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ネットワーク化されたセルコンセプト: 大小さまざまな拡張可能ソリューション

木工所 & 中規模加工業者向けソリューション。

今回の LIGNA で HOMAG は、中規模の木材加工業者向けにモジュラー式の拡張可能な加工セルを展示します。どのセルも、それ自体がすでに効率的なパネル加工の最適なソリューションであり、個々のセルは HOLZ-HANDWERK 2018 で初めて紹介された無人運搬ロボット (TRANSBOT) によってネットワーク化されます。上位の制御は、製造実行システム ControllerMES が引き受けます。展示の最後に登場するのは、完全自律型の自動化されたロット 1 生産用製造コンセプトです。これは、切断から最終的に梱包された家具に至るまで、顧客の要求にフレキシブルに対応可能なコンセプトです。

木材加工は、今日、次のようなさまざまな課題に直面しています:

  • ジョブの処理でコストを削減するにはどうしたらよいか? 
    これまでは、専門店で記録される注文書の場合、最初に工場で技術的な説明が必要でした。それが済んで初めて、注文が社内のソフトウェアシステムに登録されます。
  • ロットサイズが縮小し続ける現在の状況では、常にフレキシブルな生産コンセプトが要求されます。それぞれの顧客の要求に、さらに効率的かつ迅速に対応するにはどうしたらいいのでしょうか?
  • 高騰する人件費と職人の不足をどのように補えばいいのでしょうか?
  • 増加する市場統合によって生じる競争の激化とコストの圧力にどのように対抗すればいいのでしょうか?

具体的にご覧いただけるように、ハノーファーではライブ展示を行っています。ここでは、工業生産へのエントリ事業者向けおよび中規模加工業者向けの新しい統合型セルコンセプトをご紹介しています:

「ネットワーク化された個別セルのソリューション」

完全なネットワーク化。

LIGNA では、木工所および中規模加工業者向けのネットワーク化ソリューションで以下のアプリケーションを使用します:

Configurator3D & Designer 3D

Configurator3D により、迅速で確実な注文記録が可能になります。ここでは、セールス文書と承認文書がフォトリアリスティックに表示されます。シェードモードのビュードローイングや 3D パースペクティブからフォトリアリスティックなレンダリングに至るまで、さまざまなビジュアル化オプションによって新しい家具を最適に計画することで、複雑性と多様なバリエーションが管理可能になり、特殊部品の数を削減することができます。また、3D 製品コンフィギュレーターから、部品リスト自動分析および CNC データを生成できます。

POS 用ソリューション Designer3D と併用すれば、直販のための完璧なソリューションが出来上がります。中心はお客様です。直感的操作により、プランニングからレンダリング、見積りに至るまで専門アドバイザーをサポートします。Configurator3D へのシームレスな統合により、POS

から生産までデータを一貫して利用することが可能です。

「コントロールセンター」: 製造実行システム ControllerMES

切断セル、エッジセル、ドリル加工セル、梱包セル、そして無人運搬ロボット (TRANSBOT): これらをコントロールする上位の制御装置は何でしょうか? 製造実行システム ControllerMES がそれを引き受けます。このモジュラーシステムは加工セルのプロセスを支援し、人間と機械の共同作業を最適化します。この場合の主要な目的は、生産プロセスの効率化、ロットサイズ 1 生産の最適なデータ品質、そして絶対的なデータ透明性です。
ここでは、Configurator3D からの加工データの直接取り込みおよび最適化、製造ロットの自動形成および正確な生産計画、そして材料フローの決定および無人搬送システムの搬送ルートに至るまで、ControllerMES が個別の生産プロセスを支援します。

オペレータは、エコシステム tapio によって利用可能なソフトウェアオンデマンド – 切断最適化ソフトウェア「intelliDivide

」に注文をロードします。このソフトウェアは、パネルソーまたはネスティング機械のための切断図面を作成します。このときソフトウェアは、さまざまな基準(少ない残材、短い作動時間または簡単な材料ハンドリング)に従って残材を最適化し、結果として、さまざまな切断図面を選択できるようにします。これにより、ユーザーは最適な切断結果を得ることができ、また、価格を正確に計算することも可能です。これによるメリットは、時間、材料、資源を節約できることです。

ツールマネージャーと材料マネージャー

ツールおよび材料の管理を効率化し、エラーを防ぐにはどうすればいいでしょうか? 新しいツールマネージャーと材料マネージャーならそれが可能です。両方ともエコシステム tapio がベースとなります。

