blog バリ取りの自動化

2024.03.01

「バリ取り自動化」に革命を｜FINESYSTEMのバリ取りシステム開発について

製造業界において、バリ取りは長年にわたり重要かつ煩雑なプロセスとして存在してきました。バリとは金属やプラスチックなどの加工過程で生じる「余分な部分」のことで、これを除去することが製品の品質や機能性に直結しています。 従来、この作業は熟練の作業者による手作業が中心であり、時間がかかる上、精度の面でもばらつきが生じがちでした。そこでFINESYSTEMでは、このバリ取りを機械やロボットを用いて自動化させることで、モノづくりの精度・生産性をより向上させるため、日夜研究を続けています。 本記事では、FINESYSTEMが手がける「バリ取り自動化」の特徴や、精度・品質向上に対する研究の裏側について、詳しく解説していきます。 「バリ取り自動化」の重要性と課題 これまで主流であった「手作業によるバリ取り」というのは、高精度で確実な除去ができる反面、時間がかかる上に、作業者に大きな負担をかけるという課題がありました。さらに、作業者の「熟練度」や「疲労状態」によって、品質にバラツキが生じてしまうことも、大きな課題とされています。 そこで近年では、機械（ロボット）を導入し、作業効率の向上・品質の向上（バラツキ低減）を行う企業が増えてきているのです。 一方で、機械を導入するにあたっても、さまざまな課題が残っているのもまた事実です。例えば設備導入後についていえば、運用方法を理解し、適切にメンテナンスできる技術者が必要ですし、新製品追加や機種変更された場合には、その都度、設備の改造や交換ができる人材が必要になります。 また複雑な形状や、特殊な材料を扱う場合は、機械では精度が不充分で、結局一部を人の手でバリ取りしたり、より精度の高いロボットを買い直したりしなければならないなどのコスト面・時間的な面でのデメリットが多くあったのです。 FINESYSTEMの解決策 FINESYSTEMでは日本のモノづくりを支えるべく、バリ取り自動化における課題解決に日夜取り組んでいます。そこで私たちが辿りついた答えが「FINESYSTEM独自のバリ取り理論」です。 当社はオリジナルのバリ取り理論に則り、バリ取り熟練工の技をバリ取りロボットセルに置き換えるというコンセプトのもとバリ取りの自動化をご提案しております。 オリジナルのバリ取り理論とは、バリ取り作業を100％とした場合、そのうちの50％が当社のエアフロート式バリ取りアタッチメントや簡易バリ取りホルダ、20％がツールの選定、20％が加工条件、10％がロボットティーチングという考え方です。ここからは、当社のバリ取り理論に沿った、バリ取りシステム開発の裏側をご紹介します。 1：生産から導入後のサポートまで、グループ5社による完全連携 FINESYSTEMを含む「ファイングループ」では、5社(FINESYSTEM・ROBOSYSTEM・司工機・ファインテクノ・FINEPLUS)が連携することで、バリ取り自動化の「自己完結型一気通貫生産システム」を構築しています。 従来のロボット開発というのは、開発は開発会社、導入・システム管理はそれらに特化した会社と分割されることが一般的でしたので、トラブル対応への遅れや機械への対応人材の不足などが、設備導入の足かせとなることが多くありました。 そこで我々は、グループ会社として作業をすべて内製化することで、バリ取りシステムの開発・導入から、保守・トラブルサポートまで、迅速な対応を実現しています。一日の遅れも許されない製造業界だからこそ、徹底した管理体制に支持をいただいています。 