勞動力不足時代的數控機床自動化&案例介紹
2024.12.24
在預計未來人口將減少的情況下，各行各業都在呼吁解決人手不足的問題，制造業也不例外。為了應對勞動力不足，制造業需要考慮省人化。省人化的重要手段之一就是數控機床的自動化。
本文將介紹如何通過自動化數控機床來應對勞動力不足，及其帶來的優勢和案例。
通過省人化克服勞動力短缺
- 勞動力短缺的現狀
根據厚生勞動省的《2022年版制造業白皮書》，制造業就業人數在過去20年間減少了157萬人。同時，年輕就業人數減少了121萬人，而高齡就業人數增加了33萬人。少子高齡化導致的勞動力減少問題正在加劇，因此在生產線和工廠中推進省人化已成為不可避免的課題。
- 什么是省人化
省人化是指通過減少操作人員數量來完成相同的生產或工作流程。這不僅可以解決勞動力短缺問題，還能降低人力成本，提高生產效率。此外，省人化還有助于推動工作方式改革和解決技術技能傳承問題。
- 省人化的具體措施
在省人化過程中，特別是對效率低下、負擔重或不需要人手的工作，可以考慮引入機器人技術和設備自動化。例如，自動化設備可以替代人類完成繁重的搬運、裝卸和加工工作，從而實現省人化。
數控機床的自動化
- 自動化的定義
數控機床的自動化是指通過將機器人等設備與機床結合，使其能夠自動完成部分或全部加工過程。這一趨勢在制造業中越來越普及，特別是在面臨勞動力老齡化和人手不足的情況下。
- 自動化的優勢
- 省人化和生產效率提升：自動化設備可以在較少人力投入的情況下24小時不間斷運行，提高生產效率。
- 質量提高與穩定：自動化減少了人為操作中的錯誤，確保了產品質量的一致性和穩定性。
- 人力成本削減：通過減少操作人員數量，降低了人力成本。
- 緩解勞動力不足：自動化設備可以替代人類完成繁重的工作，使得人力資源可以被重新分配到其他需要的崗位。
具體的自動化措施
- 使用工業機器人實現數控機床自動化
- 垂直多關節機器人：具有多個關節的機器人，可以模仿人手的動作，用于組裝和搬運。
- SCARA機器人（水平多關節機器人）：主要用于零件的組裝和拾取，具有高速度和高剛性特點。
- 協作機器人：用于與人類一起工作的場合，能夠支持組裝、搬運和檢測等任務。
- 各工序的自動化
自動化在加工中的應用非常廣泛，包括工件搬運、自動換工件、加工過程中的測量等。例如，自動交換工作臺裝置（APC）和自動工件更換系統（AWC）等設備能夠實現工件的自動化搬運和更換，從而減少人力投入。
- 通過復合加工機實現工序集成
復合加工機能夠在一臺設備上完成多個加工步驟，減少了對多個機床和操作人員的需求，從而實現了生產的自動化、省空間化和省人化。
自動化的實際案例
- 三豐有限公司（宇都宮的測器工廠）
為了提高生產穩定性和生產效率，引入了配備交換工作臺裝置的"SPEEDIO R450X1N"和用于工件裝卸的機器人手臂，實現了將原本需要三臺設備完成的工序集成到一臺設備上，極大地提高了生產效率和質量穩定性，減輕了員工的負擔。
- TACHI制造所有限公司
為了實現夜間作業的自動化，TACHI制造所有限公司引進了搭配“自動上下料裝置BV7-870A”的“SPEEDIO M200X3”，實現了省人化和加工時間的縮短。
總結
在勞動力短缺的背景下，制造業通過推進機床自動化，不僅提高了生產效率和質量，還減少了人力成本，解決了勞動力不足問題。通過介紹自動化的優勢和實際案例，展示了自動化在制造業中的重要性和應用前景。例如，工業用電氣設備和其他電氣設備與汽車及其零部件的設備投資結構相比，金屬加工機械的比例較低。預計每輛新能源汽車的數控機床使用金額將從汽油車的約15,000日元減少到約8,000日元。這表明，新能源汽車的普及將減少對金屬加工機械的需求。
