プラスチック産業におけるCobot LBR iisyによる品質管理

どの上司も、柔軟性とスピードがある几帳面な従業員を求めています。FMO SurfaceのBastian Festはそのような従業員としてLBR iisyを発見しました。コボットはチームと連携して、DataMatrixのコードの品質と完全性をチェックするようになりました。

フレキシブルでシンプル。すべてiisy

カッセルで開催された見本市で、FMO Surface GmbH & Co. KGのマネージングディレクターであるバスティアン・フェスト氏は、KUKAのセールスエンジニアであるロバート・コルテ氏と出会い、協働ロボットLBR iisyを紹介されました。そして、すぐにコボットの良さを確信しました。その後、KUKAのジーゲン支社でLBR iisyをじっくりと見学し、KUKAマーケットプレイスで簡単・便利に購入することにしました。「LBR iisyは、私たちが必要とするさまざまな要素を兼ね備えています。それは、柔軟性、プログラミングの容易さ、協働作業の可能性です。そのため、どのようにそれを導入するのか深く考えずに購入を決めました」と、フェスト氏は異例の行動を語りました。

フェスト氏は、ロボットのプログラミングに関しては初心者だと表現しています。フェスト氏が初めてKUKAのロボットを購入したとき、彼はすでにKUKAカレッジのトレーニングコースを修了していましたが、それは KR CYBERTECH 産業用ロボット向けのコースで、4年も前のことでした。それだけに、その使い勝手の良さから、プログラマーの初心者でもロボット工学に触れることができる新型コボットに対する喜びもひとしおです。また、コボットは保護柵がなくても安全性を確保できます。

プラスチック産業における自動化

同族会社のFMO Surfaceは、プラスチック表面の仕上げ加工を専門に行う株式会社は、1999年に東ヴェストファーレン州リッペのレムゴで設立され、現在75名の従業員を擁しています。顧客は、自動車・エレクトロニクス・航空・機械工学など幅広い業種に及んでいます。また、自転車や家電製品などのさまざまな業界のメーカーがFMO Surface のサービスを利用しています。ここでは、年間約700万個のプラスチック製バスコネクターにDMC（DataMatrix Code）がレーザーで書き込まれています。数年前、同社はさまざまなプロセスの自動化に着手しました。

KUKA社との協力は、KR CYBERTECH nano (KR 10 R1420)を使用した レーザー装置のパレタイジングとローディングから始まりました。その2年後、もう1台の産業用ロボットKR CYBERTECHシリーズが加わり、仕上げるべきプラスチック部品の回転・測定・レーザー加工ができるようになりました。「特に 技能労働者不足の観点から、当社のような中堅企業にとって、自動化は重要な役割を担っています」とバスティアン・フェスト氏は説明します。2022年3月、LBR iisyが同社のロボットポートフォリオに加わりました。

協働型LBR iisyの仕事

新しい同僚に合う仕事がすぐに見つかりました。それはバスコネクターの品質管理です。プラスチック製のバスコネクターには、8桁の数字が並んだDataMatrixコードがレーザーで書き込まれてから、コントロールユニットに装着されます。複数の部品がDMCでマークされ、互いに依存しているため、 アセンブリ全体のトレーサビリティを確保するために信頼性が決め手となります。このため、DataMatrixコードの品質チェックと完全性の評価には特別な注意を払う必要があります。これまでは、FMO Surfaceの社員がそれを行っていました。スキャナを使った手作業で。

レーザー加工されたばかりのDataMatrixコードの完全性を確認すること。それがFMO SurfaceでのLBR iisyのタスクです。出典：KUKA Group

2022年の春先に合わせて、LBR iisyはこの作業を引き継ぎました。現在、コボットは、ティム・ハーツのようなレーザー部門の職長と協力して作業しています。ハーツは、「LBR iisyは、部品を1つ1つスキャンする必要がないため、膨大な時間を節約することができます。また、コボットが不具合を報告しても、ケージを開けたりライン全体を止めたりする必要はなく、間違った部品を取外して交換するだけで済みます」報告しています。このような品質検査を行うことで、製造や精製の価格を低く抑えるられます。

バスティアン・フェスト氏は、LBR iisyという信頼性が高く柔軟性のある新しい従業員を見つけたのです。写真KUKA Group

企業に必要なものとは「シンプルな統合」

FMO Surfaceのような企業にとっては、DataMatrixのコードチェックのような単調で負荷の高い作業を行う人材の確保が難しくなってきています。プラスチック業界だけでなく、ほとんど全ての業界において同様のことが言えます。一方、LBR iisyの自動品質管理のためのラーニングは滞りなく行われました。さすがはiisyです！「開梱からセッティング、最初のプログラミングまで、わずか30分しかかかりませんでした」とバスティアン・フェスト氏は述べています。

FMO Surfaceの社員は、すぐにコボットのトレーニングを行えます。写真KUKA Group

KUKA smartPAD pro とロボットコントローラー KR C5 microを使うことで、ロボットプログラミングの経験が浅い社員でも、コボットの操作やトレーニングができます。「LBR iisyは、新たなオペレーティングシステム iiQKA.OSで動作するため、インストール・設定・プログラミングが容易です」とKUKAのロバート・コルテ氏は説明します。コボットは、わずか数分で稼働できるようになるだけでなく、新しい課題にも素早く対応できます。フェスト氏にとって非常に大きなアドバンテージです。「ここにはエンジニアがいないだけに、統合のしやすさはさらに重要です。」