2：バリ取り精度を高める「エアフロート式バリ取りアタッチメントAF型」の導入 いくらバリ取りが効率化されても、バリ取り品質が落ちては意味がありません。近年では、刃先が「X・Y・Z」方向に傾動または伸縮することで、バリ取りの精度をより高められる「フローティング機構」を取り入れたバリ取り工具が主流となっています。 一般的なフローティング機構というのは、バネ（スプリング）の力で伸縮するものが主流となっていますが、当社の開発する「エアフロート式」は、バネ式同様に刃先が「X・Y・Z」方向に傾動・伸縮するのに加え、フロート力は圧縮エアによりピストンを押すことで発生します。 これによりフロート力を「エア圧の調整」だけで簡単に行えるため、箇所ごとのバネ交換が不要となります。またフロート力(圧力)がバネの縮みに比例するスプリング式とは異なり、エアフロート式ではほぼ一定のフロート力が得られるため、まるで熟練工の手作業のような動きの自動化を実現しました。 当社が開発する「エアフロートシステム」については、下記記事もあわせてご覧ください。 関連記事：『フローティング機構とは｜バリ取り自動化に向けて知っておきたいこと』 3：ツール選定・加工条件・ロボットティーチングまで徹底管理 実はバリ取りを効率化するためには、ロボットを導入するだけでは不充分です。例として、当社がツール選定や加工条件、ティーチング（プログラミング）を最適化することによりバリ取り品質を改善し加工時間を短縮できた事例がございます。 当社のエアフロート式バリ取りアタッチメントで他社がバリ取りを自動化したお客様より、目標のバリ取り品質や加工時間を達成できないとご相談をいただきました。当社の作業者がお客様の自動バリ取り機のツール選定、加工条件、ロボットティーチングを修正しました。 このように当社のエアフロート式バリ取りアタッチメントと最適なバリ取り条件を提供することにより、加工時間を約30%短縮しながらバリ取り品質についてもお客様より合格の判断をいただくことができました。 いわゆるバリ取り機を導入すれば、ある程度の効率化や品質向上は可能ですが、使用するツールやティーチングまでこだわらなければ「高品質で効率的なバリ取り」は実現できません。当社ではロボット導入から始まり、ツール選定や加工条件、ティーチング作業までをすべて一貫して提供しております。これが「FINESYSTEM独自のバリ取り理論」の答えなのです。 当社のバリ取りシステムによる素材別事例        <鉄の加工事例>                                     <アルミの加工事例> FINESYSTEMなら、バリ取り自動化における 導入からティーチングまで一括サポート！ これまでバリ取りをロボットで自動化するためには、機械設置やロボットティーチング（プログラミング）などの専門的な知識のある人材が必要とされてきました。 そのため、バリ取り自動化を前向きに検討されている企業の中でも、 自社でできるかわからない… 導入後のプログラミング（ティーチング）ができる技術者がいない… ロボットに熟練工レベルの仕上がりが再現できるのか不安… などのお悩みから、導入を諦めてしまう企業様も少なくありません。 FINESYSTEMでは、ロボットを活用したバリ取りに関するあらゆる自動化で、お客様のお悩みを解決し生産性向上のお手伝いをします！「無償バリ取りトライ」も行っており、事前にバリ取り品質をご確認いただけます。 上記のような内容でお悩みなら、ぜひ一度お問合せくださいませ！ >>お問い合わせはこちらから >>バリ取り・RBハンドリングのトライのご相談はこちらから

