Siemens社は、電気モーター製造においてヒューマン・ロボット・コラボレーションを実現する柔軟性の高いKUKAのセルを採用しています

ドイツ・エアランゲンに本社を置くSIEMENS事業部門Digital Factory(DF)のMotion Control部は、高性能モーター、インバータ、制御装置の製造を専門にしています

一貫して統合されたハードウェアとソフトウェアならびにテクノロジーに基づいたサービスの幅広い提供により、Digital Factory(DF)事業部門は世界中の製造業者に対して、生産プロセスのフレキシビリティと効率を向上させ、新しい製品をより速く市場に出すためのサポートをしています。バート・ノイシュタット・アン・デア・ザーレの拠点でSiemens社は電気モーターのための「リードファクトリー」を運営しています。そこでは、多数のKUKAロボットのためのモーターも製造されています。

数十万の電気モーターを製造した経験と約1,700名の従業員を擁するリードファクトリーは「ハイテク・メイド・イン・ジャーマニー」の革新的な例と言えます。現在、Siemens社はバート・ノイシュタットにおいて、リードファクトリーで人間の同僚と協力して共同作業できる、フレキシブルなKUKA軽量構造ロボットLBR iiwaを採用して、モーター製造を支えています。

LBR iiwaはバート・ノイシュタットのSiemens社で、人間の同僚と協力してリードファクトリーで作業しています

ワークハンドリングのオートメーション化

Siemens社はバート・ノイシュタットの拠点の固定子製造の枠内で、これまで手作業で行われていたワークの引き渡しや配置などの単純作業を自動化するフレキシブルなソリューションを求めていました。しかも、高品質を保ちつつ、人が作業エリアにいつでも制限なくアクセスできるようにするものです。

KUKA LBR iiwaは自律的かつ協力的に作業

アウクスブルクのKUKA Systems GmbH社およびその一部門であるAdvanced Technology Solutionsと共に、Siemens社はKUKA軽量構造ロボットLBR iiwaを使ったフレキシブルなセルを開発しました。バート・ノイシュタットのSiemens社工場では、ロボットがフレキシブルな代役としてシャーシ上で、加工する部品である固定子(打刻された電磁鋼板のベースボディとアルミニウムエンドシールドから成る)をワークキャリアから取り出し、固定子の切削を行う旋盤に供給する役目を担っています。

そればかりか、品質検査にもロボットが使用されています。ロボットは完成品を掴み、バーコードをスキャンします。空気を吹き付けてワークのクリーニングをした後、これを軽量構造ロボットが測定ステーションの傾動装置に入れます。 

この小型ロボットは加工する部品をワークキャリアから取り出し、旋盤に供給します
そこでは偏差があるか検査されます。ネットワーク化されたテクノロジーにより、正確な計測と各部品の識別を通してすぐに必要な修正が計算でき、システムで実現できます。このシステムはIndustrie 4.0の意味で完全に自律的に体系化します。ロボットはその後、部品を配送のためにプラスチックの箱に入れます。機械の中で微調整が必要な部品は、HRCゾーンと呼ばれるヒューマン・ロボット・コラボレーションのために定義された一時保管場所に届けられます。ここでは確かな技術を持つ作業員がロボットと共に待機していて、必要な場合にワークの部品を取り除いたり、変更したりします。

高感度ロボットテクノロジーのおかげで保護フェンス不要

Siemens社で使用されている重さ30 kgもない軽量構造ロボットLBR iiwaは、その高感度技術により、人間と機械の共同作業に適しています。7軸によって同種の他のモデルよりも器用で機動性に富んでいるばかりでなく、同時にすべての軸に装備されているトルクセンサーがロボットを高感度にしているため、空間にある障害物を認識し、それに反応することができます。KUKAはこれによって、ロボットのオートメーション化と高いフレキシビリティが矛盾しないことを証明しています。高感度ロボットテクノロジーの採用により、ヒューマン・ロボット・コラボレーションが可能になっています。それにより、これまで必要とされていたエンクロージャーや部品認識のための追加センサーも不要になっています。

HRCゾーンでは人間とロボットがその高感度技術によって安全に共同作業できます

最初はこのプロセスを従来の産業用ロボットに任せることを考えました。しかし、そうすると安全確保のためにセルを保護フェンス・エンクロージャーで囲まなくてはならなくなります。けれども弊社は、いつでも作業員も介入でき、状況に応じてロボットと入れ替われるようなフレキシビリティが欲しかったのです。

Siemensリードファクトリー、製品導入・生産技術開発部長、ヨッヘン・ヴェーバー氏

よくできたフレキシブルなソリューション

そのため、フレキシブルな軽量構造ロボットLBR iiwaと「代役コンセプト」というKUKAのモバイルソリューションを選び、状況に応じてロボットを使用したり、ただ単純にどかしたりすることもできるようにしたのです。技術開発チームのプロジェクトマネージャー、トーステン・フランツ氏は補足します:「HRCアプリケーションは弊社にとっても未知のものでした。この新しいシステムで自分たちも学習して、徐々に発展していきたいと思ったのです。それがKUKAとの共同プロジェクトではうまくいったと思います。このソリューションは納得のいくものです。」

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