サーキットブレーカー自動化のためのロボット統合 | Benlong

世界的な自動化製造へのシフトは ロボティクスシステム統合 低電圧電気業界の工場オーナーや調達マネージャーの間で最も検索される能力の一つとなっています。残留電流遮断器、残留電流装置、空調回路、MCB、および産業用ロボットの製造業者は、運用の自動化に向けて何に取り組むべきでしょうか？彼らは自動化するかどうかの問題を超え、産業用ロボット、部品供給装置、センサー、コントローラーを用いた統合プロセスの構築方法を理解しようとしています。.

本記事では、ロボティクスシステム統合の詳細な説明、なぜインド、トルコ、ブラジルがこの技術に注目しているのか、そしてBenlong Automationがプロセスで使用する産業用ロボット技術を生産する企業について紹介します。また、業界の現状を示す例として、MCBハンドルの組み立てにおけるこの技術の応用についても説明しています。.

ロボティクスシステム統合の概念定義

簡単に言えば、ロボティクスシステム統合とは、産業用ロボットを生産プロセスの他の構成要素に技術的に連結し、一つのユニットとして機能させるプロセスを指します。単体のロボットアームはほとんど役に立ちません。その真価は、適切な場所に設置され、特定の機能にプログラムされ、適切な部品取り扱い装置を備え、センサーやカメラで指示され、中央コントローラーによって生産チェーンの各リンクに作業開始の指示が出されるときに発揮されます。この調整を設計し、制御ロジックを書き、機械的枠組みを構築し、顧客工場で完成したラインを立ち上げる企業は ロボティクスシステムインテグレーター.

低電圧電気製造業者にとっては、ロボットのピックアンドプレースやマテリアルハンドリングアームを振動ボウルフィーダー、精密機械、リベットや溶接ステーション、試験ベンチ、マーキング機械などの部品と組み合わせることが一般的です。ロボットは単独で動作するのではなく、他の装置と連携して動作します。違いを生むのは後者の統合方法です。したがって、購入者は単一ロボットのブランドよりも、その背後にある ロボットシステム統合 の品質を重視すべきです。.

統合ラインは2つのレベルで構成されていると考えると便利かもしれません。ハードウェアレベルは、ロボット、フィーダー、治具、コンベヤー、検査ステーション、安全ガードなど、目に見える機器で構成されています。ソフトウェアレイヤーは、目に見えない要素で構成されており、PLCロジック、レシピおよび切り替え管理、センサーおよびビジョンデータ、そしてオペレーターが単一画面からシステムを制御できるインターフェースで構成されています。弱いハードウェアレベルは信頼性の低い機械の原因となり、弱いソフトウェアレイヤーは全く使用できない機械を生み出します。強力な統合とは、両方を正しく行うことを意味しますが、これは単にロボットをテーブルに取り付けるよりもはるかに複雑です。.

なぜ電気工場はロボティクス統合に投資しているのか

労働コストの上昇と熟練組立労働力の減少が主な2つの要因です。手動のハンドルリンクや接触リベットセルは、各シフトで5～10人の作業者を必要とすることがありますが、優れたロボットセルは1～2人のオペレーターがプロセスを管理するだけで同様の結果を達成できます。労働コストの削減だけで、2～3シフトの運用において1年未満で投資回収が可能であり、これが多くのサーキットブレーカ工場がこの種の設備で自動化に移行し始めている理由です。.

品質とトレーサビリティも重要な要素です。輸出市場は厳しく、ヨーロッパでの監査や湾岸地域での認証チェックに多くのサーキットブレーカが不合格になると、メーカーにとって契約全体を失う可能性があります。自動化ラインはすべてのサイクルを記録し、不良組立品を排除し、手動ラインでは達成できないデータ供給の追跡可能な履歴を提供します。インド、トルコ、ブラジル、中東に出荷する工場にとって、これは贅沢ではなく必須です。.

��目の要因はスループットです。注文量が工場の人員採用や訓練の速度を上回る場合、, 自動化システム統合 は、人数やエラー率の比例的な増加なしに規模を拡大する唯一の方法であることが多いです。適切に統合されたロボットラインは、予測可能なサイクルタイム、均一な品質、そして新しい注文が入るたびにプロセスを再発明するのではなく、実績のあるセルを複製することで能力を追加する能力を提供します。.

ベンロングオートメーションが統合するロボットブランド

ベンロングオートメーションの大口顧客向けラインにおけるロボットの設計選択は、ロボットの用途、負荷、動作速度、そして多くの場合顧客の要件に依存します。多くの多国籍企業はすでに世界中の生産拠点で特定のロボットブランドの使用を好み、ベンロングに対してスペアパーツの入手可能性や人員の訓練向上の観点からその選択に合ったロボットを選定するよう求めています。これが、ベンロングが特定のサプライヤーに依存せず、すべての人気ロボットプラットフォームと協働する理由です。同社が最も頻繁に使用しているブランドは、FANUC、KUKA、KAWASAKI、EPSON、ABBです。.

