未来を切り拓く:EOAT、3Dプリンティング、製造ワークフローの進化

エンド・オブ・アーム・ツールは、ロボット・アームが周囲の世界と相互作用するインターフェース・ポイントです。ロボットアームの先端に位置するEOATには、溶接や穴あけ用の静的操作ツール、カメラやセンサーなどの観察ツール、産業用エンドエフェクタとして動作するグリッパーなど、さまざまなツールが含まれています。産業用エンドエフェクタは、ロボットアームが移動から複雑な機械加工や組み立てプロセスに至るまで、さまざまなタスクを把握、操作、実行することを可能にします。

EOATの用途は、そのタスクと同じくらい多様です。EOATは、部品の確実な把持や部品の接合(溶接)から、スキャン/情報収集、吸引による部品の移動まで、産業オートメーションの領域で精度、速度、適応性を保証します。

EOATを3Dプリントする機能は、工場アプリケーションにおけるロボット工学の有用性を高めます。3Dプリンティングにより、メーカーはさまざまなカスタムツールをカスタマイズして迅速に製造できるため、パフォーマンスを向上させながらコストとリードタイムを削減できます。特に、3Dプリンティングは、傷のない複合材料と高い強度対重量比を備えたエンドエフェクターの製造を可能にします。このイノベーションにより、ロボットはより軽量なエンドエフェクタでより重いペイロードを輸送できるようになり、メーカーはスループットと柔軟性を向上させることができます。

効率性、精度、適応性: アディティブ・マニュファクチャリング は、連続繊維強化材(CFR)を使用した耐久性と耐摩耗性に優れたエンドエフェクターの作成を容易にします。EOATは軽量性と強度を両立させる必要があり、CFRは軽量化と強度の向上を実現します。

Rapid Roboticsは、CFRを使用して、ロボットアーム用のアームエンドツーリングをカスタムプリントしています。ラピッド・ロボティクスのチームは、部品をコンフォーマルグリップし、信頼性が高く、市販のグリッパーよりも30%軽量な新しいグリッパーを12時間で製造することができます。Rapid Roboticsは、EOATにCFR 3Dプリンティングを利用することで、現場で一度も壊れたことのないグリッパーを備えたロボットを製造し、マテリアルハンドリング、医療機器、自動車などのさまざまなユースケースで動作しています。

理論を実践し、EOATと 産業用3Dプリンター を統合することで、 Dixon Valveの製造コストとリードタイムを90%以上削減しました。

Dixon Valveは、ロボットアーム用のEOATの製造に複合3Dプリンターを利用しました。しかし、研磨面を保持しているグリッパーがプリントされた複合部品をすぐに摩耗させるという課題が生じました。これは複合材EOATの弱点の1つであり、耐摩耗性が強くないため、時間の経過とともに部品が摩耗する可能性があります。しかし、Metal X金属 3Dプリンタを活用することで、Dixon Valve社は、従来の複合材のプリントでは達成できなかった、必要な表面硬度を維持しながら、3Dプリントの利点を備えたグリッパーを製造しました。
 

3Dプリンティング技術の継続的な進化は、革新的な材料と相まって、EOATが産業オートメーションの限界を押し広げ続ける未来を約束します。グリッパーを金属でプリントできることは、設計の可能性を高めるだけでなく、産業環境における重要な側面である耐摩耗性EOATの作成も容易になります。

今日のメーカーは、コストを削減しながら新製品をより迅速に提供しなければならないという、かつてないほどのプレッシャーに直面しています。製造の要である耐久性のある工具は、ほとんどの場合、かなりのコストを伴います。最近の3Dプリンティングの進歩は、この状況を再構築し、新製品の市場投入までの時間を短縮しながら、耐久性のある工具のコストを削減するソリューションを提供しています。

Markforgedは、連続繊維複合材料と低コストのMIMベースの金属FFFプリンティングを導入し、プロトタイピングを超えて積層造形を拡大しました。現在、メーカーは高価なツーリングの課題に対処するための実行可能な技術を持っています。主な障害は?教育。Markforgedは、機能的な3Dプリントツーリングに関連する利点について、製造コミュニティを教育するために積極的に取り組んでいます。

実際の実装: Dixon Valveは、高度なアディティブ・マニュファクチャリング・システムがこの革命の最前線にあることを示しています。Dixon Valveは、Markforgedプリンターを使用して、金属製と複合材の両方のグリッパージョーを作成しました。これらのジョーは、製造環境の物理的および化学的厳しさに耐えながら、工具製造時間を短縮するための費用対効果の高いソリューションを提供する必要がありました。複合材のジョーにより、エンジニアは24時間以内にロボットアームの改造が可能になり、金属製のジョーは摩耗することなく研磨部品を保持でき、3Dプリントされたツーリングの実際の適用性を実証しました。

コストメリットと効率の向上: メーカーが3Dプリントツーリングを採用することで、企業はこの革新的なアプローチを通じて耐久性のあるツーリングの10〜50%を生産することができ、かなりのコストメリットが達成されます。機械加工部品と比較して3Dプリント部品の平均コスト削減率は80%という驚異的な数字で、財務上の利点をさらに強調しています。同様に重要なのは、これらのプリント部品のリードタイムが+90%短縮され、製造のさまざまな側面で効率が向上することです。

収益に影響を与える副次的な利点: 直接的なコスト削減以外にも、メーカーはいくつかの副次的なメリットを得ることができます。ライン切り替えの効率、設計サイクルタイムの最適化、スクラップ率の低減、スループットの向上、オペレーターにとっての人間工学的利点は、ビジネスにプラスの影響をもたらす広範なリストに貢献します。

マークフォージド の炭素繊維部品を使用することで、EOATは強度と重量の比率も向上させ、部品へのストレスを軽減し、ツールの耐用年数を延ばすことができます。工場の現場で3Dプリントされたツールを採用することによってもたらされる集合的な価値は、収益に大きな影響を与えます。

進化し続ける産業オートメーションの状況において、EOATと3Dプリンティングの融合は、単なる技術的進歩としてではなく、製造の基盤そのものを再構築する変革の力として浮上しています。EOATと3Dプリンティングがどのように交差し、産業用ロボットと製造の領域における効率、精度、適応性を再定義するか をご覧ください