ツールチェンジャがロボットの多機能性を高めます。

製造や組立のプロセスで単一のロボットがエンドエフェクタを交換できれば、ひとりの人間が異なるツールを操作できるのと同じくらい十分に、ロボットのフレキシビリティが向上します。多数の自動ツール交換アプリケーションにおいて、ボトムラインは経費、すなわち生産性のないツール交換時間を有意に低減することです。

クイック・チェンジの解剖学

高精度ロボット式ツールチェンジャの例として、ATI Industrial Automationが特許権を有するクイック・チェンジツールチェンジャがあります。このチェンジャは、ロボットアームにマスタプレートをマウントし、ツールにはツールプレートを取り付けます。ロック機構の心臓部はマスタプレートのエア作動ピストンです。ピストンのノーズには45度のテーパがあり、次に円筒状の部位、最後に15度のテーパがあります。

アセンブリを把持する。

ロボットを縦列で、あるいは単一ローディングシステムで用いることにより、どのタイプの組立製品の生産者も次のような利益を得ています。

• 生産速度の上昇 –– 一般的にロボットはロード、アンロードを速く行います。また、オペレータが疲労したりシフトの合間に装置を停止したりせずに済みます。  
• 怪我の低減 –– 最もシビアな環境であってもロボットは働くので、オペレータは危険から回避できます。   
• フレキシビリティの付加 –– ロボットは連続して、あるいは間欠サイクルで働き、さまざまな形状、大きさのコンポーネントをハンドリングするようにプログラムできます。
• 投資の早期回収 – 省力化、生産性の増加、仕掛り在庫の削減、部品損傷の低減にペイできます。

プレスおよびスタンピングにおける成長

プレス機からプレス機への操作では、それぞれのアプリケーションで、部品をグリップするのに異なるアレンジが必要です。ほとんどのグリッパは空気圧で作動する吸引カップで、機械式のグリッパもあります。ジャストインタイム製造に伴い、プレスラインは1シフトにつき4、5回も変わる場合があります。ツールチェンジャは、明らかに、システムの肝要な部分です。

日本の車メーカは、プレス機からプレス機へのスタンピングアプリケーションに自動および手動の両方のチェンジャを用いることで得られる安全、フレキシビリティ、メンテナンスの利点に投資した第一人者でした。1990年代初めに日産とマツダがその先頭を切り、かなりの投資をしてスタンピング作業をフレキシブルにしました。それと同時に、比較的危険があるプレス作業から人員を遠ざけました。他の日本の生産者も、すぐにそれに倣いました。そこには、建設業や農業を対象とする製品の企業も含まれます。

その後すぐに、オーストラリアのゼネラルモーターズがプレスおよびスタンピング作業にプログラム可能なロボットを設置し始めました。今や米国のほとんどのスタンピング工場がフレキシブルなツーリングの利用に切り替えるか、少なくとも検討をしています。

安全面の利点に加え、ロボットは数分で生産を切り替えるフレキシビリティをもたらします。以前は、切り替えの段取りに専用のツーリングを用いており、貴重な生産時間が割かれていました。それは、ツーリングを一度に変えられたらという願望になります。今日のスタンピング加工は、軽トラックのフェンダーからマッスルカーのバンパーにまで用いられており、数分で起動、稼働できます。

メンテナンスに利点があるのは明らかです。自動ツールチェンジャを用いて、摩耗したツールを数秒で取り外して交換できるため、スタンピング生産ラインの稼働を維持できます。

スタンピングおよびプレスのラインに自動ツール交換を導入するのに必要な設備投資は相当のものです。しかしながら、仲間たちの自動金型交換への傾向は、米国メーカの意志決定プロセスを加速するのに役立っているかもしれません。自動資材ハンドリング、ツール交換、生産金型交換の組み合わせは、生産に莫大なメリットを約束します。

ロボット式の展開

市場にはさまざまなツールチェンジャがあります。ツールチェンジャによりシステムのコストが3～10%増す場合がありますから、その選択プロセスは極めて重要です。得られる価値には多機能性やフレキシビリティが必ず含まれ、ロボットの繰り返し性、積載物、可動能力、動作寿命などに影響します。

どのような決定を行ったとしても、最終結果は電気、機械、制御コンポーネントが一緒に機能するよう設計された包括的なロボットパッケージであるはずです。究極の選択は、製造業者の競争力を向上させるものです。 MF