組立と印刷を組み合わせたソリューション

ワイヤーデバイス製造会社における新しい生産ラインの当初の計画では、2つの独立したエリア（1つはスイッチを製造するための自動組立セル、もう1つはパッドプリンターを使用して組み立てられたフェイスプレートにマーキングを行うエリア）が含まれていました。この2つのエリアの間には、未印刷のスイッチのカートンを廊下を通って運ぶ人的搬送チェーンが設けられる予定でした。この物流は困難であり、仕掛品（つまり、完成待ちの在庫部品）のコストが高く、取り扱いミスによる材料の損傷の可能性も相当なものでした。最終的な計画では、スイッチの組立とパッド印刷を1つの生産ラインに統合することで廊下をなくし、スイッチの組立、印刷、検査、梱包を工程のどの段階でも待ち時間なしで行えるようにしました。これらの工程を統合することで、生産リードタイム（全工程の開始から終了までの時間）が33%短縮され、手作業による部品の損傷（つまり、傷や指紋）がなくなりました。.

これは、組み立てと印刷を組み合わせたプロセス、すなわち統合生産フローの基盤となる原理です。これは特定の機械を指すのではなく、製品の機械的組み立てと識別マーク（ブランド、評価、認証、説明書など）の貼付を、単一の整合性のある自動化システムに統合する設計コンセプトです。製品の組み立てとマーキングを行うあらゆる製造業者にとって、従来別々に行われてきたこれら2つのプロセスを組み合わせる方法を理解することは、コスト削減、品質向上、そして製造工場の簡素化への明確な道筋となります。.

組立・印刷複合システムとは何ですか？

組立・印刷一体型システムでは、完成品の製造は、一連の工程（供給、接合、固定、密封、検査など）と一連の仕上げ工程（パッド印刷、スクリーン印刷、レーザーマーキング、インクジェットコードなど）によって行われ、これらは統合された組立・印刷生産セル／ラインの一部として、機械的にもデジタル的にも調整されます。製品は、最終組立位置から、コンベア、回転テーブル（連続移動）、ロボット搬送などの代替手段によって、中間保管や手動による取り扱いなしに、直接印刷装置へと移動します。組立エリアと印刷エリアは単一の統合制御アーキテクチャを持ち、単一のMES（製造実行システム）またはSCADA（監視制御・データ収集システム）によって、組立と印刷間の各ユニットにおけるすべての生産データ追跡／情報処理が統合されます。.

パッド印刷、レーザーマーキング、スクリーン印刷は、生産組立ラインで最も一般的に使用されている印刷方法です。これらは、曲面や不規則な形状（パッド印刷）、プラスチックや金属への永久的で高コントラストなマーキング（レーザーマーキング）、パネルやラベルなどの平面（スクリーン印刷）など、あらゆる種類の表面への印刷に適しています。上記の3つの印刷技術のうち、パッド印刷が最もよく使用されています。これは、シリコンパッドが回路ブレーカー本体、スイッチフェースプレート、コンタクタハウジングなどの非平面に密着できるためです。パッド印刷プロセス自体を理解するには、次のガイドを参照してください。 パッド印刷機とは何か その技術について詳しく解説する。.

組立と印刷を組み合わせる理由：効率性の観点から

印刷、組み立て、そして新たな機会の提供を、完全に別々の環境で行うよりも、一つの連続したプロセスに統合することで、効率を高めることができる。.

