3D パーツの自動研削はほとんどのファブショップで行われていますか?

Acme Manufacturing Co. は最近、ボックス製造のコーナー溶接部の研削と研磨に特化した 4 台のロボット セルを設置しました。 アクメ・マニュファクチャリング株式会社

金属を研ぐことは研削です。 これを回避する方法はありません。

熱切断プロセスでは、エッジをきれいにする必要がある場合があります。 溶接すると溶接面にスパッタが発生しますので、これを除去する必要があります。 表面とエッジは、ペイントまたはパウダーコーティングを受け入れるように準備する必要があります。 研削はこれらすべてを可能にします。

しかし、研磨は手作業だと大変な労力がかかります。 オペレータは、研磨ベルト、ディスク、またはパッドが機能できるように研削工具に何らかの圧力を加える必要があり、同じ作業を数時間繰り返さなければなりません。 手動グラインダーはおそらく、立ち上がってワークピースの上にかがみ込み、振動するハンドツールを長時間保持している可能性があります。 疲れるよ。

しかし、それは肉体的な負担にすぎません。 同じオペレーターが、材料を取り除きすぎないように十分な作業を行い、消耗品が燃えすぎないようにハンドツールで適切な量の圧力を加える必要があります。 また、金属の削りくずや火花が目に入らないように保護メガネを着用し、金属が詰まった粉塵を吸い込まないように人工呼吸器も着用している可能性が高い。

「研削には 3 つの D があります。汚い、危険、屈辱的なものです」と、バリ取りと研磨の自動化に専念するロボット技術インテグレーターである Acme Manufacturing Co. の社長兼 CEO である GA "Fritz" Carlson III 氏は述べています。 「ロボットによる自動化を実装する場合、これら 3 つの D を排除することになります。ロボットは明らかにこれらすべてを気にしないからです。」

この現実は、特に現在のパンデミックにより多くの企業が従業員の削減を余儀なくされ、人と人との接触を最小限に抑えるためにできる限りのことを行うことを余儀なくされているため、ロボットが提供するすべてのものを受け入れる準備ができているように見える社会と直面しています。 実際、ロボット産業協会は 1 月に、自動車以外の分野からのロボットの年間注文が初めて自動車用ロボットの注文を上回ったと報告しました。 北米におけるロボットユニットの売上高は、2020年に2019年比で3.5%増加しました。その成長の鍵となったのは、北米のロボット売上高が2019年第4四半期比で63.6%増加し、史上2番目に良い四半期となったことです。

これらすべてを念頭に置いて、ファブショップでロボットによる研削セルをもっと見ないのはなぜでしょうか? ロボットの価格が低下し、提供されるメリットに見合った熟練した溶接工を見つけるのが難しくなったため、溶接ロボットは 10 ～ 15 年前に比べて金属製造作業でよく見かけるようになりました。 従来の通念では、ロボット研削セルはシートおよびプレートの製造業界でもさらに広く採用されるだろうと考えられています。 しかし、自動研削技術はより広く採用されるようになってきていますが、金属製造業界のほとんどはそのことに気づいていません。

資本主義社会のほとんどのことと同様、企業は最大のニーズがある場所にチャンスがあることを認識します。 自動研削技術に対する最大のニーズを持つ製造業界は、自社の製品の大部分に自動研削技術を必要とする分野でした。

MESH Automation Inc. のセールスおよびマーケティング担当ディレクターである James Ward 氏は、長年にわたって製造業の顧客向けに多数のロボット研削システムを開発してきました。 同氏は、製品が完璧に作られることはないため、鋳造工場やダイキャスターは常に仕上げロボットの助けを求めてきたと指摘した。 より完成度の高い外観を得るために、パーティング ラインや立会いマークを除去する必要があります。

「それが私たちの出発点のようなものでした」とウォード氏は言いました。「しかしその後、機械加工部品に着手しました。」

このシステムはセルに入る製品のサイズを認識し、その読み取り値から研磨プログラムを自動的に生成します。 セルには 8 x 8 インチから 48 x 76 インチまでのボックスを収容できます。

フライス盤は素晴らしい製造装置ですが、切削工具に依存しています。 これらのツールは、予測可能な速度で摩耗することはありません。 新しい工具はより正確に切断できますが、古い工具は刃先が鈍くなり、バリが多くなることがあります。 工場がポンプ内で回転するインペラなどを加工する場合、そのインペラにはバリがない必要があります。 ロボットグラインダーはそれを実現する保険です。

このような場合、研磨剤を使用するロボットを使用すると、バリやその他の不要な特徴を迅速に除去できます。 これらは、メーカーが CNC グラインダーに取り付けて除去したい種類のものではありません。

カールソン氏は、部品の作成に必要な製造時間や単にチタンなどで作られているという理由で部品が「価値が高い」と判断される場合、自動化を導入する主張がはるかに容易になると述べた。表面とエッジの仕上げ。 言い換えれば、後処理仕上げが必要なオーステナイト系ニッケルクロムベースの超合金で作られたブレードインペラは、単純なダイカスト部品よりもロボット研削セルの候補としてはるかに適しています。

「つまり、そのコンポーネントの価値が、投資収益率が本当に良いか、それとも非常に悪いかに影響を与えることになることがわかります」とカールソン氏は述べた。

ウォード氏は、一部の製造環境は単純に過酷であるため、現場から人間を排除する傾向にあると述べた。 このような「フロアに無人」のシナリオでは、浮遊微粒子が人間によって直接吸入されると危険であるとみなされる場合など、作業員が行っていたタスクを自動化して完了する必要があります。

