerに依頼した場合でも、提案内容や導入コストに大きく差が出る場合があります。 これはSIerの「提案力」の差によるものです。機械設計や電気設計はある程度ノウハウ化されそれほど差が出るものではありませんが、この「提案力」は個々の経験とアイデアによる差が顕著に出るものです。 そういった観点から、提案力のある優秀なSIerを選定することが重要なことの一つになってきます。 二つ目はユーザーの分析力です。ここでいう分析とは、例えば大量の数字を集めて傾向を発見する、とかそのような小難しい分析ではなく、実際に現場ではどのように作業が行われているのか、を分析する力です。 ロボット導入となると、現場で作業をしている作業者が実際に打ち合わせに加わったり、一緒にシステム構成を考えたり、というのは生産があるため非常に困難であるため、経営者自らが構想設計から打ち合わせ立ち上げまで、一人でこなしていくケースも多いかと思います。 このような場合に起こりうるのが、把握している作業と実際の現場作業との差です。良くも悪くも、現場作業員が決められた作業手順(作業標準)通りに作業をしているとは限らないからです。 この実際の現場作業の確認(分析)を怠るとロボットシステム導入後に思っていた通りに物が出来ない、試算した通りに生産が進まない等の問題が発生します。現場作業員も「勝手に作業方法を変えられた!」と感じモチベーションも下がってしまいます。そのような問題を起こさないためにも現場分析が重要となってきます。現場分析=現場作業者とのコミュニケーション、であるとも言えます。その現場分析をもとにユーザーからSIerへ要望を出す(ある意味提案する)、その要望(提案)を受けてSIerが実現可能な方法を提案する、といった流れに乗れると良いシステムが作られていきます。 逆に言うと、いかに優秀なSIerとて、ユーザーから要望(提案)が無ければ良い提案が出来ないということです。 3.おわりに 昨今では、SIer側としても上記のような状態を認識し、提案型営業の必要性が問われています。しかしやはりSIerが実際に現場に立って作業分析をすることは困難でしょう。 ロボットだけを買ってきても何の価値も生まない、いかに価値を生み出すロボットシステムを生み出せるかはユーザーの現場分析力(提案力)にかかっている、といっても過言でありません。 このように、ロボットのような最新技術とはいえ「3現主義」のようなモノづくりの基本を大前提において導入を進めることが必要です。 ロボットについて何の知識もないから、とか、難しいことは分からないから、と投げ出してしまうのではなく、良いロボットシステムを作り上げるためには今まで現場で培ってきた経験が必要である、と認識し各々の現場にあったシステムを導入していくのが中小企業・中小製造業におけるロボット導入の「勘どころ」と言えるでしょう。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 自動化・ロボット化事例集 vol.2 本事例集は、全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をまとめたものとなります。 これから自動化・ロボット化に取組もうと考える皆さまに、 「工場にロボット・IoTを導入する」ための具体的なノウハウを、 事例を通して知っていただくことを目的に作成しました。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/

産業用ロボットの種類と市場規模

2020.06.18

近年では、様々な業界においてロボットが用いられるようになってきています。 その背景には将来的な人口減少により生産年齢人口が減少することや、顧客のニーズを満たすようなロボットを、製造することが出来るまでに技術が発展していることなどが、挙げられます。 ロボットと一口に言っても産業用ロボット・家電ロボット・手術支援ロボット・医療支援ロボットなど様々な種類がありますが、その中でも最も注目を集めているのが産業用ロボットです。 では、「産業用ロボット」とは一体どういうものなのでしょうか? 1.産業用ロボットとは? 産業用ロボットの説明に入る前に、まずはロボットの定義を共有したいと思います。 ロボットの定義は明確に定まっている訳ではなく所々で色々な定義がされていますが、定義の一つに、“人の代わりに何等かの作業を自律的に行う装置、もしくは機械のこと。”とあります。 そのロボットの中で、注目されている産業用ロボットは、「自動制御され、再プログラム可能で、多目的なマニピュレーターであり、3軸以上でプログラム可能で、1か所に固定してまたは運動機能をもって産業自動化の用途に用いられるロボット」と日本工業規格JISで定義されています。 マニピュレーターとは人の手や腕の代わりに作業する機構を指します。このような産業用ロボットは、資金が潤沢な大企業のみが導入できるものと考えられてきましたが、近年では規模が小さい中小企業においてもロボット導入が可能となっています。 