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實際案例
東方馬達於自家生產設備引進自製機器人

αSTEP 實際案例 東方馬達於自家生產設備引進自製機器人

目前各種產業的生產現場對機器人的需求都在逐漸高漲。也有不少人希望採用符合自家公司實際情況的機器人。公開了許多機器人製作案例的東方馬達,也收到越來越多來自客戶的諮詢,詢問是否可以自製機器人。因此,本次我們訪問的生產技術負責人,就具備為東方馬達的生產設備製作自製機器人的經驗。

概要影片

實際案例的概要,以及自製SCARA機器人的實際運轉動作影片。

市售產品很難將機器人設置於現有的產線

由於工作年齡人口減少,近年來節省人力及自動化越來越受到關注。另一方面,市售的工業機器人由於有尺寸的限制,難以加裝於現有的設施上,且成本方面也有初期投資費用過高的問題,引進門檻極高。自製機器人是一種可以解決這些課題的解決方案。

東方馬達內部也積極運用組裝了自家馬達或驅動器的自製機器人。為了達到讓自家產品的生產率與2019年度相比提升130%此一公司目標,自製機器人發揮了極大的功效。

鶴岡分公司 第2生產技術部 設備技術1課 主任 佐藤陽平
鶴岡分公司
第2生產技術部 設備技術1課 主任 佐藤陽平

目前,鶴岡事業所的主要產品──無刷馬達的產線,正在積極引進自製SCARA機器人。「以往都由人工進行的工作物裝卸、搬運,都可以透過自製機器人實現自動化。可替代以往需要2名人力的作業,預期可空出2人份可活用的人力。此外,生產率也估計能提升200%。」擔任本專案主持人的佐藤這樣告訴我們。聽說當初曾經考慮過引進市面上的工業機器人。但因市面上的機器人尺寸過大,又有厚度,無法融入現有的設備內。因此便啟動了專案,轉為自製機器人。「自製機器人的優點在於,可配合自家生產設備的規格進行客製化。我們這次製作的SCARA機器人,使用了有別於一般工業機器人的薄型手臂機構。當要加裝至現有設備時,總是會遇到空間限制的問題,因此我們想製造一台可事後加裝的機器人。」(佐藤)

  鶴岡事業所 自製SCARA機器人(照片右方的黑色手臂部位)
鶴岡事業所 自製SCARA機器人(照片右方的黑色手臂部位)

大幅減輕控制方面的負擔。使用機器人控制器MRC01讓自製更為容易

製作自製SCARA機器人,對佐藤來說也是嶄新的體驗。他說,雖然自己以前也曾想過要製作機器人,但每次都因控制太過困難而放棄了。但透過東方馬達的機器人控制器MRC01與專用的程式軟體MRC Studio(免費),他的想法終於獲得了實現。

「教學很直觀易懂,非常容易理解。在MRC01發售前只能以PLC進行控制,當軸越多,階梯圖程式的編寫便越複雜,需要高超的技術。使用MRC01的話,任何人都能以相同的水準編寫程式。就算沒有詳讀使用手冊,應該也能夠控制機器人。」(佐藤)例如,當要重現組合3台馬達的移動時,只需要登錄前端部分的座標,MRC01便會自動計算出3台馬達的移動量並驅動。相對而言,如果是以他牌產品進行控制時,就必須個別設定每個馬達的位置資訊。即使是朝同樣的目標值移動,程式量也還是會變多。佐藤說道:「如果沒有MRC01,我應該就不會想要自製機器人了。」

他說,在易用性上,MRC01也有很高的價值。「每個工業機器人製造商擅長的機器人種類都不同。當產線同時使用了A公司與B公司的機器人時,就得分別學習各家的使用方法。再考慮到維修保養,表示所有相關的工作人員都需要記住使用方法。反過來說,如果結合自製機器人與MRC01,只要記住MRC Studio的使用方法,就可以因應垂直多關節機器人、SCARA機器人、直交機器人等多種機器人種類,這也是一項很大的優點吧。」

