ロボットと人が協力して製品の組み立てを行う

ワイドミュラーの組立ラインでは、協働ロボットが電気接点要素を圧入し、コネクタ ハウジングを結合し、接続接点をねじ止めします。 写真提供：Zimmer Group

HRC-02 2 爪平行グリッパーは、協働ロボットで使用するために特別に設計されました。 全電動サーボグリッパは鋭利なエッジがなく、ストローク長と把握力が調整可能です。 写真提供：Zimmer Group

HRC-02 グリッパーは、人間とロボットのコラボレーションに関する ISO/TS 15066 規格に定められた安全要件を満たしており、ドイツの OSHA に相当する DGUV によって認定されています。 写真提供：Zimmer Group

ドイツの製造業者は、米国の製造業者と同様に、非常にダイナミックな市場、グローバル化による競争の激化、熟練労働者の不足という 3 つの主要な問題に対処しています。 製品の組み立てはバリュー チェーンの最後のリンクであるため、これらの問題は特に困難です。

多くの製造業者は、人間とロボットのコラボレーションがこれらの課題の克服に役立つと信じています。 しかし、多くのメーカーはコストや人員への懸念から、人間とロボットの協働プロジェクトをまだ実施していません。 人間とロボットのコラボレーションが本格的に普及するには、さまざまなニーズを持つさまざまな業界の企業が共同組み立てワークステーションをセットアップできるようにするための、シンプルで柔軟な方法が必要です。

これは、ドイツ連邦教育研究省から資金提供を受けている SafeMate 研究プロジェクトの背後にある前提です。 目標は、従業員がロボットによる自動化の大きなメリットを認識できる、安全で受け入れられる職場を作り出すことです。 さまざまな業界のドイツの大手メーカー数社がこのプロジェクトに参加しています。 ルフトハンザ スカイ シェフズ、旅客機向けの食品メーカー。 家庭用電化製品メーカーのミーレ。 そして音響機器メーカーのゼンハイザー。

もう 1 つの参加企業は、ドイツのデトモルトに拠点を置く電気接続技術およびエレクトロニクスのメーカー、ワイドミュラーです。 同社の製品は、プロセス産業、輸送機器、発電、インフラストラクチャの構築などで使用されています。

最近まで、ワイドミュラーにおける特定の電気機械コンポーネントの組み立てプロセスは完全に手作業で行われていました。 SafeMate の一環として、プロセス エンジニアの Tobias Stuke 率いるワイドミュラーのエンジニアリング チームは、どのタスクを手動で行うのが最適で、どのタスクが機械で実行できるかを判断する分析を実施しました。 とりわけ、チームは、ロボットが、配置プロセスの単調で反復的で電力集約的なタスクを疲労することなく実行するのが非常に得意であることを発見しました。 そして、一貫した精度でそれを行うことができます。

ただし、組み立ては完全に人がいないとできません。 たとえば、人々は山や箱からさまざまな寸法の小さな部品を掴んで取り出すのが得意です。 彼らはそれらをよりよく認識し、分類することができます。 検査プロセスに関しても、人間は同僚のロボットよりも優れています。

これらの発見に基づいて、人間とロボットのコラボレーション モデルに従って、手動の組み立てプロセスが部分的に自動化されました。 その結果、人とロボットが並行して作業するハイブリッド組立職場が誕生しました。 単調で力を必要とするタスクはロボットが実行しますが、認知能力を必要とするタスクは人間が実行します。

協働ロボット工学では、人とロボットが 1 つの職場で一緒に働きます。 協働ロボットは、その高感度な制御技術により、防護柵がなくても人々と密接に連携して作業することができます。 このようなアプリケーションでは、危険が十分に最小限に抑えられていることを確認するための検証が必要です。 これは、専門家協会、外部サービスプロバイダー、システムインテグレーター、Technischer Überwachungsverein (TÜV)、または技術検査協会によって行うことができます。Technischer Überwachungsverein (TÜV) は、すべての技術システム、設備、機械をテスト、検査、認証するドイツとオーストリアの独立した国際サービス会社です。危険を最小限に抑え、損害を防ぐための種類。 グリッパーなどのアーム先端ツールもこの方法で検証できます。