まだまだ多くの方が、ロボット化をただの単品大量生産の自動化だと考えていますが、それは大きな間違いです。 特に中小企業にとってロボット化とは ・売上UP・付加価値UP・生産性UP ・熟練業務の伝承・継承 ・優秀な若手の採用強化・教育育成 ・新規顧客の開拓 ・人手不足の解消 ・ロボットによる3K業務の代替 であり大きなメリットがあります。 2.産業用ロボットに関する市場を調査 先述の通り、産業用ロボットは今非常に注目を集めています。 IFR (国際ロボット連盟)のレポートによると、過去5 年で世界の産業用ロボットの販売台数は2 倍になるといわれています。その背景として、日本・韓国・欧州等における労働力人口減少や中国・新興国等における賃金上昇や品質向上ニーズ拡大等が挙げられます。 IFRのWorld Robotics Report によると、2017 年に世界の産業用ロボットの出荷台数は過去最高となる381,000 台を記録し、前年比30%増となりました。ロボットの年間販売台数は下記の図をみてもわかるように、年々増加しており1 年あたり平均14%増となっています。 *2009~2017年と2018~2021年の世界全体の産業用ロボットの推移年間販売数 出展:国際ロボット連盟2018 また、日本ロボット工業会の統計を見ても、国内メーカーの18年の受注額は9623億円で、前年比5,5%増加しました。6連続の前年比増加で、過去最高を記録しています。 日本は、世界一の産業用ロボット生産国ですが、2017 年に日本メーカーは世界の販売台数の56%を占めました。 輸出比率は 45%の増加を記録し、輸出先は北米や中国、韓国、ヨーロッパです。 日本以外で注目すべき国としては、中国です。近年、中国を中心としたアジア市場が産業用ロボット市場の大きな成長源となっています。 中国は既に稼働台数において日本に次ぐ世界第2位となっていますが、工場労働者1人当たりの台数は少なく、ロボットの導入余地が大きいと考えられ、今後日本を抜いていくことが予想されます。 ここまで数字面で、産業用ロボットが注目される根拠を説明してきましたが、ここからは社会的な面からも見ていきたいと思います。 国際ロボット連盟の会長である津田純嗣は以下のように述べています。 「産業用ロボットは製造業の進歩に欠かせない重要な役割を担っています。ロボットは、視覚認識やスキル学習、AIを用いた故障予測、マン・マシン・コラボレーションという新たな概念、そして容易なプログラミングなどの多くの最新のテクノロジー と共に進化を遂げています。こうしたテクノロジーは、製造業の生産性の向上と、ロボット応用分野の拡大に寄与するでしょう。IFRの予測では、世界中の工場へのロボットの年間導入台数は2021年に約630,000台に到達することが見込まれます。」 OECDの調査によると、テクノロジーを効果的に採用している企業は、採用していない企業よりも10倍生産性が高いことが示されており、津田会長が言うように産業用ロボットは製造業の進歩に必要不可欠であると考えられます。 また、昨今のコロナウイルスの影響により自動化は今後より進んでいくと考えられます。IFRや経済学者らはコロナ危機は、ロボットが産業と社会にもたらす重要な貢献を強調しているとの考えを示しています。 3.産業用ロボットの種類 産業用ロボットは幅広い分野で活用されていますが、一口に産業用ロボットといっても様々なタイプがあります。 ・垂直多関節ロボット 人間の腕に似た構造で自由度が高く、最も普及しているタイプの産業用ロボットです。 軸の数が多く、動作の自由度が非常に高いということから様々な作業を行うことができます。 自由度が高いことから、対象とするワークを回り込んでの作業も得意で、搬送・溶接・塗装・組立等多くの工程で導入されています。 ただ、多軸で自由度が高い半面、制御がやや複雑になります。 ・水平多関節ロボット(スカラロボット) 水平(スカラ)方向の動きに特化したロボットです。 最も主流となっているのが4軸のロボットで、関節は回転軸が全て垂直に揃っているため、必ずアームの先端が水平面内を移動します。 例えばものをつかみ上げる場合は、ハンドを対象物の真上まで動かし、垂直の直線軸でハンドを近づけます。 複雑な動作はできませんが、上下方向の剛性が高く、水平方向への柔軟性を持っているため、部品の押し込み作業などの組立工程に適しています。 ウエハの搬送や、基板を組み立てる際など用途は多岐に渡ります。 ・パラレルリンクロボット 並列なリンクを介して1点の動きを制御する方法(パラレルメカニズム)を使った産業用ロボットです。 複数モーターの出力を1点に集中させ、各関節が直接先端を制御するため、高精度・高出力で、非常に高速に動けるという特徴があります。 そのため、ベルトコンベヤーの上に取り付けられ、流れてくる製品を高速でピックアップして搬送することができます。 ・直交ロボット 直角に組み合わせた直線軸からなるシンプルなロボットです。 作業を施す範囲に対し、設置面積が広くなってしまうというデメリットはありますが、スライド機構による動作になるため、回転がないという特徴があります。 