最新のロボット技術、最先端の処理設備、環境に優しく健康的で安全な事業アプローチは、石材採石業界にすぐに結び付けられるものではないかもしれませんが、ハダーズフィールドの JWQ (ジョンソンウェルフィールド採石場) では、新しい施設への投資と持続可能な人工天然石を生産したいという願望により、この150年の歴史を持つ採石場の能力が大幅に拡張されました。
JWQは、家族経営のMyers Group企業の一員です。このグループは1950年代に設立され、建設分野への建築資材の供給に重点を置いています。ジョンソンウェルフィールド採石場はハダーズフィールドのすぐ外側に位置し、産業革命にまで遡る長い歴史を持っています。1978年にMyers Groupに買収され、以来、現在に至るまで継続的な大規模な投資の対象となっています。同社の最新の投資は、Stäubli 6軸ロボットと最新のRobotmaster CAD/CAMソフトウェアを使用したロボット加工施設であり、これらはすべて、ロッチデールに拠点を置くCR SolutionsによってJWQの生産システムに統合されています。
JWQは長年にわたり、ロンドンのパターノスタースクエアの舗装や座席、また高く評価されているハダースフィールドのセントジョージ スクエアの修復など、多くの注目度の高い用途で使用される最高品質の砂岩の供給元となっています。最近、シェフィールド市議会によるチューダースクエアの再開発と、シェフィールド市中心部のクルーシブルシアターの改修工事に併せて、芸術的に彫刻された砂岩のプランターと座席ユニットを提供する機会があり、John Myers氏は天然石の加工には抜本的なアプローチが必要であると確信しました。
JWQは、石材をさまざまな形状に加工するというニーズを満たす加工設備を特定するために、代替生産技術の調査を実施し、可能であれば特注の6軸ロボット ソリューションが最適なソリューションであると結論付けました。CR Solutionsとのコンサルティングにより、追加の専門知識とガイダンスが得られました。
テルフォードのStäubli Roboticsとの最初の接触は、同社の6軸ロボットが石材を必要な形状と精度で加工する能力を実演する機会へと迅速につながりました。フランスのオート＝サヴォワ州にある最先端の工場を訪問したことで、JWQはStäubliが単に適切なサイズの6軸マシンを提供するだけでなく、このような挑戦的なプロジェクトの成功を確実にするために尽力するプロジェクトチームと協力する意欲を持つロボットサプライヤーであることを確信しました。
石工部門には他の独自のソリューションも利用可能ですが、シェフィールドプロジェクトの契約上の義務により、関係するすべての関係者に並外れたレベルのコミットメントが求められたため、JWQは専属サプライヤーのチームによる特注ソリューションを選択しました。CAD図面をロボットアームの操作に使用できる指示に変換することは専門的な分野であり、Robotmasterはこの変換を行うソフトウェアの主要サプライヤーとして認められています。プランター用の個々の石は芸術作品であり、幾何学的な形状はなく、加工プロセスに必要なファイルは、ソフトウェアの限界を押し広げるほどの大きさでした。
加工ロボットは、Stäubliの幅広いロボット製品ラインナップに新たに加わった製品です。高速加工が可能で、スピンドルをロボットの前腕に直接統合できます。スピンドルへの駆動装置と、冷却や潤滑などの関連するすべてのサービスをロボットアーム内に配置し、ロボットの足を介してさまざまな電源に接続することができます。この設計により、腕全体にはIP65の保護クラスが、手首にはIP67の保護クラスが保証されます。加圧オプションは、必要に応じて指定できます。
StäubliのVAL HSMソフトウェアはロボットアームを制御し、必要なすべての機能を管理します。Robotmaster/Mastercamソフトウェアは、CAD/CAMデータをインポートして変換し、6軸ロボット ツール パスをStäubliのVAL3言語に適用して最適化し、その後ロボットの制御に使用します。高度なRobotmasterソフトウェアは、CNC加工機と同じくらい簡単にロボット アームをプログラムする機能を提供し、ツールパスを自動的に生成して特定のロボットモデルに合わせて最適化し、ロボット加工プロセスの完全な視覚シミュレーションによって潜在的な衝突を検出して回避します。
合金、ステンレス鋼からインコネル600、アルミニウムまで、さまざまな材料に対して実施されたテストにより、Stäubliの加工ロボットの精度と再現性が証明されました。クロスランドヒル石の機械加工は、達成される精度にツールの選択が重要であるという点では他の材料の機械加工と変わりません。
Stäubliでの石材加工のデモンストレーションにより、JWQはロボットが石材の加工と彫刻が可能であることを確信しました。Robotmasterソフトウェアを搭載したRX270 6軸ロボットが3台注文されました。複数のロボット生産施設、加工ステーション、スピンドル設計、ツールの設計と構築はすべてMyers Groupの社内チームによって実行され、電子統合はC R solutionsによって提供されました。
さらに、ロボット加工により、石材表面のテクスチャ加工に新たな可能性がもたらされ、美観が大幅に向上し、革新的で美しい芸術的な外観が実現しました。このテクスチャは、他の製造方法では実現不可能ではないにしても困難です。
興味深いことに、JWQのユニット マネージャーであるShaun Berry氏は、機械加工ロボットが自社にもたらしたもう1つの利点として次のように付け加えています。「私の主な目的の1つは、従業員の職場環境を改善することです。従来、石工は危険な環境で作業しており、空気圧ノミを使用すると振動による傷害を受ける可能性があります。新しいロボットシステムは、これらの危険を完全に排除します」。
機械加工機ロボットはStäubliに新たな市場を開拓していますが、従来のCNC工作機械よりも適応性とコスト削減の利点が既に「将来に備えた」機械加工能力を求めるお客様に評価されています。Stäubliのロボット製品群は継続的に開発が進められており、医薬品、電子機器、プラスチック業界における伝統的な高速・高精度ロボット応用分野が、ロボット技術が未開拓の新たな市場へと拡大されています。現在、製品ラインナップには4軸ロボットと6軸ロボットの両方が含まれており、荷重容量は1kgから250kgまで、最大到達距離は3210mmまで対応しています。ユーザーが、これらの高度でユーザーフレンドリーなロボットの幅広い機能に対する包括的な理解と評価から得られるメリットを認識するにつれ、新たなアプリケーションが継続的に開発されています。