食品製造業で産業用ロボットを導入してできること

人件費の削減
食品製造業では生産品目は幅広く、入れ替わりも激しいため、従来の自動化装置では対応できないことが多いです。

その点、産業用ロボットならアームを使って人と同様の作業ができ、また画像認識の精度向上や作業を柔軟に行う能力も向上してきているため、人の代わりにロボットが働ける条件が整いつつあります。

産業用ロボットの導入は初期費用こそ高いですが、人件費の削減が実現でき、また生産量の調整も簡単に行えるメリットがあります。

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清潔さの確保
食品製造業においては、異物の混入を防ぐなど清潔さを確保することは欠かせません。

産業用ロボットは摺動部から生じるゴミや塗装の剥がれ、駆動用オイルの混入などが衛生上の懸念となりますが、これらに対応した食品用のロボットも増えてきています。

防水性を確保して丸洗いできるロボットや、簡単に取り付けでき次亜塩素酸で洗浄できるジャケットなど、構造も多岐に渡るので希望に合ったロボットが見つかるでしょう。

人の作業ではどうしても発生するコンタミも、自動化によって低減することが可能です。

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生産量の柔軟な調整
食品業界においては生産量の変動が多く、日ごとの生産量を調整するのは大変です。

しかし産業用ロボットを導入すれば、作業時間を変動させるだけで容易に生産調整が可能になり、また人手が足りない所にロボットを導入するというやり方も実現し始めています。

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産業用ロボットと協調ロボット・協働ロボットとの違い

ロボット本体の大きさ・重量
協調ロボットや協働ロボットは、ロボット本体の大きさが小さく、従来の産業用ロボットと比べて重量も少ないことが多いです。小型なので万が一制御できない状態になったときも、周囲の人々に危害を及ぼすことが少ないという特徴があります。協働ロボット・協調ロボットは人と同じ作業スペースで働くことを前提として作られているので、大きさや重量は扱いやすいものとなっています。

また、小型かつ軽量なので設置が簡単な点も協働ロボット・協調ロボットの特徴です。従来の産業用ロボットは大型で重量も大きいため、一度設置してしまうと移動することが難しく、人の働くスペースに合わせて位置を調整することも不可能なことが多いです。

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ロボットの設置に必要なスペース
協調ロボットや協働ロボットは、小型のため広い設置スペースは不要です。また、従来の産業用ロボットと比べるとアームが短く、可動域も狭いために、同じ場所で作業している人とぶつかることが少ないというメリットもあります。

そのため、協働ロボット・協調ロボットは元々の作業レーンを変更しなくても利用できることが多く、設置環境を整えるためのコストを削減できます。一方、従来の産業用ロボットはロボット設置用の環境が必要で、重量に耐えられる特別な作業台や、可動域に配慮した広い空間が不可欠なことが多いです。

ロボットの可搬重量
協働ロボット・協調ロボットは小型かつ軽量なので、ロボットの可搬重量も少ないという特徴があります。500g程度のものから多くても35kg程度のことが一般的です。そのため、重量物の運搬にはあまり適していません。重量物を運ぶ用途でロボット導入を検討している場合は、協働ロボットや協調ロボットではなく、従来の産業用ロボットが適しているでしょう。

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安全柵の必要性
協調ロボットや協働ロボットは元々人と協力して作業を行うために開発されているので、ほとんどの種類において安全柵不要で利用できます。その他の産業用ロボットは柵が必要なため、安全柵の費用や設置費用、専用の広いスペースなども必要になるでしょう。

また、従来の産業用ロボットを設置するためには、元々の作業レーンを移動させる必要が生じることもあり、工場の構造自体に手を加えなくてはならないこともあります。ロボット導入時にかかるコストも協働ロボット・協調ロボットを導入する場合と比べると高額になりがちです。

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梱包ロボットを使う5つのメリット

作業員の安全確保
梱包ロボットを導入することで、重い段ボールなどの梱包時に作業員が腰などを痛めるリスクを回避できます。

その結果、作業員の安全や健康が確保され、労働環境が改善することが期待できます。

省人化による人件費削減
手作業でおこなっていた梱包を自動化すれば人手を減らすことができるため、人件費の削減にもつながります。

また、ロボットはプログラミングされた作業内容を何度でも再現することができるため、教育コストを抑えることができます。新入社員の教育・研修等にかかるコストも大幅に削減できるでしょう。

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ミスが減る
梱包工程をロボットで自動化することによって、入れ忘れや入れ間違いといった人為的なミスを減らすことができます。

結果的に作業精度が上がるとともに製品の品質管理もしやすくなります。

業務の効率化
昨今の技術革新により、AI（人工知能）による機械学習技術を梱包ロボットに適用することが可能となりました。

梱包ロボットとAI技術を組み合わせることで、梱包ロボットが過去のデータから自らパターンを学習し、梱包作業を最適化・効率化することが可能になります。

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生産性が向上する
梱包ロボットを導入することで、作業量と作業スピードを高水準で安定させることができます。