ファナック

FANUCは、その鮮やかな黄色のロボットで知られる日本のメーカーで、世界最大級の設置台数を誇り、信頼性、耐久性、そしてコンパクトな卓上型ロボットアームから強力な大型モデルまで多様な用途に対応可能な各種モデルで高く評価されています。FANUCのモデルは高速ピッキングなどの用途に信頼性があり、最小限のダウンタイムで連続稼働可能なロボットを求める顧客に人気があります。.

KUKA

KUKAは、そのオレンジ色のロボットで有名なドイツの企業で、自動車製造での実績を築き、柔軟な重荷重多関節ロボットの製造経験を製造業界にもたらしました。KUKAのロボットは、長距離のリーチ、大きな作業エリア、複数のロボットアームの動きを調整する必要がある作業に広く使用されています。KUKAはまた、顧客に非常に人気のある柔軟なプログラミングおよび制御プラットフォームを持っています。.

川崎

川崎重工業のロボティクス部門は、ロボット産業のパイオニアの一つです。同社のロボットは堅牢な構造と多用途性で知られており、物品の分配や組立など様々な作業を行うことができます。グローバルなサービスネットワークに支えられた信頼性の高いロボットを求めるメーカーは、川崎ロボティクスを選択します。.

エプソン

エプソンは、特に電気部品の組立に適したSCARAロボットおよび6軸ロボットで知られています。スイッチのような小さな部品を高速かつ正確に配置する必要があり、これがエプソンロボットの強みです。.

ABB

ABBはスウェーデンに本拠を置くエンジニアリンググループです。ABBのIRBロボットはほぼすべての製造業界向けに提供されており、そのプログラミングは優れたABBプログラミングシミュレーションソフトウェアによって支援されています。.

本質は、ある技術が他より優れているということではありません。システムインテグレーションの考え方は、各用途に最適なロボットを選択し、組立全体のプロセスが円滑に機能することを保証することにあります。.

回路遮断器組立ラインにおける一般的なロボット作業

自動化の新規購入者は通常、オートマトンが全作業を行うと考えがちです。実際には、ロボットは限られた専門的な機能のみを実行し、詳細な作業は専門のステーションが担当します。この分業の理解は、調達部門がプロジェクトを適切に定義するために不可欠です。.

電気組立ラインにおけるロボットの最も頻繁に行われる機能は、材料供給と積み込みであり、ロボットのアームが装置への供給やマガジンへの充填を担当し、ラインが常に材料で供給されることを保証します。機械の世話とは、組立または成形のステーションから部品を積み込むか積み下ろすことを意味します。搬送とは、ロボット装置が製造中の品目をコンベヤーベルトやオペレーターの代わりに一つの工程から次の工程へ移動させることを指します。テスト引き渡しは、完成品をテストおよび認証を行う装置に渡すことを含みます。エンドオブラインのパレタイズおよび箱詰めは、承認されたブレーカーの積み重ね、箱詰め、ラベリングの作業を指します。優れたインテグレーターはこれらすべての役割を最も安価で信頼性の高いソリューションに割り当てるため、単純なローダーやコンベヤーで十分な場合でもロボットが使用される傾向があります。.

隠れた価値：データ、ソフトウェア、マシンビジョン

ロボットを組み込むことの最も見落とされがちな利点はデータそのものです。各ロボットの動作、センサーの読み取り、拒否されたものはすべてタイムスタンプ付きで記録され、特定の装置に追跡されます。これにより、生産ラインはサーキットブレーカーの製造者にとって記録の金鉱となり、シフトごとの歩留まり、ステーションごとの欠陥、製造および出荷されたすべてのサーキットブレーカーの詳細な生産履歴情報を提供できるようになります。したがって、海外の顧客が輸出時の運用記録を含む情報を要求した場合でも、ボタン一つで利用可能です。.

マシンビジョンはすでにこのトレンドに加わっています。ロボットが操作するカメラは、ハンドルが正しく配置されているか、組立内のスプリングが正しい位置にあるか、ブロックのマーキングが見やすいかをチェックできます。フォトガイド付き作業セルのおかげで手動検査の必要性はなくなります。.

MCBハンドルリンク組立におけるロボティクス統合

これらの原則が実際にどのように機能するかを見るために、Benlongの実績あるステーションの一つを考えてみましょう： MCBハンドルリンク自動組立機. 。この機械は、精密ロータリーインデックステーブル、二重振動ボウルフィーダー、統合センサー、自動拒否機構を使用してミニチュアサーキットブレーカーの操作ハンドルと金属リンクを組み立てます。毎分30～50組立を実行し、3～5人の手作業オペレーターを置き換え、不良品を下流に流す前に除去し、手作業では達成できない一貫した出力を提供します。.