他表示,鶴岡事業所引進的自製SCARA機器人,只需要1週進行設計,1週進行強度計算及模擬、安裝,然後使用控制程式及評估機進行2~3天的動作驗證,就完成了製作。「安裝工業機器人時,需要一邊看使用手冊,一邊聽製造商的說明,無論如何都會花很多時間。就這一點來看,這次是自製化比較順利。」(佐藤)

此外,成本方面的優越性也不容忽視。東方馬達在此介紹的垂直多關節機器人製作實例,只需30萬元以內的東方馬達產品即可實現。若採用無須檢知器及電池的αSTEP AZ系列作為機器人的驅動馬達,搭配控制簡單的MRC01,更有望降低零件價格以外的成本。若只是單純要移動物品,工業機器人有時會顯得大材小用,但自製機器人可以專注在所需的功能上,在成本效益上具有優勢。

「鶴岡事業所內有各種產線,所以我們正在考慮之後要自製可以設置在各種設備上的通用機器人。目前的設計還不夠完美,我想再讓它更臻完善。」(佐藤)

由年輕工程師一人進行製作。對培養員工也具有效果

MC分公司 生產技術部 設備技術課 中村凌太
MC分公司
生產技術部 設備技術課 中村凌太
MC分公司生產技術部 設備技術課 上級主任 遠藤正夫
MC分公司
生產技術部 設備技術課 上級主任 遠藤正夫

鶴岡事業所自製的SCARA機器人也使用了αSTEP AZ系列。此馬達是於相馬事業所製造,因訂單增加而要求要提升生產率。以遠藤與中村為中心,由10名左右工程師所組成的小組,要將至今為止以人工組裝的αSTEP AZ系列檢知器部分,改以自製機器人進行自動化。如此一來,便可提升150%的生產率,並空出2名可活用的人力。

但在過程中發現了一個問題。而這問題出在機器人需要將供應商交貨時隨機排列的零件分類整理,以專用托盤進行整理並重新排列。只有兩年生產技術經驗的中村受到提拔,負責以自動化來解決此項作業難題(關鍵技術開發)。經過多次試錯後,中村最後終於製作出專用設備,解決了難題。一般來說,若委由新的外部製作廠商製作同樣設備,大約需要10個月的製作時間,但聽說此次中村製作設備時僅花了2.5個月。

「這雖然是我第一次設計,但生產技術部會內部分享其他設備的自製SCARA機器人案例,也可以沿用設計完成的實際機器,讓我即便經驗不足也能快速完成製作。省下來的時間我可以都拿來進行重要技術開發,這點幫助很大。」(中村)

此次引進自製機器人後,所獲得的效果為空出0.5人份的活用人力,以及減少16.2萬日圓/月的成本。「關於機器人的機構,重要的是要儘量沿用標準產品來縮短時間。此次的設備製作,證明了年輕工程師也能輕鬆地自製機器人,並且也有助於他挑戰重要技術開發,提升專業技術。」(遠藤)

相馬事業所 自製SCARA機器人
相馬事業所 自製SCARA機器人

東方馬達對自製機器人的支援

「機器人自製化剩下的問題大概只有馬達的選用了。依照馬達的容許轉矩大小來選用1台馬達或許很簡單,但當軸不只一條時,機構會彎曲,便很難使其停在預定的位置。反過來說,若連這一點都能解決,那自製機器人的優點真的不計其數。」遠藤說道。東方馬達提供由專責工作人員替客戶選用馬達的支援服務。可對應SCARA機器人及垂直多關節機器人等許多機器人種類。此外,我們也備有實際自製過的各種機器人規格與外形尺寸資料,皆與此次公司內部設備所採用的產品類似。

即可讓自製機器人標準化,並部署至各地的生產據點。」(遠藤)

正在考慮自動化的客戶,不妨考慮自製機器人。歡迎隨時向東方馬達諮詢。