  • ツールマネージャー (toolManager): このツールマネージャーによって、近い将来、会社のすべてのツールを一括して管理し、ツールに関するインフォメーションを簡単に呼び出したり、直接機械にロードしたりすることも可能になります。LIGNA に向けて HOMAG は、パネル分割鋸の鋸刃の管理を開始します。このために、各メーカーの鋸刃のさまざまなデーが保存されました (タイプや形状、回転数または材料の制限など)。ユーザーは、スマートフォンまたはタブレットでツールのバーコードをスキャンします。ユーザーはインフォメーションを受け取り、鋸が tapio に接続されていれば、そのインフォメーションを直接機械に伝送することも可能です。その結果、長時間のデータ検索がなくなり、手動入力が大幅に少なくなるため、エラーの数も減らすことができます。材料マネージャーと併用すると、処理する材料に関して研磨サイクル間の切削速度が記録されます。
  • 材料マネージャー: ここには材料クラスとその特性が保存されており (パーティクルボード、Alucobond、軽量構造など)、さらに市販材料の厚さや平均重量についての一般的なインフォメーションも含まれています。ユーザーは、すでに管理しているパネルをこれらのクラスに割り当てることができます。

intelliStack: 「テトリスの原理」による「ランダム」スタックの形成と取り出し

生産プロセスの連結を切り離すために、木工業界ではしばしばスタックが用いられます。自動化されたシステムの場合、スタックの形は、これまで単一材料スタックか線形スタックに限定されていました。しかし、intelliStack では、「テトリスの原理」による「ランダム」スタックの形成と取り出しも可能です。この場合、スタックは、できるだけ多くの部品が面 (場所)

の中に収まるように形成されます。これにより、スタックの高さと必要なスタック搬送の回数を減らせるだけではなく、スタックに必要な安定性も提供されます。このことは、無人搬送システムを使用する物流には最適な基盤となります。

MachineBoard: 接続されている全機械を一覧表示する tapio のアプリ

ネットワーク化されている個々のセル内の機械はすべてエコシステム tapio と接続されており、MachineBoard アプリで表示することができます。これにより、ユーザーは、メーカーに関係なく、すべての機械を一覧で見ることができます。このアプリは、機械データおよび機械の状態をリアルタイムで表示し、機械のオペレータが必要とする場合は、プッシュ通知を表示します。さらに、このアプリは、現在のエラー、警告、アクション (次のアクションまでの残り時間を含む)

のリストも提供します。メリットとして、オペーレーターは常にタイミング良く機械のところにいられるため、日々の作業をよりフレキシブルにすることが可能です。

無人搬送システム TRANSBOT: 個別セルのための最新のネットワーク化

LIGNA では TRANSBOT が、切断、エッジ加工、CNC 加工、梱包間の物流を引き受けます。自律走行する搬送ロボットがスペース内を自由に移動することで、レールまたは磁気ストリップなどの機械的補助手段が省略され、物流作業を非常にフレキシブルにしてくれます。

1 つの生産工程の中で材料が加工されると、この材料はいわゆるトレイ (テーブルのような構造) の上に積み上げられます。LIGNA では、それぞれの加工セルに統合されているさまざまなロボットがこのスタックルーチンを行います。スタックが完了すると、TRANSBOT はトレイの下に移動し、トレイを持ち上げ、加工セルに接続されている引渡しステーションからスタックを輸送します。続いて、TRANSBOT は、スタックをすぐに次の加工まで運ぶか、あるいはエリアバッファまで運びます。個々の加工セルでサイクルレートが異なっている場合、このエリアバッファで調整が可能です。そのようなエリアが全部で 8

箇所設けられており、これらは任意に選択可能で、それぞれ個別にアクセスできます。ここで、空のトレイを停止したり、満杯のトレイを材料が要求されるまで待機位置に一時保管したりすることができます。これにより、加工センターの連続的な材料供給が確保され、高い付加価値が創出されます。

切断: ロボットハンドリングと TRANSBOT 引渡しステーションを備える SAWTEQ B-300 flexTec

どのパネル分割鋸でどの切断図面を処理しなければならないか、ロボットはすべて把握しています。ロボットは、リップカットを実施するために鋸にパネルを送り込みます。次に、ロボットはストリップを回し、それらを再び鋸に送ります。これによって、鋸はあらゆる種類のクロスカットおよび再カットを実施することができるのです。処理された部材には自動的にラベルが貼られ、最適に配置されたスタックパターンに従ってそれらの部材をロボットがパレットの上に積み上げます。ここでも intelliStack (5 項を参照) は、「テトリスの原理」による「ランダム」スタックを形成し、そこから取り出すことができます。この場合、スタックは、できるだけ多くの部品が面 (場所) の中に収まるように形成されます。これにより、スタックの高さが下がるため、スタック安定性も高まります。
パネルパッケージが形成されると、これらは接続されている搬送ラインを介して引渡しステーションへ送られます。続いて、TRANSBOT がそのスタックを受け取り、次の加工セルまたはスタックステーションまで運びます。その結果、小さなスペースに統合された切断を行うことができます。

