ソフトウェアによりロボットのプログラミングが簡素化される

フランスのブールジュにある MBDA の組立工場は、戦術ミサイルの製造を専門としています。 写真提供：MBDA

作業員は手持ち式レーザーを使用して、複合部品を製造するための金型を洗浄しています。 写真提供：ファジーロジックロボティクス

ポータブル学習装置は、Replix ソフトウェアにレーザー ストリッパーと金型の位置を合わせる方法を教えます。 写真提供：ファジーロジックロボティクス

Repplix はレーザー ストリッピング アプリケーションの新たな機会を切り開きました 写真提供: Fuzzy Logic Robotics

とりわけ、ブールジュ工場では、金型を必要とするさまざまな小型複合部品を製造しています。 写真提供：MBDA

ミサイルは現代戦争の主要な兵器です。 コンサルティング会社ポラリス・マーケット・リサーチによると、ロケットとミサイルの世界売上高は2021年の583億ドルから2026年には738億ドルに増加し、累計年率4.8％で成長すると予想されている。

世界有数のミサイル製造会社に MBDA があります。 フランスのル・プレシ・ロビンソンに本社を置く MBDA は、エアバス、BAE システムズ、レオナルドの共同所有会社です。 同社は 6 か国で約 14,000 人の従業員を雇用しています。 同社は2021年に51億ユーロ相当の受注と178億ユーロの受注残を報告した。

フランスのブールジュにある MBDA の組立工場は、戦術ミサイルの製造を専門としています。 これらのミサイルは、電気機械の組み立てと、金属および複合材料の製造の両方を必要とします。

スループットを向上させ、従業員の健康と安全を向上させるために、MBDA はロボットを採用して、少量の生産や単一ユニットの生産でも特定のプロセスを自動化したいと考えていました。 理想的には、プログラミングのスキルを持たないオペレーターでも、実行するプロセスをロボットにすぐに教えることができます。 その後、ロボットは人間の監督なしでタスクを実行します。

自動化のために選択された最初のタスクは、複合部品の製造に使用される金型を手動で洗浄するプロセスでした。 とりわけ、ブールジュ工場では、金型を必要とするさまざまな小型複合部品を製造しています。 各金型は、生産で使用する前にきれいに剥がす必要があります。 複雑な操作です。 成形する部品は多種多様です。 一連の部品ごとに、除去される残留物の量と残留物の位置は異なります。 この作業は手動で行われるため面倒であり、オペレータは有毒物質にさらされないよう保護する必要があります。

MBDA のエンジニアは、レーザー剥離ツールを備えた 6 軸ロボットが、人間と同等、あるいはそれ以上の作業を行えると信じていました。 唯一の問題は、多品種生産向けにロボットをプログラミングすることです。

「MBDA では、自動化に関して俊敏性を求めています」と MBDA の未来イニシアチブの工場責任者である Vincent Rafin 氏は説明します。 「私たちは、オペレーターに筋骨格系の障害を引き起こす作業をロボット化したいと考えています。しかし、同時に、特定の製品は少量生産、または単一部品の生産を必要とするため、プログラミングにかかる​​非経常コストを可能な限り低く抑える必要があります。

「レーザーの軌道を定義するロボットのプログラミングは、少量の連続生産には適切なアプローチではありません。時間もコストもかかるため、ロボット技術者が行う必要があります。」

MBDA はアドバイスを求めて、レーザー表面処理およびレーザー剥離技術を専門とするフランスの企業である Meliad と、SCARA および 6 軸ロボットの多国籍メーカーである Stäubli に相談しました。 後者は、ユニバーサルなビジュアル プログラミング ソフトウェアとして Fuzzy Logic Robotics を推奨しました。

パリに拠点を置くファジー ロジックは、産業用ロボットのコマンドと制御を専門とするフランス系アメリカ人のエンジニア チームによって 2018 年に設立されました。 同社の主力製品である Fuzzy Studio は、いくつかの主要なロボット ブランド (ABB、FANUC、KUKA、Stäubli、UR、Yaskawa) と互換性のあるビジュアルなノーコード プログラミングおよびシミュレーション ソフトウェアです。

Fuzzy Studio を使用すると、ロボットを使用するためにプログラミングを学ぶ必要はありません。 コードのないユーザー インターフェイスを使用すると、オペレーターは 3D シミュレーション環境と視覚的に対話でき、ロボット プログラムは自動的に生成されます。 ユーザーは数回クリックするだけでロボットプロセス全体を設計、シミュレーション、変更できます。 到達可能性、衝突、サイクルタイムをチェックすることは、エンジニアがシミュレーションを通じて新しいプロジェクトを改良するのに役立ち、ロボットへの投資のリスクを軽減します。 既存のワークセルの場合、エンジニアはそれを Fuzzy Studio でモデル化し、オフライン プログラミング用に完全に機能するデジタル ツインを作成できます。

