導入事例紹介

曲げ加工の自動化が重要課題に

板金加工業界では、曲げ加工の自動化がますます重要なテーマとなっています。

慢性的な人手不足は年を追うごとに深刻化しており、今後は円安による外国人材の日本離れも予想されます。曲げプログラムの作成から機械段取りまで、対応できるスキルを備えた熟練作業者は年々減少し、企業によっては未経験者の充員も満足にできない状況が生まれつつあります。今や「人材確保・人材育成」と「自動化・スキルレス化」は事業存続を左右しかねない重要課題となっています。

こうした曲げ加工の人材不足の対応として、「曲げCAM」によるプログラム作成の外段取り化や、「自動金型交換機能（ATC）付きベンディングマシン」（ATCベンダー）による金型交換の自動化、「ベンディングロボットシステム」による金型交換・曲げ加工・ハンドリングまで含めた自動化に取り組む事例が急速に増えています。

「1人あたり生産性の向上」に
貢献するベンディングロボット

いずれも曲げ加工の生産性を向上する設備ですが、ドラスティックにモノづくりの考え方を変えることができるのは、やはり「ベンディングロボット」です。

「ベンディングロボット」は、ロボットならではの運用ノウハウが必要になります。まず、プログラム作成とロボットの動作教示が必須になります。新規品は初回セットアップ（プログラム作成・動作教示～加工検証～量産立ち上げ）が必要になるため、基本的には「リピート品」が向いています。また、夜間を含む長時間無人運転を実施するためには、ある程度「中量～量産」の仕事が必要です。ロボットが把持しにくいサイズ・形状の製品の場合、例えばミクロジョイントした状態で曲げ加工を行うクラスター加工のように、展開～ブランク加工まで遡って工夫する必要があります。

多品種少量生産への対応力を
強化し、普及が加速

多品種少量生産の傾向が強い板金加工で、「リピート品」と「中量生産～量産」を得意とする「ベンディングロボット」は適用範囲が狭く、なかなか浸透しませんでした。

「いよいよベンディングロボットが実用段階に入った」「人手で加工する領域とロボットで加工する領域の線引きが変わった」といったユーザーの声も聞かれるようになり、人手不足の深刻化を背景にベンディングロボットの普及が急加速しています。

ここからは、複数台のベンディングロボットを活用し、成果につなげている事例を紹介します。

現在、汎用ベンダーだけで曲げる製品はリピートが見込めない単品や試作くらい。曲げ加工を含む製品のうち70%程度はベンディングロボットで加工しています。

角度センサー「Bi-S」により安定した曲げ精度で加工できる効果も出ています。汎用ベンダーで曲げるとどうしてもバラツキが生じていましたが、「Bi-S」の活用とロボットで安定した加工ができるようになったことで、後工程の溶接作業の負担が減りました。

曲げ工程にはベンディングロボット3台のほかに汎用ベンダー5台が並んでいますが、ロボットの稼働率を追求した結果、汎用ベンダーの稼働率は大幅に低下しました。曲げ工程の主要な作業者は2名のみで、計8台のマシンを運用し、ベンディングロボットの加工プログラムも作成しています。ベンディングロボットを導入する前、曲げ工程の人数はピーク時5～6人でしたが、半分程度に減りました。

「年内（2023年）には新工場を開設する計画です。それに合わせて3台目の複合マシンとして『ACIES-AJ』を導入する予定で、4台目のベンディングロボットも検討します」と行田社長は意気込みを語っています。

「曲げ工程全体の生産能力が2倍に」

(株)イシザキ（茨城県筑西市、石崎健二社長）は、「HG-2204ARm」（220トン・4m）と「HG-1003ARs」（100トン・3m）と「EG-6013AR」（60トン・1.3m）の「大・中・小」のベンディングロボット3台を運用しています。

同社の製造部門は「パイプ加工・組立」「板金加工」「プレス加工」で構成され、住宅設備機器、事務機器（パーテーション）、建材関係、アミューズメント機器、介護機器、産業機械・装置などを幅広く手がけています。「板金加工」の中心ロットサイズは100～500個、リピート率は70～80%と量産の傾向が強い生産内容となっています。

ロボットで曲げられそうな製品があると、試作・検証のために石崎専務みずから汎用ベンダーで加工します。そのうえで「ロボットで加工できる」と判断したものは、ロボット用の加工プログラムを作成して「量産」へと移行します。「量産」のフェーズに移ると、ワークのセッティングや製品回収は曲げ加工の経験がない別のサポートメンバーが行います。

曲げ工程のメンバーは計8名。そのうち7名は汎用ベンダー13台を使って加工し、石崎専務とサポートメンバー1～2名がベンディングロボット3台のオペレーションを担当しています。

石崎専務は「ベンディングロボットを導入する前と比べ、曲げ工程の人数は変わりません。品目数で見た現在の自動化率は20%くらい。ただ、“加工に時間がかかる製品”を自動化しているため、曲げ工程全体の生産能力は2倍近くになりました」と語っています。

石崎専務は「もしベンディングロボットを導入していなかったら、当社の売上規模は5年前と変わらなかったでしょう。中でも大型製品に対応する『HG-ARm』は、従来であれば断らざるを得なかったサイズの製品を受注できるようになりました」と語っています。

石崎社長は「ロボットに切り替えられるものは切り替えていきたい。すでに募集をかけても人材が集まらない状況になっていますし、今後はますます人手不足が深刻化していきます。自動化により人手不足を解消することは、経営的にも最重要テーマのひとつになっています」と語っています。

人手不足の時代に
適応するための選択肢

ベンディングロボット用CAMによるプログラム作成・ロボット教示は、オペレーターの重要な仕事のひとつです。行田製作所では「VPSS 3i ARBEND」を導入することでプログラム作成時間が1/3に短縮し、新規品の立ち上げのハードルが大きく下がりました。イシザキでは、石崎専務がバラシ・展開からベンディングロボット用CAMの操作まで一貫して対応することで、プログラム作業の精度と効率を高めています。両社とも、高度なスキルを必要としない素材供給・製品回収などの作業はサポートメンバーが2次加工などの他工程と兼務しながら対応し、スキルを備えたオペレーターの工数を有効活用しています。

また、ベンディングロボットの運用には従来の汎用ベンダーとは異なる発想が必要になり、「手で曲げた方が早い」と考えがちな現場担当者とのすり合わせが必要になります。それに対して、行田製作所・行田社長は目先の効率には目をつぶって「ロボット活用」の方針を強く打ち出し、イシザキ・石崎専務は自らオペレーションすることで意図したとおりの成果を挙げています。

人手不足の時代に適応するためには、こうした先行事例も踏まえつつ、ベンディングロボットの活用も選択肢に加えていく必要があるでしょう。