 

  1. エッジ加工: 2 FEEDBOT E-500 および TRANSBOT 付き EDGETEQ S-500 profiLine

エッジ加工のセルでは、縁貼り機 EDGETEQ S-500 profiLine が 2 台のロボットと無人搬送システムと組み合わされ、フルオートメーションで働きます。ロボットは TRANSBOT と共同で部材ハンドリングを行い、オペレータが介入するのは縁材マガジンで縁材テープを交換するときだけです。

部材のエッジ加工で EDGETEQ がその能力を十分に発揮できるように、自動化によってエッジ加工に最適な時点に正しい材料が提供されます。そのために、送りロボットが縁材の入口に配置されています。このロボットは、分類されたスタックからエッジ加工する部材を受け取り、それらの部材を順番に供給システムに入れていきます。2 番目のロボットは、縁貼り機の出口に配置されています。このロボットは、そこで加工された部材を取り出し、次の縁材作業のために分類された配置でスタックを形成します。このスタックは、再び intelliStack (5 項を参照) によって支援されて、トレイ (テーブルのような構造) の上に形成され、いずれかの TRANSBOT によって再び送りロボットの縁材入口まで輸送されます。このプロセスは、部材が完全にエッジ加工されるまで繰り返されます。

エッジ加工セルは、あらゆる加工を柔軟にまとめることができます。要求と希望するパフォーマンスに応じて、スタンドアローン仕様の EDGETEQ は、1 台または 2 台のロボットの統合を初めとして、多様な連結が可能な無人搬送システム TRANSBOT

によるフルオートメーション化ソリューションに至るまで拡張可能です。

  1. CNC 加工: 2 つの DRILLTEQ V-200 とロボット FEEDBOT D-200

垂直 CNC 加工センター DRILLTEQ V-200 は、ドリル加工、ルーター加工および溝切りを含むコープス加工全体を行います。HOMAG は、LIGNA において、このオールラウンダーを初めてロボットオートメーション化と組み合わせて展示します。見本市会場では、ロボット FEEDBOT D-200 が 2 つの DRILLTEQ V-200 に部材を供給することにより、加工センターが自動化された CNC セルになる様子をライブでご覧いただけます。

HOMAG は、このソリューションによって、手動操作の機械を自動化することで付加価値をどれだけ高められるか示します。CNC 加工センターへの材料供給は、ここでも無人搬送システム TRANSBOT が行います。TRANSBOT は、材料スタックをエッジ加工セルから運んだり、必要な場合はエリアバッファから直接、両方の垂直ドリルマシンの間に設置されているロボットの介入エリア内に運んだりします。

切断セルおよびエッジ加工セルでも同様に、ポジションのトレイが一杯なるとすぐに、ロボットが加工機械に材料を供給します。ロボットは 2

つの機械に供給しなければならないため、スタックから部材を一つずつ取り出し、これらの部材を加工のために正しいタイミングで両方の垂直ドリルにセットします。加工が終了すると、それぞれの部材はロボットによって、セルに統合されているローラコンベアに載せられ、引き続き梱包セルに送られます。

  1. 梱包: 梱包エリアでの人間と機械の協働

CNC 機械で処理された部材は、直接ローラコンベアによって梱包セルのソートに送られます。スキャナーを介して、それぞれの部材と接続されているデータが読み取られます。システムをご覧いただいているご来場者の皆様のために今回初めてデータが表示されます。

ここでは、機械オペレータが一緒に作業します。オペレータはラック内の部材を ControllerMES によって定義されたポジションに置きます。正確な場所はオペレータがモニターで確認します。製造実行システムは、すでに切断の段階で、どの部材が後にラックのどこに載せられるかを「把握」しています。梱包セルで準備されている 3 台のラックの 1 台には 40 の部材が収まります。ここでもまた、無人搬送システム TRANSBOT が、ソートからボール紙裁断機までのラックの輸送を担当します。ラックに完全に材料が積まれると、オペレータは走行ジョブを開始し、一杯になっているラックを TRANSBOT がこの生産セルの最後の加工ステップとなる梱包まで輸送します。オペレータがラックをスキャンすると、ボール紙裁断機が自動的に作動し、家具部品に適合する梱包を切断します。梱包のオペレータが、サンプルに従って家具部品を梱包している間、ラックはソートのオペレータのためにすでに準備を整えています。

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