NEU、ActiNavで人手不足を解決

2021年11月18日, 09:00

New England Union Company（NEU）は、配管および船舶向けの真鍮ネジ継手を製造する家族経営の鋳造・機械加工工場です。NEUは旧式の設備を最新のCNC工作機械に置き換えましたが、ロードアイランド州では生産人員の確保が課題のままです。

人手不足とサイクルタイムの増加に対処するため、同社はUniversal Robots（UR）のコボットUR10eと、集積システムActiNavを導入しました。これらは一晩中無人で稼働します。ActiNavにより、NEUは同じ人員数で生産性を高めることができます。

旧式の旋盤から最新のCNC工作機械への工場更新により品質は向上しましたが、サイクルタイムも長くなりました。これが納期に影響し、貴重な機械工を効率的に活用できない原因となりました。NEUは交代制の人員を増やさずに生産量を増やす必要があり、専門性の低い作業を自動化して、社員をCNC機械の段取りや品質管理など、より重要な業務に配置したいと考えていました。

NEUは協働ロボットの最初のプロジェクトで、UR10eとその内蔵のパレタイジング機能を使い、整列されたトレイから部品を取り出し、ネジ切り、穴あけなどの作業を行うCNC工作機械のガントリーシステムに供給しました。UR10eのアームは最大12.5kgを持ち上げることができ、最大リーチは1300mmです。

作業員がトレイに注文されたメッシュを載せるのに約1時間かかりましたが、コボットは人の介入なしに約8時間稼働できました。同社は、オペレーターなしで一晩中稼働できるシステムを必要としていました。NEUの副社長ブレント・ペティは振動式システムを検討しましたが、NEUの再現性の要件を満たせませんでした。そのときに彼はActiNavと出会いました。

「ActiNavの利点は、箱をそのまま装置の近くに持ってきて設定すれば、箱の中から直接ピッキングを開始できることです。事前に作ったトレイシステムに部品を並べるために、作業員がそこに立ち続ける必要はありません」
ブレント・ペティNEU副社長

2021年、URはロボット工学におけるイノベーションにより、ActiNavシステムでRBR50賞を受賞しました。UR+アプリケーションキットの「プラグアンドプロデュース（plug-and-produce）」は、一般的な用途へのコボット導入を簡単にします。ActiNavシステムの動作にはUR5eまたはUR10eのコボットが必要で、ユーザーが選択するエンドエフェクタ、さらに用途に応じたフレームまたは治具が必要です。セットにはActiNavソフトウェア、自律動作モジュールのコントローラ、URCapユーザーインターフェースソフトウェア、そして複数の3Dセンサーが含まれます。

ActiNavシステムは、ビジョン処理、衝突回避の動作計画、そしてリアルタイムの自律ロボット制御に対応できます。自律ピッキングはロボット工学でよくある用途ですが、「使いやすい」と呼ばれることはほとんどありません。自律ピッキングシステムの導入には通常、顧客が自分では行えない統合やプログラミングが必要です。

ActiNavはこの状況を変えました。導入にプログラミングのスキルは不要です。ActiNavはコボットのペンダントに備わったセットアップウィザードを使い、ティーチング・バイ・デモンストレーションの手法を採用しています。URによれば、システムは2時間未満で導入できるとのことです。

日中のシフトでは、作業員は必要に応じてバスケットをすばやく補充し、他の作業に戻ります。一日の終わりに、作業員は満杯のバスケットをActiNavシステムに運び、設定を確認して起動し、帰宅します。バスケットには、ロボットとCNC工作機械が一晩中人の介入なしに稼働できるだけの部品が入っています。朝、作業員は完成品の箱に戻ります。最後の部品の状態を確認し、完成した箱を在庫に移し、未加工部品を補充して、ロボットに作業を続けさせます。

ActiNavはまず箱を3Dスキャンします。次にRobotiq Hand-Eグリッパーを備えたUR-10eコボットが未加工部品を選び、再位置決め治具に置きます。URロボットは治具を振動させて部品を正確に揃え、CNC工作機械の中間装置であるガントリーシステムに載せられるようにします。工作機械からの信号を受けると、ロボットはガントリーシステムから完成品を取り出し、水に浸けて切削液を洗い流し、仕上げ用のトレイに投入します。その後ロボットは締め付け治具に戻り、正しい向きの未加工部品を掴んで、サイクルを再開するためにガントリーシステムへ置き、CNC機械にセットします。

NEUは現在ActiNavで10種類の部品を扱っていますが、30種類まで拡大する計画です。ActiNavは週5日、24時間稼働する予定で、これによりNEUは同じ人員数で需要に応えるための生産性を高められます。