金属加工の革新:ジョブショップに広がるプラズマ切断コボットの台頭

作成者 Hypertherm Inc
投稿日 07/29/2025 場所 ブログ , 3D ロボット切断
Cobot cutting a dome

協働ロボット「コボット」がジョブショップで存在感を増しています。金属切断工程を担う加工業者を支援するため、Hypertherm Associates® はプラズマ切断用コボットの利点を活かした技術ソリューション群を開発しました。産業用ロボットは大型で、通常は固定式であり、隔離された環境での作業を想定して設計されています。コボットは小型で、ワークステーション間を容易に移動可能な上、人間と協働作業することを想定して設計されています。コボットと従来型ロボットはいずれも、精密で一貫性のある高品質な切断・加工プロセスを実現します。これらは多品種少量生産産業に最適で、生産性向上、人手作業の削減、熟練労働者不足による課題解決に貢献します。Hypertherm Associates とその Hypertherm® プラズマ切断製品ラインの歴史は、創始者たちがより高速かつ精密に金属を切断するために、より狭いプラズマアークを生成する方法を開発した 55 年以上前に遡ります。同社の革新の伝統は、Powermax SYNC® システムシリーズ向けの特許取得済みのインテリジェントな一体型消耗品カートリッジと切断トーチによって現在も継承されています。このカートリッジとプラズマ切断コボットを現場作業に統合することで、安全性、柔軟性、生産性の向上が期待できます。Hypertherm Associates は、ロボットでのプロセスや複雑な形状のプログラミングを支援するプラズマ切断用の Robotmaster® オフラインプログラミングソフトウェアも提供しています。同社は切断技術とロボティクスの統合において豊富な実績を有しています。長年にわたり、Hypertherm Associates のチャネルパートナー企業はこれらの切断技術をロボットシステムに組み込むことに成功し、構造用鋼材加工、パイプ・チューブ切断、自動車・輸送機器、製造・産業用機器、航空宇宙分野における先進的ソリューションの実現に貢献してきました。

購入前に試用可能です

大規模なロボット投資に踏み切れない加工業者にとって、小規模なコボットの導入は検討に値する選択肢です。加工業者にとってコボットは導入コストが低く、参入障壁が低いソリューションです。コボットにはリース・レンタルプログラムが用意されており、ジョブショップではより恒久的な統合投資を行う前に技術を試すことが可能です。資金調達の柔軟性に加え、コボットは物理的な柔軟性も提供します。コボットは可搬性が高く、ジョブショップ内の異なるワークセル間で容易に移動させることが可能です。操作員のコンピュータスキルが限られていても、簡単にプログラミング可能です。さらにコボットは最小限の工具類で稼働可能です。コボットは人間との協働を前提に設計されているため、そのユーザーインターフェースはより直感的で使いやすい進化を遂げています。コボットはポイントアンドクリック式の統合プログラミング機能を備えており、操作員は素早く部品の半径を定義し、必要な切断経路をスムーズに設定できます。人間と協働作業する際、コボットは統合学習機能を活用可能。過去の動作や移動パターンを記憶し、将来の類似プロジェクトに応用できます。

インテリジェントカートリッジ

プラズマ切断コボットを導入している加工業者は、スマートな消耗品も活用しています。Hypertherm Associates は自動化に適したプラズマ切断技術を実現するため、ワンピース構造の Powermax カートリッジを開発しました。この新型カートリッジは加工業者に新たな可能性をもたらします。このカートリッジは従来の 5 ピース構成の消耗品スタックを、完全にアライメントされた単一ユニットに置き換えます。このカートリッジは 24 時間の高度な自動化を可能にし、複数ピースの消耗品よりも長持ちします。また、人間が 5 ピーススタックを組み立てる際に発生し得るエラーを最小限に抑えます。カートリッジ交換が容易なため、加工業者は交換に伴うダウンタイムを最小限に抑えられます。このカートリッジ設計には他にも利点があります。Powermax カートリッジのコンポーネントは均一に摩耗する設計のため、寿命予測が容易です。操作員はカートリッジの寿命終了時期を正確に予測可能になり、機器のダウンタイムをさらに削減できます。

ある圧力容器メーカーの事例では、オフラインプログラミングソフトを搭載したコボット導入により、手直し作業が完全になくなり、生産現場のボトルネックが解消。サイクルタイムが 3 分から 11 秒に短縮されました。当社の多くの顧客から、ロボティクスやプログラミングに熟練していない操作員でも、簡単にオフラインプログラミングを実行できるとの報告を受けています。

Powermax カートリッジには無線周波数識別 (RFID)技術が組み込まれており、プラズマチップからの情報を操作者の ERP システムに伝達します。これにより、操作員が圧力やアンペア数を設定する際の推測作業が不要になります。操作員はスマートフォンにアプリをダウンロードし、デバイスを Powermax カートリッジに近づけるだけで、後は技術が自動的に処理します。「この結果、切断作業の一貫性と精度が向上し、部品品質が向上します。Powermax SYNC システム用の Powermax カートリッジは、軟鋼切断用に 45、65、85、105 アンペアの 4 つのアンペア数が用意されています。さらに、延長リーチ用、フラッシュ切断(取り付け部品除去)用、精密形状切断用の各種カートリッジもラインアップされています。

オフラインプログラミング

現代の労働力不足に悩む加工業者にとって、Hypertherm Associates のオフラインプログラミングソフトウェア Robotmaster® と連携したコボットは、人的資源を増やすことなく生産量を倍増させる手段となり得ます。これは圧力容器、ドーム、I ビームなどの 3 次元部品の生産に特に有効です。Robotmaster ソフトウェアはオフラインプログラミングとロボットセルシミュレーションをシームレスに統合し、CAD ファイルから正確なロボットプログラムを迅速に生成します。Robotmaster を使用することで、操作員はロボットのリーチ制限や衝突などの潜在的な問題を事前に特定・対処できます。Robotmaster には組み込みのプロセス専門知識があり、必要な速度とアンペア数を自動判定。すべてのプラズマ切断ノウハウをロボットコードに組み込みます。ある圧力容器メーカーの事例では、オフラインプログラミングソフトを搭載したコボット導入により、手直し作業が完全になくなり、生産現場のボトルネックが解消。サイクルタイムが 3 分から 11 秒に短縮されました。当社の多くの顧客から、ロボティクスやプログラミングに熟練していない操作員でも、簡単にオフラインプログラミングを実行できるとの報告を受けています。Robotmaster のプラズマ切断用インテリジェント機能を活用することで、操作員は溶接準備作業で通常必要となる研磨や研削などの二次加工も削減できます。コボットは生産現場へロボティクス技術を導入する最適な方法です。Hypertherm Associates のハードウェア、ソフトウェア、そしてデジタルソリューションは、反復作業や時間のかかるタスクを自動化することで、ジョブショップが現有の労働力を最大限に活用できるように支援します。こうすることで、熟練作業員はより複雑で付加価値の高い作業に集中でき、全体の効率性を向上させることが可能になります

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