工場自動化におけるパーツフィーダー導入と搬送ラインの安定運用

近年、多くの工場では労働人口減少に伴う人手不足に悩まされています。そうした問題の解決策として注目されているのが、工場自動化においてパーツフィーダーを導入し、搬送ラインを安定させて運用するという手法になります。

そもそもパーツフィーダーというものは単なる「部品供給機」ではありません。適切に配置するか否かで、生産ライン全体の稼働率（OEE）を大きく左右するという重要な役割を担っています。人手不足に悩まされる現場の属人化解消や、深夜稼働・長時間稼働に対応できる搬送ライン構築も実現可能です。

本ページでは、そんなパーツフィーダーを活用した搬送ライン構築にあたり、供給不足や突発停止（チョコ停）を最小限に抑え、計画通りの生産数を確保するための機器選定基準やシステム設計の要点を解説しています。ぜひ知識を深めておいてください。

搬送ライン自動化における「整列供給」の重要性

手作業からの脱却による定量的メリット

パーツフィーダーを搬送ラインに設置することで得られるメリットのひとつに、様々なワークの表裏や左右、向きなどを正しく整列させた状態で供給できるという点があります。人間が手作業で行うと、どうしても表裏や左右、向きを間違えて投入してしまうミスが発生してしまいがち。その点、パーツフィーダーならばそうしたヒューマンエラーを防止することができます。

サイクルタイムの固定化による、正確な生産計画の策定

パーツ供給を安定させることは、生産ライン全体の生産性や業務効率向上に直結します。例えば人的ミスによってパーツ供給が滞ると、後続の組み立て作業や検査工程などライン全体にダウンタイムが発生してしまいます。パーツフィーダーを活用することで得られるワークの「姿勢保持」や「供給密度の精度」といったメリットは、同じライン上でロボットがワークをピックアップする成功率を大きく高めてくれるのです。

ワーク特性に応じた供給方式の分類と選定基準

ひと口にパーツフィーダーといっても様々な種類があります。それこそ一台で何でもこなせるという訳ではなく、ケースバイケースで選ぶべき機器は異なっていきます。以下に主なパーツフィーダーの種類と特性をとりまとめましたので、参考にしてみてください。

安定稼働を実現する周辺設計と制御技術

パーツフィーダー導入は生産ラインが停止してしまうリスクを大きく軽減してくれますが、パーツフィーダーの性能だけに頼ることは禁物です。生産ライン全体のシステムを適宜確認・検証し、「総合的な観点から止まらないラインを構築する」という考え方が求められます。例えば、以下のようなポイントを考慮することが不可欠です。

センシングによる自動復帰機能

パーツフィーダーから生産ラインへワークを供給する過程において、一部のワークがどこかの部位に詰まってしまうということは起こり得ます。事態解消のためには詰まりを検知するセンサー類を設置し、詰まりが起きた際には逆転振動やエアブローなどで詰まったワークを自動排除するシステムを構築しておくことが有効です。

ストレージ（ホッパー）との連動

ワークの供給速度や安定性を向上させるために有効な手段のひとつは、供給するワークの分量を適切に調整することになります。ストレージ（ホッパー）と連動させることによりボウル内のワーク残量を一定に保つことでワーク全体にかかる振動負荷を均一化することができ、供給速度を安定させることにつながります。

後段工程との同期（インターロック）

例えば生産ラインのワーク供給が過多となり、ロボットによるピックアップや組み立てが追い付いていないという事態となった場合には、センサーなどで状況を判断し、ワーク供給を一時的に停止するというシステムが求められます。逆にワークが正しく供給されていない場合は、ラインを停止させるシステムなども同様です。

現場導入で重視すべき「メンテナンス性と耐久性」

パーツフィーダーの導入・運用に際して、生産技術者が余計な苦労を強いられないためには、機器選びの際にチェックすべきポイントがあります。筆頭に挙げられるのは機器自体の耐久性ですが、他にも供給するワークへの摩耗対策も重要です。特にデリケートな素材のワークを用いる現場では、ウレタンやフッ素樹脂などのコーティングが施されているものを選択すべきです。

またパーツフィーダーのなかには1台の機種で複数の用途に用いることができるタイプが存在しますが、その場合のアタッチメント交換が工具レスで行えたり、デジタル目盛りで調整が容易に行えるタイプであればより理想的。もうひとつ、油分や粉塵が溜まりにくく、清掃やメンテナンス性に優れた構造のものを選ぶことも大切です。

導入効果の検証と投資対効果（ROI）

パーツフィーダーの導入には少なくない費用が必要となりますが、結果としてどのような投資対効果（ROI）が得られるかを検証しておくことも重要なプロセスになります。筆頭に挙げられるメリットは人員削減や人件費の抑制ですが、それに伴い熟練工をより高度な付随業務（改善活動など）へ配置転換できるというメリットも生み出してくれます。また24時間稼働を実現できるので、生産性向上や設備償却の加速といったメリットも期待できます。

搬送ライン自動化は、適切なパーツフィーダー選択と運用が鍵

以上の通り、搬送ライン自動化にはパーツフィーダーが大きな役割を担いますが、単に導入すればいいというものではありません。目的に合致した機種を選定し、頑張環境に適した配置や設定、周辺機器との連動などを適切におこなうことが重要になります。工場の生産性や稼働率を最大化させるためにも重要なプロセスとなりますので、パーツフィーダー選択は工場の初期設計段階から検討すべきと言えます。

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