これ自体で高度に自動化されたセルですが、より大きな統合プロジェクトの中では、ロボットを追加してハンドルやリンクをフィーダーに積み込み、完成した組立品を次のステーションに搬送し、完成したブレーカーをパレタイズすることができます。これらすべては同じPLCによって調整されます。これが ロボティクス統合の本質です。：高性能な単独機械を取り込み、ほとんど手作業を必要としない連続したロボット支援のフローに織り込むこと。.

単一セルから完全統合ラインへ

ハンドルリンクステーションは単独で存在することはほとんどありません。完全な遮断器工場では、接点リベット打ち、アークチューブ組立、校正、磁気および熱トリップ試験、レーザーマーキング、仕分け・梱包と並んで配置されます。Benlongの MCB自動組立ライン はこれらの作業を単一の連続フローに統合し、ロボットとコンベヤーが中央制御のもとで部品をステーション間で移動させます。.

ラインのどの程度を自動化するかは、単なる決まりきったことではなく、真のビジネス上の課題です。完全自動化ラインでシフトあたり2名のオペレーターが利益を得るメーカーもあれば、資本コストを抑えるために特定の手作業工程を残す半自動化構成の方が適している場合もあります。Benlongの 完全自動化と半自動化組立の比較 はトレードオフを解説し、購入者が設計に着手する前に自社の生産量、予算、製品構成に合わせて自動化レベルを選択できるようにします。.

ロボティクスシステムインテグレーターの選び方

ロボットはコモディティですが、インテグレーションはそうではありません。2つのインテグレーターが同じFANUCやABBのアームを使っても、結果は大きく異なります。真の価値はプロセス知識、ツール設計、制御工学にあります。電気業界の購入者はパートナーを評価する際にいくつかの要素を慎重に検討すべきです。.

ドメイン専門知識は単なる規模より重要です。主に自動車ラインを構築するジェネラリストインテグレーターは遮断器部品の特性を理解していないかもしれませんが、数百のMCBおよびMCCBラインを構築したスペシャリストは問題が発生する前に予測します。Benlongは2008年以降、低電圧電気製品製造に注力しており、これはプロジェクトを短縮しリスクを低減するドメインの深さであり、同社の カスタム自動組立機械メーカー.

• ブランドの柔軟性 – FANUC、KUKA、川崎重工、エプソン、ABB、または顧客の通常の標準を検討する用意があり、一つのブランドに固執しないこと。.
  フルスコープ – すべてのエンジニアリング、ツール、ソフトウェア、試験、インテグレーションを一社で実施。.
  同様の製品での実績ある出力と効率を受入試験で確認。.
  グローバルサービスプログラム – 長期停止が許されない顧客向けの部品供給、診断、サービス。.

  資格あるパートナーであるためには、稼働中の機械を示し、現実的なサイクルタイムを提供し、顧客製品の手動生産と自動生産のROI比較分析を行うべきです。.

なぜ海外の購入者が需要を牽引しているのか

現在の需要の大部分は、製品を輸出する製造業者から来ています。インドでは、急速に増加しているMCBおよびRCCBの製造業者が、国家インフラプロジェクトや海外からの注文を実行するために、生産量と品質を同時に向上させる緊急の必要性に直面しています。トルコやブラジルでは、長い歴史を持つ製造業者が、低コスト輸入品の市場で競争力を維持し、製品の品質基準の向上に対応するために、古い手動ラインを近代化しています。これらすべての企業にとって、統合されたロボット自動化は同じ利点を提供します：生産性の向上、不良品の減少、労働コストの削減、そして国際的な買い手の要求を満たすために必要なトレーサビリティレベルの確保です。.

海外のインテグレーターと協力することは多くの実務的な問題を引き起こし、顧客が事前にそれらを考慮するのは正当なことです。リモートコミッショニング、明確な受け入れ手順、英語でのドキュメント、ビデオによるオペレーター訓練、そしてスペアパーツ供給の保証条件は、何千キロも離れた企業と仕事をする際に重要な課題となります。ここで専門の製造会社の経験が役立ちます。.

結論：統合こそが真の競争優位性である

ロボット統合は、回路遮断器および低電圧電気機器の製造業者にとって、効果的なロボットの集合体を生産ラインに変え、認証製品を生産するための重要なステップです。ロボットの製造元—FANUC、KUKA、Kawasaki、Epson、またはABB—は、適用されるエンジニアリングソリューションほど重要ではありません。Benlong Automationは、単一ドアキー・スイッチの生産からMCBの完全自動組立まで、どんなに複雑なタスクでも完璧に適合する特定のロボットプラットフォームを使用して、組立および試験ラインを設計、構築、実装することができました。.

自動化プロジェクトを実施したい場合、最初のステップはBenlongのエンジニアリングチームに連絡し、製品と期待される生産量を共有することです。この情報をもとに、エンジニアは最適なソリューションを開発し、手動生産と自動生産の投資収益率の完全な比較を行います。.

黄小雷 | Benlong Automation