また、複雑な動作はできない代わりに、シンプルで安価であるといったことも特徴として挙げられます。 直行ロボットは重量物の搬送や、基板の組み立てなどに使用されています。最近では、単体で導入するのではなく、多関節ロボットと組み合わせて導入し、使われることが増えてきています。 そのほかにも、液晶パネルの搬送などに利用されている、「円筒座標型ロボット」や 産業用ロボットの元祖である「極座標型ロボット」等様々なロボットがあります。 また、産業用ロボットといっても、「協業ロボット」や「双腕ロボット」など、一般的な産業用ロボットとは違ったタイプのロボットもあります。 このように、産業用ロボットは今非常に注目を集めています。 今後、産業用ロボットによる自動化はより進んでいくことでしょう。 本記事では産業用ロボットの市場について解説しました。 他の記事では、中小企業がロボット化を実現している事例なども紹介しておりますから、ロボット化をお考えの方のきっとお役に立つことと思います。 是非一度、ご覧になって下さい。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 自動化・ロボット化事例集 vol.2 本事例集は、全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をまとめたものとなります。 これから自動化・ロボット化に取組もうと考える皆さまに、 「工場にロボット・IoTを導入する」ための具体的なノウハウを、 事例を通して知っていただくことを目的に作成しました。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/ 近年では、様々な業界においてロボットが用いられるようになってきています。 その背景には将来的な人口減少により生産年齢人口が減少することや、顧客のニーズを満たすようなロボットを、製造することが出来るまでに技術が発展していることなどが、挙げられます。 ロボットと一口に言っても産業用ロボット・家電ロボット・手術支援ロボット・医療支援ロボットなど様々な種類がありますが、その中でも最も注目を集めているのが産業用ロボットです。 では、「産業用ロボット」とは一体どういうものなのでしょうか? 1.産業用ロボットとは? 産業用ロボットの説明に入る前に、まずはロボットの定義を共有したいと思います。 ロボットの定義は明確に定まっている訳ではなく所々で色々な定義がされていますが、定義の一つに、“人の代わりに何等かの作業を自律的に行う装置、もしくは機械のこと。”とあります。 そのロボットの中で、注目されている産業用ロボットは、「自動制御され、再プログラム可能で、多目的なマニピュレーターであり、3軸以上でプログラム可能で、1か所に固定してまたは運動機能をもって産業自動化の用途に用いられるロボット」と日本工業規格JISで定義されています。 マニピュレーターとは人の手や腕の代わりに作業する機構を指します。このような産業用ロボットは、資金が潤沢な大企業のみが導入できるものと考えられてきましたが、近年では規模が小さい中小企業においてもロボット導入が可能となっています。 まだまだ多くの方が、ロボット化をただの単品大量生産の自動化だと考えていますが、それは大きな間違いです。 特に中小企業にとってロボット化とは ・売上UP・付加価値UP・生産性UP ・熟練業務の伝承・継承 ・優秀な若手の採用強化・教育育成 ・新規顧客の開拓 ・人手不足の解消 ・ロボットによる3K業務の代替 であり大きなメリットがあります。 2.産業用ロボットに関する市場を調査 先述の通り、産業用ロボットは今非常に注目を集めています。 IFR (国際ロボット連盟)のレポートによると、過去5 年で世界の産業用ロボットの販売台数は2 倍になるといわれています。その背景として、日本・韓国・欧州等における労働力人口減少や中国・新興国等における賃金上昇や品質向上ニーズ拡大等が挙げられます。 IFRのWorld Robotics Report によると、2017 年に世界の産業用ロボットの出荷台数は過去最高となる381,000 台を記録し、前年比30%増となりました。ロボットの年間販売台数は下記の図をみてもわかるように、年々増加しており1 年あたり平均14%増となっています。 *2009~2017年と2018~2021年の世界全体の産業用ロボットの推移年間販売数 出展:国際ロボット連盟2018 また、日本ロボット工業会の統計を見ても、国内メーカーの18年の受注額は9623億円で、前年比5,5%増加しました。6連続の前年比増加で、過去最高を記録しています。 日本は、世界一の産業用ロボット生産国ですが、2017 年に日本メーカーは世界の販売台数の56%を占めました。 輸出比率は 45%の増加を記録し、輸出先は北米や中国、韓国、ヨーロッパです。 日本以外で注目すべき国としては、中国です。近年、中国を中心としたアジア市場が産業用ロボット市場の大きな成長源となっています。 