ウォード氏は、他の企業は加工の痕跡が見られない部品、つまり表面に溶接ビードや凹凸がない部品を探しているだけだと付け加えた。 このような欠陥は、部品が溶接治具から外れるときに目立つ場合がありますが、塗装すると特に顕著になります。 農家は、資産ファンドマネージャーが BMW に求めるのと同じ品質の塗装をコンバインに求めています。

「最近の消費者は非常にうるさいので、最初に目に入るのは塗装です」とウォード氏は言う。

ロボット研削技術を導入したメーカーは、生産性を向上させ、プロセスから人間の要素を排除し、より良い外観を実現する一貫した仕上げを提供するためにそうしています。 したがって、このタイプの自動化が、金属加工業者にとって非常に馴染みのある特定の製造現場に定着していることは驚くべきことではありません。

Ward 氏は、大規模な溶接の後処理専用の 1 つのセルについて説明しました。 より具体的には、このセルはスラグ、アークガス汚染物質、溶接スパッタを除去するように設計されています。

溶接物はさまざまな構成で大量に製造されました。 ロボット研削セルは、溶接部の清掃に費やす時間を短縮し、ワイヤーホイールとバフ研磨パッドを備えた電動工具を使用する手動グラインダーでは不可能だったレベルの一貫性を導入するのに役立ちます。

MESH Automation は、カスタマイズされたオペレーター インターフェイス、バフ研磨スピンドル、および自動治具を備えたセルを設計しました。 スピンドルのワイヤーシートにかかる圧力はプログラム可能であり、仕上げ中に変更できるように一貫して監視されていました。 セルには、使用済みのワイヤーホイールを新しいワイヤーホイールと交換するための工具引き出しも付属していました。

MESH Automation が設計した治具は、さまざまな溶接に対応できます。 治具の上に取り付けられたビジョンカメラは、正しい部品がロードされていること、およびそれが選択されたジョブと一致していることを機械に検証します。

ウォード氏は、顧客はセルがこれらの部品の清掃作業を 80 秒以内に完了できたことに満足していると述べた。 このセルは、見た目にも美しい表面仕上げも実現しました。

「これらのロボットを使用すると、非常に高い精度と再現性を得ることができます」とウォード氏は語った。

電気エンクロージャは一部の作業現場ではよく見られる光景であり、ウォード氏は、自社のロボット研削セルがこうした製造環境でも活躍していると語った。 特にある設備では、12 x 12 インチから 38 x 60 インチまでのサイズのボックスに対応しました。

「いつ何が起こってもおかしくない」とウォード氏は振り返る。 「私たちは部品のサイズを認識する方法を開発し、ロボットに何をすべきかを指示するためのさまざまな変数を確立しました。」

この例では、セル内のロボットには溶接の継ぎ目を研磨するためのブラシが装備されていました。 次に、溶接接合部の領域と表面金属の残りの部分をブレンドするために工具を切り替えます。 ウォード氏は、溶接接合部がどこにあるのかを正確に知るのは難しいだろうと語った。

「製品ファミリーの単なるバリエーションではなく、より多様な製品にこれを採用できる段階まで来ています」とウォード氏は語った。 「これを 1 つの連続バッチと呼びます。」

カールソン氏は、パンデミックによりメーカーは2020年中に一歩下がって投資を再評価することを余儀なくされたため、企業は現在、将来の生産計画に取り組む準備ができていると述べた。 製造業者は、高い失業率に直面しているにもかかわらず、自社に入社してくれる適切な従業員を見つけるのに依然として苦労していることを考えると、必ずしもオペレーターを追加する必要がない機会を活用できる自動化テクノロジーを切望しています。

カールソン氏は例として銃器産業を挙げた。 カールソン氏は、この地域をアクメ社の「成長分野」と表現し、ピストルやライフルの銃身を手作業で研磨するのにシフト全体を費やしていた職人が去ったことで、銃器メーカーはこれらの仕事に代わるロボットを探し始めていると述べた。 ミレニアル世代や Z 世代は、手磨きでキャリアを築くことには興味がありません。

さて、金属加工について話すときに銃器産業を思い浮かべるわけではありませんが、農業用や工業用の電気筐体や大型溶接物の製造はそのようなものです。 自動研削による自動化された未来は近いです。

カールソン氏は、手動研削に代わる自動化を検討している金属製造会社に対し、何が合理的かをシステムインテグレーターに問い合わせるようアドバイスした。 ただし、インテグレーターに金属仕上げの経験があると役立ちます。

「材料除去用のシステムをお探しの場合、私たちは研磨剤をどのように利用する必要があるか、必要な馬力、適切な速度と送り量を理解しています」とカールソン氏は述べています。

ウォード氏は、ロボット研削システムのコストはロボット溶接セルとほぼ同じになる可能性があると付け加えた。 もちろん、これは非常に一般的ですが、ロボットの価格は 10 年前に比べてはるかに手頃になりました。 また、これらのロボットのプログラミングははるかにユーザーフレンドリーです。

自動研削セルはすべての部品に適切に適合するわけではありませんが、適切な状況下では意味があるかもしれません。 製造業者は、そのプロセスが自社にとってどれだけ大変な作業であるかを判断する必要があります。

アクメ マニュファクチャリング カンパニー、www.acmemfg.com

MESH オートメーション、meshautomationinc.com

ロボット産業協会 www.robotics.org