また、ロボットであれば夜間などの営業時間外にも作業を自動的に継続することができるので、作業員の時間外労働を増やさずに生産量を上げることも可能となるでしょう。

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塗装ロボットのメリット

労働環境の改善
塗料が飛散する塗装工程は作業員にとって過酷な労働環境です。塗装ロボットを導入することによって人間にとって危険な作業を減らし、作業員の労働環境を改善することができます。

複雑な形状の塗装に対応
塗装ロボットの多くは人の腕の動きに近い動きを再現できるため、長時間かけて手作業でおこなっていた複雑な塗装などもロボットで自動化することが可能です。

また屋根の塗装など足場の悪い現場での作業を塗装ロボットで代替すれば、作業員の安全を確保しながら業務を効率化することができます。

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熟練工の技術の再現・継承
中小企業をはじめ人手不足に頭を抱えている塗装現場は多いと思いますが、塗装ロボットに作業内容を教えること（ロボットティーチング）によって、熟練工のようにムラのない均一な塗装を何度でも再現することが可能になります。

また、熟練工の動きをロボットに学習し再現させることは、少子高齢化などによる技術継承問題への対策としても有効です。

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品質・生産量が安定する
塗装ロボットは一定の作業を一定品質で一定時間継続することができるため、製品品質や生産量を高水準で安定させることが可能です。その結果、品質管理や納期管理がしやすくなるというメリットがあります。

また、塗料の消費量についても無駄が少ないため、事業費管理もしやすくなります。

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円筒座標ロボットの導入事例

円筒座標ロボットは様々な製品に活用できます。その導入事例を確認していきます。

半導体ウェーハの搬送
半導体ウェーハの製造工程では、微小なチリでさえも機能に悪影響を与えるため、搬送するロボットには高いクリーン度が求められます。

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また半導体のコストは生産性に大きく依存するので、搬送スピードの高さも重要です。

円筒座標ロボットはシンプルな形状なので、高いクリーン度と搬送速度を両立でき、動作不良も生じにくいことから、多くの半導体メーカーで採用されています。

フラットパネルディスプレイの搬送
フラットパネルディスプレイは、極薄のガラス基板に加工を行い製造するため、繊細なハンドリングが求められます。

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熱処理装置への出し入れなどを行うためストロークを長くする必要があり、また高いクリーン度や搬送速度も求められることから、半導体分野と同様に円筒座標ロボットが利用されています。

クリーン度の高さと搬送速度の速さはもとより、稼働範囲に対して装置サイズが小さいのも選ばれている理由です。

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金属3Dプリンタのデメリット

造形方式に合わせたデザインや設定の知識が必要
金属3Dプリンタを使いこなすには、デザインや設定に関する知識が必要です。
知識がないまま金属3Dプリンタを使用すると、思ったような造形ができない可能性があります。
造形方式によって実現できるデザインや最適な設定方法には違いがあるため、
それぞれを理解したうえで金属3Dプリンタを有効活用しましょう。

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部品については基本的に加工が必須
金属3Dプリンタで作った造形物は、基本的に再び加工する必要があります。
表面の仕上がりや寸法精度は、従来の機械加工には劣るためです。
複雑な形状を金属3Dプリンタで作り出したら、改めて加工して微調整しなければなりません。
そのため、最初から二次加工を意識して設計する必要があります。

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現段階での用途は限定される
金属3Dプリンタを導入している業界や企業は、まだ多くはありません。そのため、現段階での用途は限定的です。
金属3Dプリンタを導入する際は、目的を明らかにしたうえで十分活用できそうか検討しましょう。

費用対効果が低くなる可能性がある
すでに触れたとおり、金属3Dプリンタの用途はいまのところ限定的です。
そのため、コストをかけて導入してもそれを回収できるかどうかは不透明です。
目的によっては、費用対効果が低くなる可能性もあります。

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サービスロボットとの違い

ロボットの種類としては、前述の産業ロボットのほかに「サービスロボット」があります。サービスロボットは、人々の日常生活でさまざまなサービスを提供するロボットです。

産業用ロボットとサービスロボットの違いは、人間との距離です。

産業用ロボットは工場などで、主に柵で区切られた空間で人間と離れて動作します。そのため、大きなエネルギーやパワーを発揮できて、素早く動けます。

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一方のサービスロボットは、家庭や公共空間など人間と同じ空間で動作することから、安全性が重要視されます。

サービスロボットの本体には数多くのセンサーが搭載されており、状況を判断して人間と衝突しないように避けて動きます。仮に人間と衝突しても、人間に大きな被害が出ないような制御機能や、衝撃を抑えるために機体の柔らかさが求められます。

また、産業用ロボットは、自動車や建設機械の溶接・塗装、電気製品の組み立てなど、文字どおり産業面で使われています。サービスロボットの仕事は、掃除やお留守番、警備、受付などです。

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ちなみに、工場などにおいて人間と同じ空間で一緒に働くように設計された「協業ロボット」という分類も存在します。人間との距離はサービスロボットと同様に近いですが、協業ロボットは工場などで人間の作業を支援するものであり、サービスロボットとは用途が異なります。

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