2023.10.31

バリ取り作業を自動化！バリ取り機械の導入コストや具体的なメリットまで解説！

製品を加工する上で「バリ」は必ず発生してしまうものです。これまでは作業者によって、ひとつひとつ手作業でバリ取りを行うことが一般的でしたが、近年はロボットや工作機械による「バリ取りの自動化」を行う企業も増えつつあります。 「自社でもそろそろ自動化を…」と検討されている方も多くいらっしゃると思いますが、 初期費用（導入コスト）はどれくらいなのか…？ 実際にどれくらいの費用対効果があるのか…？ などが分からず、導入を迷われている方も多いのではないでしょうか。 今回は、「バリ取り業務を効率化させたい」とお考えの方に向けて、バリ取り機の導入コスト」や具体的な「費用対効果・メリットについて詳しく解説していきますので、ぜひ最後までご覧ください。 そもそも「バリ取りの自動化」とは？  ＜ロボットでのグラインダー加工の様子＞ 「バリ取りの自動化」とは、これまで手作業で行われていたバリ取り作業を、ロボットや工作機を用いて機械作業に転換することを意味します。そもそもバリ取り作業というのは、微細な凹凸を精密に削り取る必要があることからも、従来は「作業者が目で確認し、手作業でバリを取り除く。」というのが、当たり前の世界でした。 しかし手作業によるバリ取りは、高精度で確実な除去ができる反面、時間がかかる上に、作業者に大きな負担をかけるという課題があります。さらに、作業者の「熟練度」や「疲労状態」によって、品質にバラツキが生じてしまうことも、大きな課題とされてきました。 そこで近年では、上動画のような機械（ロボット）を導入し、作業効率の向上・品質の向上（バラツキ低減）を行う企業が増えてきているのです。 「バリ取り機械の導入」による、実際の効率化事例 ではバリ取り機械を導入すると、具体的にどの程度の作業効率化ができるのでしょうか？ ここからは当社製品を導入いただいた事例を参考に、具体的にどの程度の費用対効果が得られるのか？について詳しくご紹介していきます。 品質はそのままに、作業効率が『6倍』に向上 当然ですが手作業でのバリ取りは、その分時間と労力がかかります。当社にご相談いただく事例の中にも、「1製品あたり、数十分かかってしまう…」と、作業効率の悪さを課題視されているケースは多くあります。 当社では、お客様の作業内容にあわせて、様々なバリ取り機をご提案・提供しており、当社のバリ取り機を導入いただいた事例のひとつでは、1製品あたり「24分」かかっていたバリ取り業務を、「24分→4分」と、約６倍の作業短縮を実現しました。 また作業が効率化されても、品質が担保できなければ「効率化できた」とは言えません。当社の提供するバリ取り機械では「熟練工の手の動き」を忠実に再現する、独自システム「エアフロート機構」を採用しているため、品質はそのままに、作業効率の大幅改善に貢献しています。 「エアフロート（フローティング）機構」について詳しく知りたい方は、下記記事と動作説明映像もあわせてご覧ください。 