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革新的なビジネスモデルを実現するには、それに見合う革新的な自動化が不可欠である。

 

Rodin Machining社は、オランダの受託加工メーカーであり、顧客がオンラインで部品を注文できる独自のポータルを提供している。AI技術を活用することで見積もりは1分以内に完了し、承認され次第すぐに製造が開始される。工場全体の自動化を担うのはFastemsのFMSであり、Rodinの多品種生産を柔軟かつ効率的に支えている。

「私たちはFastems社と協力して、この完全自律型工場を構築しました。互いに刺激を与え合い、技術のレベルをさらに引き上げることができたことを嬉しく思います」とRodin Machiningのマネージャーは語る。

 

Rodin Machiningについて

Rodin Machining社は、アムステルダムから車で約45分のオプメールに拠点を構え、機械製造、建設、家具、自動車、石油化学など幅広い産業の顧客と取引を行っている。同社は板金業界とソフトウェア/データエンジニアリングに精通したRuud Appel氏、Gem Bot氏、Dennis Oud氏、Paul Mooij氏によって設立された。社名は著名な彫刻家オーギュスト・ロダンに由来しており、創業者たちは「芸術のように精緻で創造的な製造」を目指している。

「お客様は、3D設計データと公差情報を記したPDFファイルを24時間いつでも当社のポータルサイトにアップロードできます。その後、材料種別、数量、納期を選択すると、30秒以内に見積もりが提示されます。見積もりが承認されると、ERPシステムに案件が自動登録され、CAMエンジニアにより可能な限り自動化された形で、工作機械やロボットの加工プログラムが生成されます。」「もちろん加工できる部品サイズには一定の制約があります。当社が手がけるのは、数十個から数千個規模の多品種少量生産です。私たちの目的は、大量生産で数秒を削ることではなく、24時間365日途切れなく稼働できる安定した高混合生産フローを構築することです。一般的なCNCマシンの年間稼働時間は1500〜2000時間ほどですが、Fastemsのロゴにある『8760』──つまり1年の全時間──をスピンドル稼働時間として実現したいのです。」

「CAMデータの作成、システムへの材料の投入・取り出し、そして切削工具のプリセッティングといった工程には人の手が必要ですが、それ以外のプロセスの90%以上は完全に自動化されています。」

優れたパートナーが、優れた協働を生む。

Rodin Machiningの構想は2021年末に生まれた。すべては「理想的なパートナーを探す」という課題から始まった。自動化の範囲と目指す姿が明確になるにつれ、Fastemsこそが最適な選択肢だと確信した。顧客基盤も工場もまだ存在しない状態だったが、創業者4名は大胆な一歩を踏み出し、2023年にオプメールで未来的なフレキシブル生産システムを稼働させた。Ruud氏はこう語る。「私たちはリスクを恐れず、理想の製造の形を実現するために挑戦したのです。」

「私たちは“人がいない、ロボットだけの自律工場”を実現したいと考えました。周囲からは『そんなの無理だ』と言われましたが、限界を押し広げたいと思ったのです。そこで、FastemsのようなCNC自動化のリーディングサプライヤーを集め、『こういうやり方を考えたことはありますか?』『なぜいつも同じ方法でやるのですか?』と問いかけました。誰もが“昔ながらの工程こそ唯一の方法”だと信じている現状を変えたかった。私たちが挑戦したのは、まさにこの“マインドセットの変革”なのです。」

Rodinチームは、このプロジェクトに極めて高い要件を課していた。特に、自動化の深度とシステム間の統合レベルに関しては、既存のどの生産ラインよりも高度な実装を求めた。

「私たちは、可能な限り汎用性の高い工作機械を求めていました。そしてFastemsには、切削工具、工具データ、治具、グリッパー、チャック、さらにはERPやCAD/CAMといったソフトウェアまでを統合する自動化システムを構築してもらいました。RodinとFastemsは協力して、限られた工場スペース内に最大数のマシンを配置できる最適なレイアウトを検討し、最適なワークフローを設計しました。試行錯誤を重ね、最終設計に合意した段階で、実際の工場建設を開始し、パートナー企業とともにこの壮大なプロジェクトを具現化したのです。」

Paul Mooij氏は、プロジェクトにおける考え方、そしてユーモアの大切さについてこう説明する。

「プロジェクトを進める中で、私たちは何度も『それは無理だ』『そんなことはできない』『昔からこうやってきた』という言葉に直面しました。そこでチームとパートナーの間でルールを作ったのです。そういう否定的な発言をした人は、みんなに飲み物をおごること。結果、多くの人がビールを買うことになり(笑)、そのたびに建設的な議論が生まれ、最終的にマインドセットを変えることができ、プロジェクトを成功に導くことができました。」

 

システムはどのように動作するのか?