LBR iisyはiiQKA.OSオペレーティングシステムで動作するため、インストール・設定・プログラミングが容易です。

KUKA社セールスエンジニアのロバート・コルテ氏

コボットがDataMatrixのコードを品質検査を実施する方法

2台のカメラを搭載したコボットは、DataMatrixのコードをチェックします。タブレットのようなトレイの上に200個のプラスチック部品があり、それを2台のキーエンス製カメラを搭載したLBR iisyの下に押し込んでいます。「最初のステップでは、20個のパーツをもとにコードの品質をランダムにチェックします」と作業主任者のティム・ヘルツ氏は説明します。「200個の部品が全てあるかどうかと全てのコードが読み取り可能かどうかをチェックします。」1台のカメラが対応するソフトウェアで品質チェックを行い、第二のカメラが完全性を評価する役割を担っています。何か問題がある場合、つまりコードの品質が不十分であったり、不完全であったりする場合、ロボットは停止して該当するバスコネクターを示します。その後、人間の同僚が不具合のある部品を交換し、トレイを再度チェックし、問題がなければリリースします。この人間とロボットのコラボレーションにより、最大限の安全性と効率性を確保できます。

人とロボットのコラボレーションを簡単かつ効率的に。LBR iisyは、コードを素早く的確にスキャンします。写真KUKA Group

プロセスのスピードアップ、従業員の負担軽減、顧客の保護

かつてDMCでは、このような品質管理はもっと手間のかかるものだった、とティム・ハーツ氏は述べています。「完全性を確認するためには、部品を一つ一つスキャンする必要がありました」とヘルツは述べます。そのため、従業員がトレイから部品を取り出して、後で戻すという作業が必要でした。現在では、LBR iisyの使用により、テストと品質保証はより速く、より正確に行われるようになりました。バスティアン・フェスト氏によると、顧客であるオートメーション企業は、自動化されたソリューションを明確に望んでいたとのことです。それというのも、不完全なバスコネクターを自社の制御システムに導入すると、大きなコストの原因となるからです。バスティアン・フェスト氏は、「バスコネクターは、制御システムの一番最初の部品として使われています。それをハンダ付けし、回路基板にネジ止めして、制御システム全体を搭載しています。DataMatrixのコードが悪い場合、いつそのことが発覚すると思いますか？出庫のときです！」そうなると損害が大きくなります。

LBR iisyは、可能な限りFMO Surface社をサポートします。写真KUKA Group

もちろん、この製品で私は非常に柔軟性の高いものを手に入れました。私が前面に吸盤を付けようが、グリッパーを付けようが、カメラを付けようが、このロボットにどうでもよいことですが、私の全領域をカバーすることは可能です。

FMO Surface社のマネージングディレクター、バスティアン・フェスト氏

オールラウンダーとしての資質を備えたコボット

今日、プラスチック産業における人間とロボットの安全な協力関係は、多くの作業や仕上げなどの生産において機能します。LBR iisyは、新しいタスクのために再プログラムするのと同じように、既存のプロセスに簡単に統合できます。マシンの充填を始め、あらゆる種類のピック・アンド・プレースやパッケージングあるいはさまざまなハンドリングタスクなど、LBR iisyは、それら全てに対応できます。「また、LBR iisyのケーブル配線とエネルギー供給システムは、迅速かつ容易なツール交換を可能にします」とロバート・コルテ氏は付け加えます。新しいアプリケーション用にKUKAマーケットプレイスでいつでも追加のアクセサリーをコボットに搭載できます。バスティアン・フェストにとって、これは本当に嬉しいことです。「もちろん、この製品で私は非常に柔軟性の高いものを手に入れました。私が前面に吸盤を付けようが、グリッパーを付けようが、カメラを付けようが、このロボットにどうでもよいことですが、私の全領域をカバーすることは可能です。」

協働ロボットは、ほとんど全産業で従業員の負担を軽減できます。KUKAは、LBR iiwaに続き、LBR iisyを発表し、現在3つのバージョンに高い関心が集まっています。写真KUKA Group

信頼性の高い　人とロボットのコラボレーション

FMO Surfaceの社員は、この新しい仲間をすぐに気に入ってくれたと、フェスト社長は強調します。接触恐怖のようなものはありませんでした。ロバート・コルテ氏は、「安全機能のおかげで、人がいるワークスペースでの作業が可能です。」と説明します。6軸全てに高感度ジョイントトルクセンサーを搭載し、わずかな接触にも即座に反応するLBR iisyは、認定済み衝突防止機能を備えています。これが、ロボットを生産における理想的なアシスタントにします。バスティアン・フェスト氏は、すでにさらなるプロセスの自動化を計画しています。近い将来、コボットはパッド印刷の分野でも価値ある業務貢献ができると指摘しています。さらに、LBR iisyの可搬重量11キログラムと15キログラムの大型バージョンのアプリケーションも彼の希望リストの上位に挙がっています。