関連記事：『フローティング機構とは｜バリ取り自動化に向けて知っておきたいこと』 動作説明映像:『サンプルムービー|エアフローティング機構の動作説明』 1人あたりの作業工数も1/2以下に 物価の高騰と働き手の不足は、経営において重要な課題です。特に手作業によるバリ取りは熟練工の技が必要となるわけですが、この「熟練工の引退による人手不足」が近年、問題視されています。 そこでバリ取り機を導入することで、誰でもバリ取りを行えるようになる（ロボットを操作できる）のはもちろん、人員を他の作業に割り当てることができるため、人件費の削減や作業者不足の解消につながります。 さらに作業によっては、一人で複数台のバリ取り機を動かすことも可能なため、ライン総合効率も大きく改善でき、1人あたりの工数を大きく削減できるのです。 ケガ・事故の『発生件数ゼロ』を実現 手作業でのバリ取は、作業者にケガのリスクをもたらします。ケガの種類はさまざまありますが、当社製品による一例としては、「バリ取りを3か月担当すると必ず腱鞘炎になっていたが、バリ取り機を導入してからは、腱鞘炎を発症する人が0になりました。」というご報告をいただいています。 その他にも自動化を行うことで、「工具による切り傷・擦り傷」なども抑制できますし、生産性向上という観点で見ると、肉体的・業務時間的にも、作業環境が改善できるといえるでしょう。 バリ取り自動化ロボットの導入費用は？ バリ取り自動化ロボット導入費用はおよそ【700万円】からが相場となっています。価格だけ見るとかなり大きな費用に感じてしまうかもしれませんが、作業者数人分の作業をロボット一台で完結させられると考えると、年間通してみても、自動化ロボットの導入による費用対効果は明らかです。 またバリ取り作業に発生する費用には、主に下記の3つです。 人件費 工具・作業道具費用 ロボット（機械）などの設備導入費 手作業の場合は部品1個あたりのバリ取りに約25円分のコストが発生すると言われています。また手作業の場合、内訳のほとんどが「人件費」が占めているため、ロボットによるバリ取りで人件費を大きく削減した場合、設備導入費用を含めても製品1個あたりのコストは約5.9円程度と、約1/4にコスト削減を行うことが可能なのです。 引用元：「バリ取りにかけるコストを調査してみた｜株式会社ジーベックテクノロジー」 FINESYSTEMなら、バリ取り自動化における 導入からティーチングまで一括サポート！ バリ取り自動化を前向きに検討されている企業の中でも、「ロボットに熟練工レベルの仕上がりが再現できるのか不安…」といったお悩みから、導入を諦めてしまう企業様も少なくありません。 FINESYSTEMでは、ロボットを活用したバリ取りに関するあらゆる自動化で、お客様のお悩みを解決し生産性向上のお手伝いをします！「無償バリ取りトライ」も行っており、事前にバリ取り品質をご確認いただけます。 バリ取り自動化を検討しているが、どこに依頼すべきか分からない 自社製品に見合ったクォリティが出せるか、確認してから依頼したい 導入から保守まで全部お任せしたい 上記のような内容でお悩みなら、ぜひ一度お問合せくださいませ！ >>お問い合わせはこちらから >>バリ取り・RBハンドリングのトライのご相談はこちらから

