Traneはロボットプログラミング時間を80時間以上節約

お客様

Trane^®は、世界的な気候イノベーターであるTrane Technologiesが1885年にウィスコンシン州ラクロスでJames Trane氏によって設立した、持続可能な暖房、換気、空調 (HVAC) ソリューションのリーダーです。息子のRueben Trane氏と共に、最初の低圧蒸気加熱システムを開発しました。Trane は世界中に複数の製造施設を有していますが、最も有名なのは、200 ～ 4,000トン規模の冷却能力を持つ CenTraVac^®水冷チラーを製造するラクロスの施設です。100年以上にわたり、Traneは、人口約 60,000 人のラクローズコミュニティの支柱であり、主要な雇用主でもありました。

課題

Traneチラーは、さまざまな顧客の仕様を満たすように設計された、高度にカスタマイズされた製品です。そのような多品種のカスタム製品は、多大な手作業を必要とします。小さな農村地域では、熟練した労働力を採用して維持するのが難しい場合があります。Traneのシニア溶接エンジニアであるDoug Watkins氏は次のように述べています。「現在の労働環境と今後30年間の当地域の労働力予測を調査した結果、自動化の導入が中核戦略となりました」。TraneはFanucロボットシステムを使用して3つの溶接セルを実装しました。この自動化への初期投資の結果、熟練労働者の不足の克服と、運用コストの全体的な削減を可能にしました。

しかし、彼らにとって最大の課題であり、自動化の機会でもあったのは、手作業による労力の多いチューブ圧延プロセスでした。各チラーはカスタマイズされた製品であるため、穴パターンに単一の標準化がなく、潜在的な自動化プロセスの複雑さが増しました。CNC machineRapid Hawk Assisted Tube Rollingシステムを使用する場合、通常、オペレーターは何千本ものチューブを手動で巻き、トリミングする必要があり、これは非常に時間のかかる作業です。さらなる課題は、オペレーターが手作業で検査しなければならなかった、紛失したチューブの特定でした。何千もの穴の中から欠けている穴を見つけるのは、干し草の山から針を見つけるようなものでした。また、手動検査であったため、検査手順にどれくらいの時間がかかるかを推測することはできませんでした。これは製造工程においてタクトタイム（製品を順次生産する際、1ユニットの生産開始から次のユニットの生産開始までの平均時間間隔を測定する指標）を大幅に遅延させる重大なリスクであり、出荷遅れの危険性につながりました。

Traneがこのチューブ圧延アプリケーションに自動化ソリューションを実装することを躊躇したもう1つの理由は、このカスタマイズされたプロセスに必要なティーチペンダントのプログラミングに要する膨大な時間でした。オペレーターは80時間以上をプログラミングに費やさなければならず、その間ロボットはオフラインのまま生産から外れるため、このプログラミングプロセスによって会社は時間とコストを損失することになります。Traneのチームは、手作業によるプロセスとティーチペンダントを使ったプログラミングが持続可能ではなく、難易度が高く時間もかかりすぎると認識していました。

解決策

2018年にシカゴで開催された国際技術製造ショー（IMTS）で、Doug氏はRobotmasterのオフラインプログラミング機能に注目しました。HyperthermのソフトウェアセールスマネージャーであるCory John氏が、プログラムの概要とデモをすぐに説明してくれました。展示会後の一連の会話がきっかけで、最終的にはTrane La Crosse工場の第7プラントで現地会議が実現しました。ロボット溶接のプロセス、課題、リスクをより深く理解するために、チームは信頼できるRobotmasterインテグレーターパートナーであるSofos Robotics Co. の社長であるJohn Huster氏にも相談しました。

ロボットをオフラインにせずにプログラミング時間を短縮できる可能性に興奮したDoug氏は、すぐにSofos Roboticsと協力し、同社の溶接セルにRobotmasterソフトウェアを実装しました。ロボットシステムの導入によって得られたメリットをさらに強化し、熟練労働者の必要性と運用コストを削減することができました。実装が成功し、経験豊富なインテグレーターパートナーと連携した結果、TraneはRobotmasterソフトウェアの利点と、チューブ圧延プロセスを含む他の分野でも活用できる可能性をすぐに認識しました。興奮はすさまじかったです。

ソフトウェア内で、Traneは部品のCADモデルをインポートし、パイプの終点を選択し、Robotmasterの自動パスを使用してサイクル ルーチンを自動的に作成できます。Robotmasterのパス最適化テクノロジーを使用すると、ソフトウェアはパス順序付けアルゴリズムを使用して、ロボットが穴の間で最適なパスを取るようにし、サイクル時間計算機能で示されるように全体的なサイクル時間を短縮できます。

Doug氏は次のように述べています。「Robotmasterの機能を知ったとき、私たちはすぐにそれに飛びつきました。RobotmasterのOLP方式を使用すると、チューブ圧延セルのプログラミングに30分かかり、ロボットをオフラインにする必要がありません。ティーチペンダント方式を使用した場合、80時間以上のプログラミング時間が必要でした」。

結果

TraneはRobotmasterの使用により素晴らしい成果を上げています。ロボットによるチューブ圧延は、さまざまな面でメリットをもたらしました。まず、ロボットによるチューブ圧延が、冷凍機製造プロセスの中で最も人手を要するプロセスの一つに取って代わりました。ロボットシステムは、チューブの不足をゼロにすることで、生産量を50%増加させました。TraneはRobotmaster OLPソリューションの導入以来、サイクルタイムが~38%向上しています。

John Huster氏によると、「Robotmasterソフトウェアはセルプログラミングを超えた性能を発揮します。当社はこれをエンジニアリングツールとして使用し、さまざまなセル設計をテストし、ワークスペース分析を実行して、Traneのチューブ圧延プロセスなどの作業に適したロボットとツールがあることを確認できました。さらに、プロセスをより正確にシミュレーションできるため、生産現場で実装する前に問題を解決することができます」。

サイクルタイムの改善に加えて、新しいロボットのチューブ圧延システムは、より安全な作業環境を作り出しました。手作業の工程では、作業員がトリミング機から飛散する銅片にさらされていました。自動化されたプロセスにより、このリスクが排除されました。

最後に、Traneはロボット自動化を通じて労働力不足の圧力を緩和することができました。チューブ圧延の従業員を組織内の他の機能に再教育/スキルアップさせることができました。Doug Watkins氏は次のように述べています。「当社の自動化戦略は、長時間にわたる肉体的に過酷な労働時間を削減し、オペレーターが創造的なプロセスにさらに関与できる機会を創出することに重点を置いています。私のチームは非常に創造的で、毎週新しいアイデアを考え出し、お客様に付加価値のあるシステムを提供する機会を探っています」。

Robotmasterが生産性と収益性の向上にどのように役立つか、デモをスケジュールしてください。