インテリジェントな軌道生成ツールを使用すると、エンジニアはモデル内の 3D パーツからプロセスの複雑な軌道を直接自動的に生成できます。 このソフトウェアは、CAD および 3D モデルを理解し、数時間の骨の折れる作業を数回のクリックに変換する軌道ジェネレータの強力な武器を提供します。 これらの軌道は、OEM のロボット コントローラーまたは PLC で使用するためにエクスポートできます。

Fuzzy Logic は MBDA と協力して、Fuzzy Studio の拡張機能である新製品 Repplix を開発しました。 ポータブル学習装置は、作業に関する知識を使用してオペレータによって制御され、Replix ソフトウェアにレーザー ストリッパーと金型の位置合わせ方法を教えます。 Fuzzy Studio で作成されたワークセルのリアルタイム デジタル ツインを介して実行されるモニタリング機能は、ロボットの環境における潜在的な衝突と軌道の実現可能性を考慮します。 その後、アラート パラメータを設定できます。 軌跡のキャプチャには、レーザーのトリガーや出力など、いくつかの剥離プロセス パラメーターも含まれます。 ロボット工学者ではないオペレーターは、最初のティーチング段階の後でも、グラフィカル インターフェイスを介して軌道を変更し、パラメータを処理できます。

次に、デジタル ツインからサイクルが起動され、オペレーターから学習した軌道の正確なキャプチャに基づいてロボットがレーザーで動きます。 ロボットの動作速度はソフトウェアで直接設定されます。 教育段階の速度とは異なる場合があります。 このサイクルはロボットによって自律的に実行され、オペレーターの監視は必要ありません。

同じティーチング プロセスはわずか数分で完了し、新しい一連の金型ごとに繰り返されます。

ストリッピング タスクはミリメートル単位の精度で実行されます。 学習装置は実際のツールを表現しており、ロボットに直接リンクされていないため、手動操作を簡単に再現できます。 オペレーターは、ソフトウェアとパラメーター化されたアラートを使用して、動きの実行と計画を自分で管理します。

金型洗浄操作のプログラムに必要な時間が、数時間から数分に短縮されました。 洗浄作業を自動化することで生産性が向上し、オペレーターのリスクも軽減されます。 これにより、安全性と経済性の両方の観点から、運用の自動化が有益になりました。

「Replix を使用すると、ロボットはオペレーターの手の中で精密なツールになります」と Fuzzy Logic の CEO、Ryan Lober 氏は述べています。 「私たちのソフトウェアを使用すると、専門家の介入なしに完全に自律的にタスクを自動化できます。

「もう 1 つの利点は、Repplix が実際のトレーニングを必要とせず、すぐに使い始めるように設計されていることです。当社のソフトウェアを使用すると、これまで不可能だったプロセスの自動化が可能になります。私たちは最初のアプリケーションをかろうじて完成させており、すでに Repplix は次の企業によって導入されています。ヨーロッパの他のユーザー。」

「この技術的構成要素は複製可能です。2022 年の第 1 四半期にこの最初のユースケースで利用可能になる予定です」と MBDA のロボット技術リーダーである Nicolas Gautier 氏は述べています。 「私たちはすでに、新しい用途をカバーするためにそれを拡張することに取り組んでいます。たとえば、サンドブラスト、塗装、溶接、ウォータージェット切断などです。これらの用途はすべて、プログラムする必要がある複雑な軌道を持っています。従来のツールでは、高度な資格を持つ人材と優秀な人材が必要です。」 「このようなアプリケーションのコスト効率の高い自動化を妨げていた障壁が、Fuzzy Logic と Replix によって取り除かれました。」

Meliad の CEO、Jean-Michel Duchazeaubeneix 氏は、Replix がレーザー剥離アプリケーションに新たな機会をもたらすと述べ、「当社はロボットによるレーザー剥離技術を提供していますが、専門家が行う必要があるため、この技術は依然として複雑です」と説明します。 「MBDA の場合のように、少量生産の軌道をプログラムすると、法外に高額な非経常コストが発生し、プロジェクトが直接台無しになってしまいます。Replix は、当社のレーザー技術を幅広い修理やメンテナンスの用途に迅速かつ簡単に導入できる可能性を提供します。」これまで実現するのは困難でした。」

ロボット プログラミング ソフトウェアの詳細については、https://flr.io をご覧ください。

レーザーストリッピング技術の詳細については、www.meliad-sas.com をご覧ください。