機能解説6

KOA−PS シリーズを活用した製品搬送の自動化㈱島田製作所小池 聖 ＊

プレス屋が造ったトランスファロボット
KOA PS シリーズ

ことで、トランスファロボットを利用した搬送自外販されている機械といえば、自動機専門の企業が外販するものがほとんどである。当社は自動トランスファロボットを検討するきっかけ（中小企業の抱える課題）

機専門の企業ではなく、金属プレス製造を主業種

当社のトランスファロボットを検討される企業とする企業であるが、社内改善の一環としてトラはいわゆる中小企業が大半である。近年、特に「プンスファロボット KOS PS シリーズ（写真 1）をレス単発加工が負荷だ」、「単発加工を依頼してい動化のトータルソリューションを提案している。

開発し、約 30 年以上使用し続けている。外販のた協力会社が辞めてしまうが、他に請け負ってく

きっかけは工場見学に訪れた顧客に強く請われたれるところがない」、「単発加工の作業者がいない」

ことであるが、現在はこの外販開始をきっかけに、など、お困りの話をお聞きすることが多い。厚生顧客の搬送自動化への様々なアイデアを一緒に考労働省が公開している日本の人口推移を見ても、え問題解決を行うことで自社の知的、技術的ノウ

今 後 30〜40 年 で 就 業 人 口（15〜64 歳）が 2000

ハウを蓄積し、PS シリーズに機能を追加するこ万人程度減少するとの推計が示されており（厚生とで様々な搬送自動化を実現してきた。

労働省ホームページより）、今後ますます製造作

同じ金属プレス製造業として、機械を納入するだけではなく、ワークの搬送方法の検討、搬送時業者の確保は困難になると予想される中、省人化、自動化を進めようとする企業が増えている。の問題点の解決、金型の改善提案、時に金型製作

当社のトランスファロボットは、「単発加工をや周辺機器の製作および手配取付けまで請け負うより効率的に生産したい」というコンセプトで誕生したロボットである。もともと使用している金型をそのままロボット型へ流用できる可能性があるため、搬送自動化のイメージがしやすく、加工に関しても同時に複数工程を行えるため省人化も図れる。自動車の EV 化が加速している近年では、材料費の高騰により順送加工していた製品のロボット化を検討し、スクラップの削減を行う動きも多くみられる。ロボット加工は必要最小限のブランク加工が可能なため材料コスト削減にも効果があり、このような面でもトランスファロボットを検討するきっかけとなっている。
搬送自動化を実現するためにもともと単発加工を行っている製品は、「製品写真 1 KOA PS−200

形状が順送加工では造れない」、「数量が少ない」、＊

こいけ さとし：長野工場 技術課 課長〒399−4601 長野県上伊那郡箕輪町大字中箕輪 1572−3

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TEL : 0265−79−3860

FAX : 0265−79−3956

プ レ ス 技 術

写真 2 ロボット型は単発型の集合体「順送では型費が高い」、「材料費が高い」などの

写真 3 搬送アームの取付け状態問題から単発加工を行っており、「加工途中に何かしらの作業を金型や製品に行わなければならない」などの作業上の問題も含んでいる。
当社のロボットは 3 軸制御で動作するため、人間の腕の動きを簡易に再現することが可能である（搬送イメージがしやすい）。単発加工で行っている製品は人間が必ず取り出せるようになっており（取れなければ、そもそも次工程へ運べない）、現在使用している金型を多少改造するだけでロボット型にできる型も多く存在する。
例として写真 2 はもともと 4 工程全ての工程を単発にて加工していた金型であるが、トランスファロボットで搬送できるようにするため、1 枚のベースプレートに等間隔で並べ 1 つとした金型である。

機能解説

写真 4 脱着式の採用

トランスファロボットの特徴
当社のトランスファロボットはプレス機の安全一工程で動作し、自動運転中にはトランスファロ

当社トランスファロボットに対応するロボットボットがプレスの起動を制御するため、トランス型の基本条件は次の三つである。一つ目は金型セファロボットの搬送動作をプレス機の動作と完全ンターが等間隔であること。二つ目は製品のパスに切り離して考えることができる。これは、製品ラインが同じであること。三つ目はトランスファ搬送の時間にあらゆるアイデアを詰めこめることロボットのアーム侵入経路および搬送経路上に障を意味している。当社トランスファロボットは外害物がないことである。

