ライン寸断も多能工ロボットらが復旧、DMG森精機で未来の生産ラインの実証実験：FAニュース

NEDOは「5G等の活用による製造業のダイナミック・ケイパビリティ強化に向けた研究開発事業」において、ファナックとDMG森精機が、DMG森精機の奈良商品開発センタ内にローカル5G通信環境を共同で構築し、既存生産ラインの柔軟、迅速な組み換えや制御を可能にするダイナミック生産パイロットラインを整備したと発表した。

[長沢正博，MONOist]

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は2023年2月20日、「5G等の活用による製造業のダイナミック・ケイパビリティ強化に向けた研究開発事業」において、ファナックとDMG森精機が、DMG森精機の奈良商品開発センタ内にローカル5G通信環境を共同で構築し、既存生産ラインの柔軟、迅速な組み換えや制御を可能にするダイナミック生産パイロットラインを整備したと発表した。

整備したダイナミック生産パイロットラインの一部［クリックで拡大］出所：NEDO

　このパイロットラインには、既存生産設備と多能工自走ロボットのクラウド型無線協調制御プラットフォームやNC連携システム、加工アシストモジュールのアプリケーションなどを導入した。

　ライン寸断や設備故障などが生じた際に、1台の多能工自走ロボットによるアシストと動的ライン変更により、生産活動を維持できる未来の生産ラインを追求する。代替として全く同じ機械、機種の生産設備がなかった場合は、その瞬間に仕事が入っていない他の生産設備を自動的に選択。多能工自走ロボットが手足、感覚として選んだ設備の挙動を計測し、センシング情報を受け取り、頭脳として代替設備の状態に適した精度補正などを行う。

　生産ラインがダイナミックかつタイムリーに組み換えられることで、高い品質保証を実現しつつ当該部品の製造を継続し、その間に元のラインを修理して生産ラインの緊急事態を乗り切り、サプライチェーンの寸断を回避する。中小企業における導入ステップなどの実用化に向けた普及施策も合わせて検証する。

　パイロットラインでは2023年度に、一品種複数個の疑似製品の製造を行い、開発システムの効果による平均復旧時間と単位時間あたりの生産量を、複数の故障シナリオ、加工アシストモジュールの組み合わせにより比較評価をする。従来技術水準ではダウンタイム3日程度を要する生産ラインの復旧に対して、1日（8時間）以内で復旧して生産再開し、部品精度の担保を実証する予定となっている。

実現を目指すダイナミック生産ラインのイメージ［クリックで拡大］出所：NEDO

　多能工自走ロボットのハンドに取り付ける計測器と各加工アシストモジュールによる、加工、モニタリング、評価に関する個別の実証は2022年度中に実施した。

　具体的には、ハンドに取り付けたセンサーで金属3Dプリンタで造形したワークの強度と積層条件についてデータ解析を用い、必要なデータ領域を特定し、さまざまな積層条件で造形。さらに取得したデータを回帰分析して、要求性能を満たす積層条件の算出に成功し、不良品の流出なしに試作、量産ともに行えることを確認した

　また、ハンドに取り付けたビジョンセンサーによりNC旋盤内の切りくず堆積を検知し、ハンドやエアを用いて自動的に切りくずを除去、作業の中断、停止なしで生産を継続できることを確認した他、ハンドに搭載した3Dスキャナー装置で対象ワークの走査を短時間に完了し、加工パスを生成することにも成功した。

　今後は、ローカル5G、クラウド、連携システム、多能工自走ロボットが全てそろったパイロットラインに構築したフルスペックのシステムが、サプライチェーンの寸断と生産設備の故障の両方に対応可能であることを実証するため、多能工自走ロボットの最適経路プランニングの確立と加工アシストモジュールの拡充、精度向上に取り組む。

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