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実装ラインの自動化を、さらに一歩先へ ノズル管理までつながる新しいアプローチ

SMTラインでは、自動化が着実に進んでいます。しかし、自動化が進むほど、「まだ人手に頼っている作業」が目立つようになります。
FUJIではこれまで、フィーダーの自動交換をはじめ、段取り替えや部材供給など、生産ライン停止の要因となる作業の自動化を進めてきました。その一方で、ノズルの交換や補給、回収は、依然として作業者による対応が必要です。
こうしたノズル管理の効率化は、実装ラインの自動化をさらに進めるための重要なテーマとなっています。

ノズル交換・補給に残る手作業

フィーダー交換や部材供給が自動化されても、生産現場ではノズル管理に関するさまざまな作業が残っています。
例えば、段取り替え時のノズル交換や、異常ノズルの交換、定期メンテナンスにともなうノズルの回収・補給などです。これらの作業では、オペレータが装置まで移動し、装置を停止してノズルステーションを交換したり、ノズルを入れ替えたりする必要があります。こうした作業は、ノズルの種類や本数が増えるほど時間が長くなり、補給忘れや入れ替えミスなどのヒューマンエラーも発生しやすくなります。
こうした背景から、ノズル管理には解決すべきさまざまな課題があります。

ノズル管理における4つの課題

ノズル管理の課題は、大きく4つあります。

① 生産効率
段取り替え時のノズル交換や、一定数のノズルをまとめて洗浄する定期メンテナンスでは、生産を停止しなければならないケースがあります。

② 品質管理
ノズルごとの状態を把握できないと、まだ使えるノズルを洗浄したり、逆に洗浄が遅れて品質低下を招いたりする可能性があります。

③ 作業者負担
ノズル交換や詰め替え作業は時間がかかるだけでなく、人によるミスも発生しやすくなります。

④ コスト
スペアノズルを多く保有すればライン停止は減りますが、設備投資と管理工数が増えます。一方で、保有数を減らせば交換作業が増えるというトレードオフがあります。

ノズル管理を「点」ではなく「流れ」で考える

これまでも、ノズル管理の一部は自動化されていました。
スマートノズルクリンは、ノズルの洗浄・検査・保管を自動化します。
Advanced Nozzle Maintenanceは、ノズルIDを利用して使用状況を管理し、最適なメンテナンス時期を通知します。
しかし、準備したノズルを生産ラインへ届け、交換し、回収する工程は人が担っていました。つまり、それぞれの作業は自動化されていても、一連の運用はまだつながっていませんでした。

ノズルサプライユニットが準備エリアと生産エリアをつなぐ

この最後のピースを担うのが、ノズルサプライユニットです。
ノズルサプライユニットは、準備エリアで用意したノズルをAMRで生産エリアへ搬送し、装置へ自動供給します。また、生産中に交換が必要になったノズルも自動で回収します。
これにより、オペレータが装置を止めてノズル交換を行う必要がなくなり、生産を継続したままノズル管理を行えるようになります。
さらに、スマートノズルクリンとAdvanced Nozzle Maintenanceと連携することで、
「洗浄 → 検査 → 保管 → ノズル準備 → 補給 → 回収 → メンテナンス管理」までを一つのサイクルとして運用できるようになります。

スマートノズルクリンとAdvanced Nozzle Maintenanceと連携した運用イメージ

Video

ノズル管理の自動化がもたらす効果

ノズル管理を一連の仕組みとして自動化することで、ライン停止時間の削減が期待できます。また、必要な
タイミングでメンテナンスを実施することで必要最小限の工数で常に良い状態の設備で生産できます。
さらに、ノズル交換作業や詰め替え作業が不要になることで、作業負担の軽減やヒューマンエラー防止にも
つながります。

事例① 段取り替え時間を大幅に削減

ノズルの入れ替えを自動化

ステーションの取り外し → 不要
ノズルの入れ替え → 自動化
ステーションの取り付け → 不要

71分  → 17.6分

事例② 必要最低限のノズル数で運用し、保有コストを削減

他装置とノズルを共有し、装置ごとの保有ノズル数を最小化

機種切り替え時に必要なノズル本数

115本  → 55本

他モジュールとノズルを共有

さらなる自動化を目指して

実装ラインの自動化は、装置単体だけでは完成しません。周辺作業まで含めて自動化することで、はじめて生産性向上や安定稼働、品質維持といった効果を最大化できます。

ノズルサプライユニットは、FUJIがこれまで進めてきた自動化をさらに一歩前へ進めるためのソリューションです。NXTR Aモデルをご利用のお客様にとって、ライン停止要因をさらに減らし、より効率的な運用を実現する選択肢となります。