部入出力機能、外部検知機能を備えており、搬送製品搬送方法に関しても、吸盤による吸着搬送、中に周辺機器との連動や、センサ入力取得、シリエアハンドによるチャック（掴み）搬送、マグネンダなどの制御を行うことが可能である。また、ットによる着磁搬送など、製品や形状に応じて多搬送プログラムも 200 品種記録することが可能で種の方法が提案可能であり、これらの搬送ツールあり、1 台で多品種に対応することが可能である。

を混在させて搬送アームを構成することも可能でトランスファロボット本体はプレス機との脱着ある（写真 3）。板状の製品であれば吸盤、絞り方式（写真 4）を採用しており、ロボットによる製品であればエアハンド、吸着箇所が少ないもの

加工を行わない時は同一プレス機を単発加工、順はマグネットなど、形状や製品材質に応じて検討送加工に使用することができるため、プレス機をできる内容は様々である。1 つの搬送ツールにとロボットによる専用機化はしない。ロボットによらわれず、工程に応じて製品のピックアップ方法

る加工は金型に応じそれぞれ搬送用アームを製作を柔軟に検討することも搬送自動化を実現するポ

することは必要であるが、ユーザーにて簡易に制イントである。

作できるように部品を揃えており、搬送アームの段取りに関しても、作業者 1 人でも行えるように

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芯金

写真 7 芯金制御
写真 5 全数画像寸法測定検査
ロボットからの外部出力をトリガに使うことで搬送後の全数検品を排出時に数枚重ねたい」など様々な要望があ査を実現。カメラ、光学選定も社内にて行うることがほとんどである。
本来、別工程で行っていた作業、金型破損を防ぐための加工油塗布、製品を金型にセットする前にエアブローを行うなど、トランスファロボットが製品をピックアップしている間にできることは様々である。特に製品が金型内にない時に加工油を金型に塗布したい場合や、材料の特性上、抜きカスなどが多く、打痕やキズ防止のためにエアブローを長く行いたい場合などは、搬送プログラム内に外部出力コマンドを組み込むことで実現が可能となる。写真 5 のように、全数寸法検査が必

写真 6
曲げ加工

要な製品も画像検査装置側に検査トリガを入れることでライン上での検査が可能となる。

アーム接続部の位置決めピンに差し込み、ねじ止搬送自動化の実例めをするだけと非常に簡単であり、煩雑な調整も搬送自動化の例を 2 例紹介する。

必要としない。

1．複数の単発工程の型をロボット型へ改造し、トランスファロボットの機能搬送自動化を行った例

トランスファロボットは搬送を行うだけでなく、もともと単発工程で全て行っていた作業を、作外部入出力機能を用いて様々な用途に対応が可能業者の減少と生産性の問題から搬送自動化できなである。特にトランスファロボットの導入を検討いかと当社に依頼された案件である。ロボット型される中で、「途中で油を塗布したい」、「検査もへの改造も当社にて引き受けたが、写真 6 のよできると助かる」、「製品の位置を確認したい」「、製

うに曲げが深いうえに芯金を必要とする加工であ

搬送③

搬送①

搬送②
搬送④

搬送方向にある障害物（金型）が製品と干渉する障害物（金型）を避けて搬送

写真 8 搬送の軌道

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プ レ ス 技 術

ることが搬送時に問題となる製品エアハンドであった。

吸着

この問題を解決するために、芯金のシリンダ制御（写真 7）をロボットの外部出力にて行い、芯金の出し入れの制御タイミングを搬送プログラムにて作成した。また、曲げが 80 mm 以上のため、トランスファロボットのスペック以上のリフト量が必要であったが、3軸制御により搬送時に金型を避ける（写真 8）という方法で搬送の写真 9 搬送ツール自動化を実現した例である。搬送アームには吸着とエアハンドの両方のツールを使用した（写真 9）。
搬送自動化プログラムの流れのポイントを図 1 に示す。写真 10◆製
外品部チ出ャ
力ッ制ク
御は KOA PS への実際のプログラ◆芯外金部引出き
力抜
制き
御制御◆芯外金部引入き
力抜
確き
認確
認