• 仕掛品（WIP）在庫の排除。. 標準的な構成では、組み立てられたプリント部品はすべてラックに保管され、プリント待ちの状態になります。この保管された仕掛品は、資金の拘束、床面積の占有を意味し、組み立てられた部品は破損、凍結、または陳腐化のリスクにもさらされます。統合ラインでは、組み立てられた部品を組み立て直後にプリントすることで、保管された仕掛品をなくします。つまり、これら2つのプロセス間の仕掛品はゼロになります。.
• 取り扱い時の損傷を軽減。. 部品を取り扱う際（持ち上げる、置く、箱に入れる、開けるなど）に、部品が損傷する可能性がありました。統合ラインを導入することで、組み立てから印刷までの間のすべての取り扱い工程が不要になり、それに伴うすべての欠陥が解消されました。.
• 即時追跡が可能。. 組立ステーションと印刷ステーションの両方がデジタル接続されている場合、シリアル番号、トルク値、組立校正データは、ラインの次のステーションで直接印刷するか、データマトリックスにエンコードすることができます。自動車、医療、電気認証業界全体で、トレーサビリティへの注目が高まっています。マッキンゼー・アンド・カンパニーが実施した統合製造に関する調査では、分断されたプロセス（ワークフロー）を排除することが、スループットの向上と不良品の削減の鍵であることが一貫して示されています。.
• 物流の簡素化。. 原材料をある場所から受け取り、印刷・検査済みの完成品を別の場所で生産するように設計された組立ライン。この組立ラインには顧客とサプライヤー間の内部インターフェースがないため、組立と印刷の間で製品の内部移送は発生せず、印刷元と組立元の間で移送書類やスケジュールに関する問題も発生しない。.

さまざまなアプローチの中からどれを選ぶか

組立と印刷をどの程度密接に統合するかは、製品、生産量、および印刷要件によって異なります。以下の表は、その決定のための枠組みを示しています。.

組み立てと印刷を組み合わせることで最大の価値が生まれる場所

組立と印刷ソリューションの統合から最も大きな恩恵を受ける業界としては、規制上および／または法的影響を及ぼす永久的なマーキングを行う必要があり、かつ、そのマーキングを受ける前に製品が機械的に組み立てられている必要がある業界が挙げられる。.

電気保護装置（MCB、MCCB、コンタクタ、スイッチ）

小型回路ブレーカーには、その保護特性を識別するために、定格電流、トリップ曲線、ブランド名、および認証マークが必要です。これらのマーキングの目的は、単なる装飾目的ではなく、保護特性を法的に識別することです。ミニ回路ブレーカー（MCB）の校正とテストを行う組立ラインが、MCBに実際の定格電流を印刷するためのパッド印刷ステーションに直接接続されている場合、MCBには正しくマーキングされています。MCBが校正に不合格の場合、定格電流を印刷することはできません。MCBには、校正テストに合格した場合にのみ定格電流が印刷されます。このクローズドループのトレーサビリティは、電気認証（IE）の卓越性の基準であり、Benlong AutomationはMCBとモールドケース回路ブレーカー（MCCB）の完全に統合された生産ラインを構築することでこれを実現しています。. 1 MCB自動組立ライン パッド印刷ステーション、あるいは高コントラストで永続的なマーキングを行うためのレーザーマーキングステーションと統合することで、組み立てられ、校正されたブレーカーが梱包ステーションに到着する前に印刷および検査を受けることができる。.

自動車部品

自動車用途のスイッチ、センサー、アクチュエータハウジングには、部品番号、OEMロゴ、日付コードが刻印されており、車両の耐用期間を通じて熱、振動、各種化学物質への曝露に耐える必要があります。組み立てとレーザーマーキングを1つの工程で行うセルを導入することで、サプライチェーンにおける不良品発生につながるマーキングミスの可能性を低減できます。.

医療機器および診断機器

注射器のバレル、吸入器のハウジング、診断用カートリッジを製造する際には、生体適合性インクの使用と、製造から印刷までの完全な追跡管理が不可欠です。統合されたクリーンルームセルを使用し、各印刷物を目視で確認することで、規制当局への提出に必要な検証済み文書を作成できます。.

家電

柔軟な設計の組立・印刷一体型セルは、専用ラインを使用するよりも魅力的な選択肢です。製品ライフサイクルは通常非常に短く、外観やデザインの変更が頻繁に必要となるためです。同じセルを再プログラムすることで、組立工程に影響を与えることなく、10分以内に異なるロゴや新しい色を印刷できます。.

組立・印刷統合のリーディングメーカー

市場 組み立てと印刷を組み合わせたソリューション これには、専門の印刷機メーカー、自動化システムインテグレーター、および両方の機能を自社で構築する企業が含まれます。以下は、この技術の主な供給元です。.