中国は既に稼働台数において日本に次ぐ世界第2位となっていますが、工場労働者1人当たりの台数は少なく、ロボットの導入余地が大きいと考えられ、今後日本を抜いていくことが予想されます。 ここまで数字面で、産業用ロボットが注目される根拠を説明してきましたが、ここからは社会的な面からも見ていきたいと思います。 国際ロボット連盟の会長である津田純嗣は以下のように述べています。 「産業用ロボットは製造業の進歩に欠かせない重要な役割を担っています。ロボットは、視覚認識やスキル学習、AIを用いた故障予測、マン・マシン・コラボレーションという新たな概念、そして容易なプログラミングなどの多くの最新のテクノロジー と共に進化を遂げています。こうしたテクノロジーは、製造業の生産性の向上と、ロボット応用分野の拡大に寄与するでしょう。IFRの予測では、世界中の工場へのロボットの年間導入台数は2021年に約630,000台に到達することが見込まれます。」 OECDの調査によると、テクノロジーを効果的に採用している企業は、採用していない企業よりも10倍生産性が高いことが示されており、津田会長が言うように産業用ロボットは製造業の進歩に必要不可欠であると考えられます。 また、昨今のコロナウイルスの影響により自動化は今後より進んでいくと考えられます。IFRや経済学者らはコロナ危機は、ロボットが産業と社会にもたらす重要な貢献を強調しているとの考えを示しています。 3.産業用ロボットの種類 産業用ロボットは幅広い分野で活用されていますが、一口に産業用ロボットといっても様々なタイプがあります。 ・垂直多関節ロボット 人間の腕に似た構造で自由度が高く、最も普及しているタイプの産業用ロボットです。 軸の数が多く、動作の自由度が非常に高いということから様々な作業を行うことができます。 自由度が高いことから、対象とするワークを回り込んでの作業も得意で、搬送・溶接・塗装・組立等多くの工程で導入されています。 ただ、多軸で自由度が高い半面、制御がやや複雑になります。 ・水平多関節ロボット(スカラロボット) 水平(スカラ)方向の動きに特化したロボットです。 最も主流となっているのが4軸のロボットで、関節は回転軸が全て垂直に揃っているため、必ずアームの先端が水平面内を移動します。 例えばものをつかみ上げる場合は、ハンドを対象物の真上まで動かし、垂直の直線軸でハンドを近づけます。 複雑な動作はできませんが、上下方向の剛性が高く、水平方向への柔軟性を持っているため、部品の押し込み作業などの組立工程に適しています。 ウエハの搬送や、基板を組み立てる際など用途は多岐に渡ります。 ・パラレルリンクロボット 並列なリンクを介して1点の動きを制御する方法(パラレルメカニズム)を使った産業用ロボットです。 複数モーターの出力を1点に集中させ、各関節が直接先端を制御するため、高精度・高出力で、非常に高速に動けるという特徴があります。 そのため、ベルトコンベヤーの上に取り付けられ、流れてくる製品を高速でピックアップして搬送することができます。 ・直交ロボット 直角に組み合わせた直線軸からなるシンプルなロボットです。 作業を施す範囲に対し、設置面積が広くなってしまうというデメリットはありますが、スライド機構による動作になるため、回転がないという特徴があります。 また、複雑な動作はできない代わりに、シンプルで安価であるといったことも特徴として挙げられます。 直行ロボットは重量物の搬送や、基板の組み立てなどに使用されています。最近では、単体で導入するのではなく、多関節ロボットと組み合わせて導入し、使われることが増えてきています。 そのほかにも、液晶パネルの搬送などに利用されている、「円筒座標型ロボット」や 産業用ロボットの元祖である「極座標型ロボット」等様々なロボットがあります。 また、産業用ロボットといっても、「協業ロボット」や「双腕ロボット」など、一般的な産業用ロボットとは違ったタイプのロボットもあります。 このように、産業用ロボットは今非常に注目を集めています。 今後、産業用ロボットによる自動化はより進んでいくことでしょう。 本記事では産業用ロボットの市場について解説しました。 他の記事では、中小企業がロボット化を実現している事例なども紹介しておりますから、ロボット化をお考えの方のきっとお役に立つことと思います。 是非一度、ご覧になって下さい。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 自動化・ロボット化事例集 vol.2 本事例集は、全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をまとめたものとなります。 これから自動化・ロボット化に取組もうと考える皆さまに、 「工場にロボット・IoTを導入する」ための具体的なノウハウを、 事例を通して知っていただくことを目的に作成しました。 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/