2023.10.31

フローティング機構とは｜バリ取り自動化に向けて知っておきたいこと

バリ取り機械（バリ取りロボット）の導入を検討している方であれば、「フローティング機構」という言葉を耳にしたことがあるのではないでしょうか？ フローティング機構とは、バリ取りを自動化するにあたって作業を効率的かつ精密に行うための仕組みのひとつですが、そもそもフローティング機構とは何なのか？について、イマイチ分かっていない方も多いかと思います。 そこで本記事では、バリ取り機の導入ご検討中の方に向けて、フローティング機構とはどのようなシステムなのかを詳しく解説していきますので、ぜひ最後までご覧ください！ フローティング機構とは？    ＜スプリング式バリ取りホルダC10型(左)とエアフロート式バリ取りアタッチメントAF40型(右)でのフローティング加工例＞ フローティング機構とは、バリ取り工具を一定の力で押し付けながら動かすことで、製品に沿って滑らかにバリ取りを行う機構のことを指します。 従来のバリ取り機は「リジッド(軸先固定)式機構」と呼ばれる、ティーチング（教示）を行うことでプログラミングされたライン通りに削るタイプの機械が一般的でした。 しかし近年ではスプリングや圧縮エアを用いた「フローティング機構」を採用し、バリ取り工具を一定の圧力で押し付けることができ、製品形状のバラツキや飛び出したバリの形状に沿って滑らかにバリを取り除くことができるのです。 バリ取り機に「フローティング機構」を搭載すべき理由 バリ取り機にフローティング機構を搭載する理由は、バリ取り後における製品の「品質」と「効率性」が大きく向上するからです。ここからはこれらのメリットについて、詳しく解説していきます。 ①：製品形状のバラツキを吸収し柔軟に削れるから、「バリ取り品質」が向上する 先にも解説しましたが、これまでの「リジッド式」というのは、プログラミングされたラインに沿って削る方法であるため、製品形状のバラツキに対して、仕上がりを均一に整えることが難しいという欠点がありました。 しかしフローティング機構は、軸先が製品やバリの凹凸に応じて傾動または伸縮するため、バリや製品形状のバラツキを吸収し、滑らかで綺麗な仕上がりになるのです。 これにより、複雑な形状・不規則なバリでも効率良くバリ取りが行うことができ、特に医療機器や自動車部品など、高い精度を要求される工業製品のバリ取りにもよく使用されています。 ②：切削途中の調整が減るため、「バリ取り効率」が向上する 製品に対して滑らかに切削するということは、製品寸法にバラツキがあっても、仕上がりが均一にまとまりやすく、不良品の発生率が大幅低下します。 また従来のリジッド式では、バリ取り工具を強く押し当てたいときには切削ポイントごとにティーチングし直す必要がありましたが、フローティング機構を搭載することで、これまで都度ティーチングしていたような「押し当て力の微調整」を簡単に行うことができるため、生産効率も大幅に向上するというわけです。 スプリング式の弱点を克服した、「エアフロート式」の特徴とは？ 上でも触れた通り、傾動または伸縮するフローティング機構にはスプリング（バネ）による「スプリング式」と、圧縮エアによる「エアフロート式」の2種類があります。 スプリング（バネ）式はその名の通り、バネの力を用いて刃先が「X・Y・Z」方向に傾動または伸縮するフローティング機構です。こちらは傾動・伸縮はするものの、フロート力の発生源はバネですので、作業の途中でフロート力(バネ自体の圧力)の調整が必要な場合には、作業を中断して「バネ自体の交換作業」が発生するといったデメリットがありました。 またバネによるフロート力は、押し付けるほど反発して強くなるため、本来除去するべきバリが取り除けなかったり、逆に反発が強すぎて製品まで削り込んでしまったりする事例もありました。 そこで開発された「エアフロート式」は、刃先が「X・Y・Z」方向に傾動・伸縮するのはバネ式と同様ですが、フロート力は圧縮エアによりピストンを押すことで発生します。 これによりフロート力を「エア圧の調整」だけで簡単に行えるため、箇所ごとのバネ交換が不要となります。またフロート力(圧力)がバネの縮みに比例するスプリング式とは異なり、エアフロート式ではほぼ一定のフロート力(圧力)が得られ、より高い精度でバリ取りできるのです。 ＜当社の手がけるエアフロート式バリ取りアタッチメント『AF40型』＞ FINESYSTEMのエアフロート式バリ取りアタッチメントAF型(特許第6041317号)は、押し付け圧力を自在に調整できることにより、様々な材質や一つの製品に大きさの異なるバリがある場合などでも対応可能です。段取り替えを減らせて時間短縮といった面でも大きく注目されているのです。 エアフロート式バリ取りアタッチメントAF型の導入で､ 「熟練工の技」をロボットで実現！ 近年、工数削減や労働環境改善などの理由から、バリ取りを自動化する動きが盛んになってきました。これまでのバリ取りは、熟練工による長年の感覚や勘、適切な判断によって行われてきたものであり、その技術を自動化で再現することが困難でした。 しかし最近では、フロート機構をはじめとした技術導入により、バリ取りをロボットによって自動化しながらも、限りなく熟練工の技に近い品質を提供できるようになりました。特にこのエアフロート機構は、人間でいうところの「手首の柔軟性」のような役割を果たしており、柔軟性のないロボットの画一的な動きを人間の手作業のようにすることができ、より速く、質の高いバリ取り作業が可能となったのです。 FINESYSTEMでは、これまでバリ取り工程において課題視されてきた、高い品質要求や工数課題、作業者不足などの課題を解決するため、「熟練工レベルのバリ取り」を実現するバリ取り自動化システムおよび、バリ取りホルダやツールの開発・製作を行って参りました。 バリ取り自動化を検討しているが、どこに依頼すべきか分からない バリ取り精度は維持しつつ、「生産性向上・コスト削減」を叶えたい 作業者の負担を減らしたい 上記のような、バリ取り機械の導入・自動化による作業改善なら、ぜひFINESYSTEMにお任せください！ >>お問い合わせはこちらから >>バリ取り・RBハンドリングのトライのご相談はこちらから