このシステムは、円筒形部品と角物部品の両方を処理できる。原材料および完成品はいずれも中央ストレージで管理されている。円筒形部品の素材はクレーンによってパレット単位で搬送され、Mazak製Integrex複合加工機2台に対応するロボットセルで自動加工される。一方、角物部品の場合は、ロボットによる自動段取りセル(ALD)が素材をスマート治具に装着し、その治具はゼロポイントプレートに固定された状態で別のロボットによりMazak VARIAXISマシニングセンタのテーブルへ搬送される。

加工が完了した部品も同様に、オートローディングロボットによって取り出され、中央ストレージに自動で戻される。このストレージは、素材の入出庫にも利用されている。また、ツールルームからAGV(自動搬送車)による工具搬送ステーションも備えている。フライス加工・旋削加工の両側で、自動工具交換機能を備え、工具オフセットデータを機械に直接転送できる構成となっている。システムの詳細仕様については、後述の「System Configuration(システム構成)」セクションを参照されたい。

CAMソフトウェアで加工プログラムが作成されると、そのデータはFastemsの製造管理ソフトウェア(MMS)に自動で登録される。MMSは納期、在庫状況、リピート生産スケジュールなどをもとに、生産計画を自動的に生成し、部品の確実な納期遵守を保証する。

MMSは、数日前から最適な生産ワークフローを予測し、機械の待機時間や仕掛品(WIP)を最小化するためにリソースを事前に準備する。また、OEE(総合設備効率)や工作機械の稼働率、利用可能リソースといった主要な生産指標をリアルタイムで監視・記録する。

 

成果(Outcome)

このシステムは、高度なフライス加工および旋削加工において、無人による多品種生産を可能にする。これにより、新しい部品の投入や段取り替えもフライス・旋削双方で自動化され、無人運転が容易になる。工具搬送やデータ転送も自動化されており、オフセットデータの配信までもMMSによって制御される。Fastems MMSは生産の「頭脳」として、生産計画とスケジューリングを自律的に管理。結果として、ジャストインタイム生産能力、高い設備稼働率、短納期、そして全体状況の可視化が実現されている。

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システム構成(System Configuration)

 

概要:

以下はRodin Machining工場のシステム全体構成概要である。Fastemsの多階層FMSとMazak工作機械群を中核とし、完全自動運転を前提に設計されている。

  • 最大6台の Mazak VARIAXIS 5軸マシニングセンタを、自動段取りセル(ALD)で自動供給・自動搬送により運用。
  • 最大6台の Mazak INTEGREX 複合加工機を、ロボットセルにより自動搬送・自動段取りでサポート。
  • 原材料および加工済みワーク(フライス・旋削双方)を中央のストレージで一元管理。
  • マシニング側・旋削側の両セルで工具自動供給に対応し、機械へのオフセットデータ転送まで自動化。
  • 工具供給の AGV(自動搬送車)対応オプションあり。

マシニングセンタ側

フライス側(Milling side): 5軸マシニングセンタによる多品種加工を担うエリア。主にMazak VARIAXISシリーズのマシンが配置され、FastemsのFMSシステムによりロボット経由で自動供給される。ゼロポイントプレートを使用してワーク固定を行い、マガジンドア経由で工具交換を行う構成になっている。加工ワークや素材の中間バッファを小規模に設け、柔軟性を確保している。さらに、オートローディングセルが素材の入出庫を担当し、ハイベイラックを介してストレージ管理が行われる。MMSは、オフセットなどのデータを自動的に各機械に配信し、AGVによる工具搬送オプションも備えている。

旋削加工ライン

旋削側(Turning side):Mazak製Integrex複合加工機を中核とし、1台のロボットが2台のマシンを同時に供給する「デュアルローディング構成」を採用。ゼロポイント治具により段取り替え時間を短縮し、治具交換もロボットによって自動で行われる。また、ロボットは工具プリセット装置や工具ストレージにもアクセス可能であり、新製品投入時には必要に応じてチャック爪をその場で追加工することもできる。