• タンポプリントAG （ドイツ）： 世界で最も歴史のあるパッド印刷機メーカーの一つであるタンポプリントは、カスタム仕様の自動印刷セルを製造し、自社製プリンターを大規模な組立ラインに統合する実績も豊富です。プレミアム価格とグローバルなサービスを提供しています。.
• ケントパッドプリンター （アメリカ合衆国）： 電気・電子産業向けパッド印刷装置およびカスタム自動化システムを専門としています。堅牢な産業グレードの印刷ステーションで知られています。.
• キーエンス （日本）： レーザーマーキングおよび産業用ビジョン分野における世界的なリーダー企業であるキーエンスのレーザーマーカーは、サードパーティのインテグレーターによって、組立・マーキング一体型セルに頻繁に組み込まれています。.
• Benlong Automation（中国）： Benlongは、電気業界向けに、パッド印刷やレーザーマーキングステーションを生産工程に統合するなど、一体型の組立・試験ラインを構築しています。Benlongの専門分野は、MCB、MCCB、ACB、コンタクタなどの保護装置の組立と校正であり、同社の複合ラインは、その分野特有のマーキング要件、試験要件、およびスループット目標に合わせて設計されています。BenlongのMCB組立・印刷複合ラインには、組立ステーション、校正・試験ベンチ、パッドプリンタ、およびブレーカーがラインから出る前にすべてのマーキングを確認する画像検査装置が含まれています。.

よくある質問

組み立てにはどのような2種類がありますか？

組み立てには大きく分けて2種類あります。手作業による組み立て（作業員が手工具または電動工具を使用する）と、機械による組み立て（コンピュータでプログラムされた一連の工程を機械が実行する）です。この2つの組み立て方法の中間に位置するのが半自動組み立てと呼ばれる方法で、柔軟な工程では部品を手作業で扱いますが、より重要な工程では自動化へと移行していきます。.

共同組立と個別組立の違いは何ですか？

共集合 （または複合組立）とは、組立や印刷など、2つ以上の工程を1つの連続したプロセスまたはラインで実行する製造技術を指します。従来、単一機能の組立は、それぞれ独立した作業ステーションで行われていました。複合組立工程では、取り扱う部品の数が減り、在庫量も削減され、部品の生産間隔（リードタイム）が大幅に短縮されます。.

サブアセンブリの例を教えてください。

サブアセンブリとは、別々に製造された部品群を別の製品に組み込むものです。小型回路遮断器の場合、接点キャリアアセンブリ（銀合金接点がリベットまたは溶接で銅製アームに取り付けられたアセンブリ）はサブアセンブリであり、遮断器ハウジング内に配置されます。.

「アセンブリ」とはどういう意味ですか？

製品の生産において、組立とは、個別に開発された部品を互いに接続し、目的の製品または部品を組み立てることを意味します。このような組立には、機械部品の締結、溶接、圧入／押し込み、異なる材料間の接着、電気部品の挿入などが含まれ、手動、半自動、または完全自動化のいずれかで行うことができます。.

参考文献

• マッキンゼー・アンド・カンパニー ― デジタル製造とインダストリー4.0 ―統合型連続フロー生産方式が生産性と品質に及ぼす影響に関する研究。.
• Tampoprint AG — カスタムパッド印刷ソリューション ―ドイツのパッド印刷機および統合自動化セルメーカー。.
• キーエンス - レーザーマーキングおよび産業用ビジョン ― 組立とマーキングを組み合わせた用途向けのレーザーマーキングシステムおよび画像検査。.
• ケントパッドプリンター — 産業用パッド印刷装置 ―電気・産業用途向けパッド印刷機の米国メーカー。.

A 組み立てと印刷を組み合わせたソリューション 2つの工程を1つの流れに統合することで、最終組み立て工程と最初の印刷工程の間にある、取り扱い、在庫管理、および遅延を排除します。電気保護装置メーカーにとって、これはブレーカーの組み立て、校正、印刷が1回の工程で完了し、ハウジングに印刷される定格値がデータベースに保存されている試験結果と完全に一致することを意味します。Benlong Automationは、この統合を実現する複合生産ラインを構築しています。なぜなら、製品に刻印されたマークは、組み立てが正しく行われたことを最終的に証明するものだからです。.