高度な技術や経験が求められる形状加工は、自動化が難しいとされてきた工程です。しかし、現在ではAIやIoTなど技術が進歩したことで自動化のハードルが下がっています。
形状加工を自動化すれば、人手不足解消や省力化・生産性向上を実現できる可能性があります。ここでは、形状加工を自動化するメリットやデメリット、自動化できる作業について解説します。
形状加工は対象物を機械や工具などで目的の形状へ加工する工程をいいます。製品製造における重要な工程の一つで、完成品のデザインや性能など幅広い要素に影響します。
形状加工はワークの搬送・取り付けや加工作業、搬出や計測など、複数のプロセスに分けられます。一連の作業を人手で行っている製造現場も見られますが、負担の増加や属人化、生産性の低下が課題となります。一連の課題を解決するには、自動化も検討の余地があります。
生産ラインに形状加工の自動化を導入すれば、人の配置を省人化することができます。現在多くの工場施設では、熟練職人の高齢化による離脱や若年就業者の減少によって人手不足が問題となっています。自動化すればこのような問題を解消することが可能です。
自動化は手動操作の加工と比べて品質の安定を図れます。手動操作の場合は、作業員の健康状態や熟練具合による品質のばらつきや不安やミスが起こる可能性などがあります。しかし自動化であればそういった加工の不安定感を減少させ、一定のクオリティを維持した製品を作ることが可能です。
また設備の稼働時間管理が容易になるので、生産計画も立てやすくなるでしょう。生産効率の向上と早期納期も見込めます。
生産ラインの自動化が進めば、人を配置する必要が無くなります。処理速度を向上して24時間機械を作動し続けることも可能です。そうすれば企業経費の大きな割合を占める人件費を削減することができるだけでなく、生産率を向上させて利益率を上げることもできます。
自動化を進めれば、「作業員が重い物を運ぶ」「長時間不自然な体勢を取り続ける」「カッターや圧縮機などの稼働による危険な作業を行う」「人体に危険な有毒物質を吸い込む」などの危険な作業や重労働を強いる必要がなくなります。
生産ラインの自動化をどこまで行うのかによりますが、形状加工の自動化を導入には高額の初期コストが掛かります。自動化に必要な産業ロボットと周辺機器は、各生産ラインのワークに合わせて調整されるためにオーダーメイドです。そのため既製品より高額になってしまいます。
自動化ロボット導入後も維持するためのコストが掛かります。いつまでも問題なく稼働できるわけではないため、トラブル回避のための定期的なメンテナンスが必要です。万が一トラブルが起こった際は、迅速に対応できるスタッフを呼ぶことにもなるため、メンテナンス・管理費の予算を確保しておかなくてはいけません。
以下では、形状加工で自動化できる幾つかの作業工程をご紹介します。
重量のあるワークの搬送という単純作業に貴重な人員を割く必要がなくなります。また搬送作業を自動化することで、落下や破損などの人為的ミスを抑制し、不良発生のリスクを低減できます。
ローディング、アンローディング作業の自動化は、作業者のばらつきを防いで作業を効率化させられます。また工作機械から着脱させる、位置を変えるといった作業は、人の手で行うと時間がかかるうえに、時には危険を伴います。これらの作業を自動化できれば、素早く、安全に、正確に、搬送につなげることもできるでしょう。
加工ワークの計測を機内で計測するものや、完成品を取り出した後に機外での測定を自動化する機械もあります。機内・機外での計測作業を自動化することで、検査工数や加工不良品の削減、製品寸法の安定化を図れます。
専用のソフトウェアを導入すれば、数値制御の工作機械のプログラム作成作業を自動化することができます。そうなれば非エンジニアでも取り扱うことができ、工数の削減が可能となります。
従来、チャック爪の交換作業は人の手で行われていたために自動化運転の妨げになっていました。ワークの形状に合わせた爪を自動交換することで、作業効率が向上して夜間の無人化運転など継続稼働が可能になります。
形状加工の省力化・自動化で失敗しないためには、製造現場の改善を得意とするプロへの相談が近道。自動化はコスト削減や生産効率化に寄与する一方、適切な機械や自動化の手法は工場によって異なるため、ノウハウ豊富なプロのサポートを受けることが重要です。
本メディアでは、中小製造業の生産ライン改善を得意とするプロフェッショナル「TMNホールディングス」監修のもと、『生産管理』『品質管理』『生産技術』の成果を最大化する生産ライン改善をご紹介。一部工程のみならず、生産ラインにおける根本的な問題にフォーカスし、適切な改善施策を実行していきましょう。
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※画像引用元：TMNホールディングスHP（https://www.tmnet.co.jp/）
TMNホールディングスは、中小企業の製造現場を熟知したプロ集団。これまでに緊急対応17,280件、預かり検査1,440件という豊富な実績を積み重ねており（※2025年5月7日時点）、現場のリアルな課題に即した提案が可能です。
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