提案類型【B.コスト削減に向けたSIプロセス実証事業】

補助金上限額:3,000万円
補助率 中小企業:2/3、大企業(中小企業以外):1/2
ロボットシステムの構想・設計・導入を担うシステムインテグレータと密に連携し、ロボットシステムの導入におけるシステムインテグレーションのコストを削減する設計手法の実証を行う計画を対象とします。
補助事業者(企業名)(株)アコオ機工
補助事業者(所在地)兵庫県赤穂市
SIer(企業名)高丸工業(株)
SIer(所在地)兵庫県西宮市
タイトル可搬ロボットを用いた鉄道車両用床板のワンサイドスポット溶接システムの効率化
企業規模中小企業
業種製造業(輸送用機 械器具)
用途溶接
導入の主な目的生産性向上
概要鉄道車両用床板部品のスポット溶接工程を自動化するロボットを導入。
従来は大型の専用装置が必要であったが、ロボットを採用することで同等の工程が可能となった。
概要②従来、鉄道車両用床板部品に対して各車両メーカーでは、大型の専用機を開発・導入し、ワンサイドスポット溶 接法で製造を行っていた。ロボットが導入されなかった理由は、ワンサイドスポット溶接で必要な1t以上のガン加 圧力に耐えられるロボットが見当たらない為である。当社でも同様のワンサイドスポットの自動機を導入する計画 を立てたが、今後の水平展開が見込めず、汎用性の高いロボットを用いた手法を新たに開発した。この手法では、 当社既存の210kg可搬ロボットで1t加圧を実現すると言うものである。元々スポット溶接を行う為のロボットであり、 これを流用することから、制御盤やタイマーコンタクター、チラーが不要で、費用対効果に大変すぐれた画期的な 手法となった。
導入前ガンの必要加圧力が1t以上必要で、ロボットでは不可能である。各車両メーカーでは専用装置を作り込 み対応している。広いスペースと多額のコストが必要 となる。

従来のコスト
専用大型XY軸スライダー・レール 4,500万円
専用治具テーブル 1,500万円
スポットガン等 1,000万円
制御装置・その他 2,000万円
合計 9,000万円
導入後既存ロボットシステムにサーボガンを追加、ロボット で門型とサーボガンを制御することにより、210kg可搬 ロボットで加圧力1tを実現。以前よりこのロボットで製 作していたワークに影響はなく、稼働率アップできた。


今回のコスト
スライダー 500万円
ガン・ガンチェンジャー類 1,500万円
専用治具テーブル 1,500万円
その他 500万円
合計 4,000万円
導入ロボット(種類) 垂直多関節ロボット
導入ロボット(メーカー)不 二 越 (NACHI)
導入ロボット(型番)SRA210T-01
労働生産性
単位:倍
8
人数
(導入前)
2
(導入後)
単位:人
1
労働時間
(導入前)
4
(導入後)
単位:時間
0.5
生産量
(導入前)
1
(導入後)
単位:個
1
その他効果過酷作業の代替・支援
投資回収年
単位:年
5
事業規模
単位:百万円
40
効果(年あたり)生産数増加:2個/日×240日=480個
不良率低下:前 1.0%→0.1%
利 益 増:840万円/年
労働生産性:2.8名(840万円=25万円
×2.8名×12ヶ月)の人件費に相当
ロボット導入のきっかけ(株)アコオ機工はアルミ、ステンレスの溶接を得意とする鉄道車両用部品のメーカーです。長年の新幹 線部品製造をご評価いただき、近年では数多くの大手車両メーカー様より様々な部品のご依頼を受けてお ります。そんな中、鉄道車両業界で進められている部品のユニット大型化の流れで、新タイプの鉄道車両用 床板部品の製作のご依頼を受けました。
各車両メーカー様においては、今回のような床板部品は、大型の専用機を導入し、ワンサイドスポット溶 接という工法で製造しています。ロボットを導入せず、専用機で製造している理由は、ワンサイドスポット溶 接に必要なガン加圧力1t以上という条件をクリアできるロボットがなかった
ことによるものでした。当社では昨年度、別件の車両用床板の製造に ロボットを導入し、大きな成果を得た実績もあり、今後の水平展開が 見込めない専用機ではなく、汎用性の高いロボットを用いてこの溶接法 を実現する方策を、新たに開発することとなりました。
この工法の一番のネックである加圧力1tという条件をロボットで押さえるのではなく、ロボットの制御するガンを用い加圧力を発生させるという案を、従来の作業の様子SIerである高丸工業(株)様より頂き実現に至りました。
ロボット導入を終えて今回導入したシステムは、既存のスポット溶接ロボットシステムを改造・流用したものとなります。これまで、 このロボットシステムでは、X軸方向に可動する門型スライダー上に設置された210kg可搬ロボットが、スポッ ト溶接用の、Xガン・Cガンを掴み変え、対象となるワークを加工していくというものでした。今回、この門型ス ライダーの真下に、ワンサイド用のサーボガンをY軸方向に稼働出来るよう設置しました。ロボットが、XガンやCガンの持ち替えを行うのと同様に、門型に取り付けたチェンジャーをつかむ事により、X方向、Y方向、Z方 向の移動を制御するとともに、ワンサイドスポット溶接を行います。これは、ロボットは「アームを動かすことが仕 事だ」という常識を打ち破る発想であると考えます。また、簡易的なオフ
ラインティーチングを開発することで、1両あたり約30種類の製品に対応 し、まさに多品種小量生産への対応を行いました。このシステムにより、 これまで2人がかりで行っていた作業が、1人で行えるようになりました。
当社では、今後やってくるロボットやAI技術の発達で「なくなる仕事」が 増える時代に向け、職人の技術は数値化・ビッグデータ化しロボットに、 人は、新しい技術を生み出す事や、クリエイティブで創造的な働き方を行うといった形で共存していきたいと考えています。
ロボットユーザーからひとこと当社では昨年度よりロボット の導入を積極的に行っていま す。これまではロボットに対し、 セットアップやティーチングなど、 段取りにかかる時間がもったい ない、当社のような少量多品 種の業界には向いていない、という印象を持っていました。今では、「少量多 品種だからこそ、汎用性の高いロボットが活躍で きる」という風に考えています。当社の溶接職人 にも、「この部品はロボットで出来るんじゃない か?」とか、「私もロボットの操作を覚えてみた い」という人が増えてきました。溶接職人1人に 対し、ロボット1台というビジョンを掲げ、現在導 入しているロボットのさらなる活用を進めて行く、 そして鉄道車両業界に新しい常識を生み出し ていきたいと思います。
ロボットシステムインテグレータからひとこと
当社は、これまでにも大手 車両メーカ向けに、当該事業 の対象となる「パネル製造設 備」として、ワンサイドスポット 溶接装置と言われる自動溶 接装置を多数制作していました。それらは車両のスポット溶接に必要な、1t以上の加圧力を巨大なXY ス ライダーで受け止めるものであり、製造費は1億 円程度します。この度は先に納入したスポット溶 接ロボットシステムを、例のない機器構成に改 造し、ロボットを用いて、パネルのワンサイドスポッ ト溶接を、安価に実現しました。これにより、当 ロボットの対象作業が増え、稼働率も飛躍的に 向上します。多品種少量生産を行う中小企業 においては、ロボット稼働率の改善は、大きな課 題となりますが、本改造はその対策実例となる、 意義の大きい事業であったと思います

ロボット活用ナビより  http://robo-navi.com/webroot/doc_download.html