製品
リ
フ
ト
アップ

搬
送
①

搬
送
②

ム入力画面を示している。コマン

図 1 搬送自動化プログラムの流れ

ド名をわかりやすくする（極力動◆はロボット外部入出力制御のタイミング作イメージに近づける）ことで簡プログラムコマンド

単にプログラムを作成できるよう・・・

・・・・

吸着下降

製品チャック位置移動に工夫している。
2．2 台のプレス機を連結するこ

搬
送
③

搬
送
④

機
能解説

コマンド説明外部出力

チャック閉動作

ウェイト

チャック閉動作待ちとで工程能力を補い、全工程外部出力

芯金後退を自動化した例

外部入力

芯金後退確認

上昇

製品上昇

搬送

搬送①クのプレス機 2 台を連結して全工搬送搬送②程の加工を行っている。当社長野

搬送

搬送③

◆KOA PS への実際のコマンド入力画面例

搬送

搬送④・・・

・・・

プログラムを作成しやすいように左の表と同じ名称のコマンド名で作成可能となる。

写真 11 は、200 t ダブルクラン工場の例であるが、限られた工場スペースの中（設置できる機械も写真 10 プログラム入力画面例

高さ制限で限られる）で使用できる機械をいかにして有効活用し、効率よく生産できるかを考え実現中間搬送装置した自動化の工程である。
連結機を用いなければ、1 台の200 t プレス機を使用して第一型の加工を完了し、製品をいったん滞留させた後、第二型を段取りし、後工程を加工して完成品を得ることになる。トランスファロボットを使用した自動化ラインであっても同一製品のために段取り替えを

写真 11
2 台のプレス機連結による全工程の自動化

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レベラフィーダ
200t プレス

中間搬送装置200t プレス

トランスファロボット

トランスファロボット
中間搬送装置とトランスファロボットは外部入出力機能でコミュニケーションを行う。

図 2 トランスファロボットと周辺装置のコミュニケーション行うと、段取り時間、1 型完了品の品質保証、滞を付ける必要があるが、スタートの時点で自由度留品のスペース確保など様々な問題が発生する。

が高いことは非常に有利となる。当社の KOA PS

そこで、2 台の 200 t プレスを社内開発した中シリーズは開発当初から現場作業者の声を聞き、間搬送装置を用いて連結し、一度に最終工程までまた外販を始めてからはユーザーの要望、問題を加工することで 2 台の 200 t プレス機を 1 台のプ一緒に考え、解決することで機能と使いやすさをレス機として考え工程を構築した。これにより、高めてきた。現在ある機能を使うことで、また外本来トータル 400 t の能力を必要とする製品でも部部品や周辺機器とのコミュニケーションを行う

工程と金型の工夫次第で限られたプレス機で実現ことで自由度の高い使用が可能である。

可能となる。

搬送プログラムは最大 200 品種の設定が可能でトランスファロボットは周辺装置とのコミュニあり、生産も金型と搬送アームのセットを用意し、ケーションが行えるため、中間搬送装置を前工程、搬送プログラムを一度作成し生産すれば、次回か後工程のロボットと連動させ、お互いが干渉しならはこの 3 セットを適用するだけで生産対応が可いよう制御を行っている（図 2）。トランスファ能となるため、多品種の生産に適している。

ロボットの外部入出力機能を用いることで周辺機自動化において生産タクトは重要な要素である器とのコミュニケーションを実現し、より汎用性が、KOS PS シリーズはあえて安全一工程でのプの高い工程の構築を可能とする。連結は中間搬送レス機動作とすることで搬送時の自由度を高め、装置のような専用機を用いる必要はない。例えば様々な製品に対応し得る可能性に特化している。

コンベアの起動信号の制御をロボットの外部出力

今後も材料費の高い製品の加工や作業者の減少傾に、製品の有無の検知をロボットの外部入力に行向に対しトランスファロボットによる自動化の価わせることで中間搬送の工程を構築することも可値を提案し、スクラップ減少による環境負荷の低能である。

減などにも貢献していく。

トランスファロボットは 2 台別々のプレス機にそれぞれ独立で設置されているため、連結が必要ない時は、それぞれ別の製品の生産が可能であり、プレス機自体も異なるものでも構わないため、別々のラインとして稼働できる。
KOA PS シリーズの可能性自動化を考えるうえで、手札の多さは選択肢を広げる。最終的に自動化に至るにはあらゆる制限
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プ レ ス 技 術