部品搬送セル生産システム(AMC)

アジャイル製造セル(Agile Manufacturing Cell)
フライスと旋削をつなぐ中核的なセルであり、柔軟なジョブ切替えと自律的な段取り最適化を実現する。
1台の産業用ロボットが、Mazak複合加工機2台を同時にハンドリングする。治具はゼロポイント方式で着脱され、パレット搬送も自動化。工具はRFIDによって個別識別され、プリセット情報と残寿命データをMMSが監視する。工程全体のタイミングと順序はMMSが自動で最適化し、オフラインでのCAM再プログラミングにも対応する。

  • 1台のロボットが2台のMazak製複合加工機を担当する。
    • 段取り替えはチャック交換で実施。
    • ロボットがマガジンドア経由で工具交換を行う。
  • ロボットはワーク・工具・チャック交換用にグリッパを使い分ける。
  • 新規部品導入時に必要に応じてチャック爪を加工可能。

成果(Outcomes):

この構成により、複合加工機を含む多品種部品の自律生産が可能になった。具体的な効果としては以下の通り:

  • パレット搬送の完全自動化
  • 治具およびワークの着脱時間の最小化
  • スピンドル稼働時間の最大化
  • 工具および工具データの統合管理
  • 自動生産計画およびスケジューリングの実現
  • ジャストインタイム生産
  • リアルタイム状況認識(可視化)
  • 大幅なリードタイム短縮

自動段取りセル(ALD)

オートローディングセル(Autoloading Cell): ハイベイラックを利用した素材および完成品の入出庫を完全自動化したセルである。素材はラックに保管された状態でロボットによって取り出され、マシンへの供給や再配置が行われる。パレット搬送も自動化されており、ロボットプログラムはMMSを通じて自動的にロボット本体に配信される。この構成により、24時間稼働可能な無人搬送ラインを実現している。

  • ハイベイストレージ経由の素材入出庫
  • ロボットがスマート治具へワークを自動装着・取り外し
  • ロボットプログラムは自動転送される

成果(Outcomes):

  • 部品の自動ハンドリングの完全実現
  • パレット搬送およびワークセットアップの自動化
  • (脱)着時間の大幅短縮とスピンドル稼働時間の最大化
  • 工具および工具データの完全統合管理
  • 生産計画およびスケジューリングの自動化
  • ジャストインタイム方式による生産運用
  • リアルタイム状況認識および生産可視化
  • 短納期と高い柔軟性の両立

ロボティックFMS

ロボットFMS(Robotic Flexible Manufacturing System): Rodin Machiningの生産ライン全体の中核を担うシステム。1台の大型産業用ロボットが最大6台のMazak 5軸マシニングセンタ(VARIAXISシリーズ)へ自動的にワークを供給する。ゼロポイントプレートを介してワークを正確に固定し、マガジンドアを通じて自動工具交換が行われる。また、柔軟性を確保するための小規模バッファがシステム内に設けられており、オートローディングセルを介して素材の入出庫が行われる。さらに、AGVによる工具搬送もオプションとして統合可能である。

  • ロボットが最大6台のMazak製5軸MCを担当
    • ゼロポイントプレートの自動供給
    • マガジンドア経由の工具交換
    • 柔軟性を高める小型バッファ
  • 自動段取りセル(ALD)で素材入出庫、AGV工具搬送も可能

最終成果(Outcomes – Robotic FMS全体の効果):

  • 5軸加工の完全自律生産の実現 ・人手を介さないパレット搬送とワークハンドリング
  • 着脱時間の最小化によるスピンドル稼働率の最大化
  • 工具および工具データの自動管理と同期
  • MMSによる生産計画およびスケジューリングの完全自動化
  • ジャストインタイム方式に基づく柔軟な生産体制
  • 稼働状況のリアルタイム把握(状況認識)
  • リードタイムの短縮および納期精度の向上

これにより、Rodin Machining社は「完全自動化された多品種少量生産」を実現し、人的リソースに依存しない新しい製造モデルを確立した。FastemsのFMSとMMSはその中枢として、製造現場をまるで生きたシステムのように統合的に制御している。

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