多くの現代の製造業は、マテリアルハンドリング業務の自動化によって生産性の大幅な向上を実現しています。しかし、マテリアルハンドリングとは何か、そしてロボットがこれらの用途にどのように役立つのかは、必ずしも明確ではありません。そのため、マテリアルハンドリングロボットによる自動化の取り組みを始める前に、マテリアルロボットとは何か、どのような選択肢があるのか​​、そして成功するために一般的にどのような用途で導入されているのかを理解することが重要です。

マテリアルハンドリングロボットは何をするのでしょうか?

マテリアルハンドリングとは、物体をある場所から別の場所または方向へ操作、移動、または輸送する一連の作業を指す広義の用語です。対象となる物体には以下のようなものがあります。

1. ボックス
2. 部品
3. 食品または飲料
4. コンポーネント
5. コンテナ

マテリアルハンドリングは、より広範な製造プロセスをつなぐ重要なプロセスです。例えば、複数のマテリアルハンドリングタスクが同じ機械上で実行されることがあります。具体的には、ロボットやオペレーターがプロセスの途中で部品の向きを変える必要がある場合や、部品をあるステーションから別のステーションに搬送する必要がある場合などです。マテリアルハンドリングとは、これらの部品を現在の場所から必要な場所へ移動するプロセスです。

一般的なマテリアルハンドリングロボットの用途

メーカーがマテリアルハンドリングアプリケーションとして分類するアプリケーションはいくつかあります。マテリアルハンドリングタスクの主な目的は、部品をある場所または方向から別の場所または方向へ移動させることです。一般的に、マテリアルハンドリングはより広範なアプリケーションのサブタスクとなる場合があります。例えば、自動溶接アプリケーションにはマテリアルハンドリングコンポーネントが含まれる場合があります。溶接前に、機械が部品を溶接ロボットに渡すことがあります。溶接後、ロボットが部品をコンベアベルトに搬送することもあります。どちらの例もマテリアルハンドリングの例です。その他の例としては、以下のようなものがあります。

1. CNCマシンテンディング
2. プレスの取り扱い
3. ビンピッキング
4. パレタイジング
5. 組み立て
6. 部品の移管
7. 包装

どの業界でマテリアルハンドリングロボットが使用されていますか?

マテリアルハンドリングロボットはほぼあらゆる業界で活用されています。製造業にとって非常に一般的な業務であるため、マテリアルハンドリングロボットを活用していない業界を見つけるのは難しいでしょう。これらのロボットが特に活用されている分野には、以下のようなものがあります。

1. 航空宇宙
2. 自動車
3. 溶接
4. 金属
5. プラスチック
6. 食品と飲料
7. 物流
8. 小売業
9. 医薬品

ロボットが材料処理作業を自動化する方法

マテリアルハンドリングは、手作業では単調で反復的な作業になりがちです。残念ながら、これは作業員のやりがいや仕事への意欲の低下につながり、結果としてパフォーマンスと士気の低下につながります。このような作業は自動化の好例となることが多く、製造業において最も自動化が進んでいるアプリケーションの一つであることは当然のことです。実際、ロボット技術に初めて取り組むメーカーにとって、この作業群は最初に自動化の対象となることが多いのです。

パーツプレゼンテーション

工程によっては、ロボットに部品を供給する方法が様々です。コンベアベルトは部品供給の一般的な方法です。これは特に、部品をあるステーションから別のステーションへ長距離移動させる場合に当てはまります。しかし、以下のような他の部品供給方法も珍しくありません。

1. その他のロボット
2. ターンテーブル
3. テーブルの読み込み
4. その他の機械
5. カンバン方式

部品の位置

マテリアルハンドリングアプリケーションでは、ロボットが反復作業を長時間にわたって迅速かつ効率的に実行する能力を活用します。マテリアルハンドリング作業は、部品が毎回同じ位置と方向で到着するという予測可能なサイクルで行われる傾向があります。予測不可能な作業の場合は、追加のセンサーやビジョンシステムによってロボットが物体の位置を特定できるように支援することができます。

パーツ操作

ロボットは、特殊なアーム先端ツールを用いて物体を操作します。これらのツールは、効率的で予測可能な制御を実現するために、特定の物体に合わせて選択されます。例えば、インテグレーターは多くの用途で機械式グリッパーを選択することが多いですが、鉄鋼材料の場合は電磁式グリッパーが効果的です。また、他の部品ではソフトグリッパーや吸盤が必要になる場合もあります。最適なグリッパーの種類は、多くの場合、部品の種類によって決まります。

アプリケーションの詳細は、あらゆる自動化アプリケーションに不可欠です。特にマテリアルハンドリングアプリケーションにおいては、その重要性は極めて重要です。特定の要件を見落とすと、システムのパフォーマンスが低下したり、目的のタスクを完了できなかったりする可能性があります。例えば、グリッパの選択が適切でないと、ロボットが部品を確実にハンドリングできなくなる可能性があります。こうした詳細を理解することは重要ですが、多くのメーカーは自動化の専門家と連携することでメリットを得ています。