機械要素技術展(M-Tech)は機械部品や加工技術を対象にした展示会で、東京、名古屋、大阪で毎年開催されている。ここ数年は、4月が名古屋、6月が東京、10月が大阪の順で開催されてきたが、2019年は東京が先陣を切る形で2月6日(水)~8日(金)に東京ビッグサイトで開催された。本稿では数ある展示の中から、「デジタル化」のトレンドを先取りして、新たな付加価値を提供することを狙った製品や技術をいくつかピックアップする。(取材・文・撮影:関 行宏)

(撮影:関行宏)
(撮影:関行宏)

 はじめに、機械部品や機構部品にセンサーを取り付けて付加価値を高めた製品を取り上げる。

 ケーブルキャリアの大手メーカーであるイグス(本社:ドイツ)は、樹脂で構成した「エナジーチェーン」と呼ぶケーブルキャリアにセンサーを組み合わせたソリューションを紹介した。ひとつが予防保守を目的としたソリューションで、エナジーチェーン先端部にジャイロセンサーと加速度センサーを付けて動きをセンシングし、データをドイツ本社のサーバーに上げて、寿命予測計算に補正をかける仕組みである。磨耗部品のメンテナンスまでの日数の精度を高めるのが目的だ。ヨーロッパでは自動車産業を中心に導入が進んでいるそうで、近いうちに国内での販売も開始する予定だという。

 エナジーチェーンの機構部にワイヤーを組み込み、ワイヤーの引っ張り力を末端のセンサーで測定し、キャリアの引っかかりや異物の噛み込みを検出するソリューションも展示した。突発的な異常を検知するのが目的である。

イグスが展示したケーブルキャリア「エナジーチェーン」のセンシングシステム
イグスが展示したケーブルキャリア「エナジーチェーン」のセンシングシステム
黒いキャリアの先端に取り付けられているピンク色の箱がセンサー部である。動作データは本国のサーバーで収集し、寿命計算に反映したのち、ユーザーに次のメンテナンスまでの日数を案内する。(撮影:関行宏)

 ボッシュ・レックスロス(本社:ドイツ)は締め付けトレーサビリティを実現するコードレス型ナットランナー(自動締結機)「NEXO」シリーズを展示した。類似の製品は他社にもあるが、「コントローラまで内蔵したのはおそらく世界初」(同社説明員)という。締め付けトルクなどの情報はWi-FiまたはSDカードに出力する。ナットランナー単独では締めたボルト位置までは特定できないが、例えば上方にやぐらを組んでカメラ映像と組み合わせることでトレーサビリティが実現できるとする。海外では自動車業界や航空機業界で採用されているという。

ボッシュ・レックスロスのコードレス型ナットランナー(自動締結機)
ボッシュ・レックスロスのコードレス型ナットランナー(自動締結機)
ボルトまたはナットの締め付けトルクなどを記録し、Wi-Fiまたは有線(Ethernet)で上位システムに送出するコードレス型ナットランナー「NEXO」シリーズ。写真はアングルヘッドタイプだが、ピストルグリップタイプなども揃える。国内でのWi-Fiの使用に当たって技適を申請中である。(撮影:関行宏)

 CKDは測長センサーを内蔵したスライドハンドLSH-HP2を展示した。すでに販売しているLSP-HPシリーズと合わせて、同社では「進化系リニアスライドハンド」と位置づける。LVDT方式のセンサーとアンプを内蔵し、ワークの長さを繰り返し精度±0.02mmで測定できるため、把持と検査とを同時に処理できるのが特徴だ。把持部分の磨耗の検知にも使える。ロボットアーム先端などに取り付けられるスライドハンドは一般に消耗品として扱われるが、内部の摺動部品や潤滑剤などを厳選することで耐久性を高めており、「当社の従来品に対しておよそ2倍」(CKDの説明員)の長寿命化を実現した。また、スライドレールなどの機構によって交換時間を短縮し、設備の停止時間を最小限に抑えるよう工夫している。

測長センサーを内蔵したCKDのスライドハンドLSH-HP2シリーズ
測長センサーを内蔵したCKDのスライドハンドLSH-HP2シリーズ
外付けセンサーや工程を追加することなく、合否の判別、ワーク長さの測定、把持部の磨耗検知などを実現できる。(撮影:関行宏)

 コンベアチェーンやマテハン用部品を展開するつばきグループは、「IoT対応ギヤモータ」を参考展示した。電力、温度、振動(XYZおよび加速度)をUSBを介して出力するのが特徴である。電力を見ることで、電流だけを見る従来のギアモーターに比べて、負荷を精度高く検知できるという。IoTに対応したシーズ型のソリューションとしてユーザーに提案していく考えだ。

つばきグループが展示した「IoT対応ギヤモータ」
つばきグループが展示した「IoT対応ギヤモータ」
モーター制御回路を新たに開発して、電力、温度、振動(XYZおよび加速度)のセンシング機能を付加した。電流だけのセンシングに比べて、軽負荷状態を含めて精度高く検知できるという。モーター本体はコントローラボックスの下にある。左側のユニットは直交ギア。(撮影:関行宏)

熟練工の高齢化や労働力不足を技術で補う

 熟練技術の継承や労働力不足への対策につながるソリューションもいくつか見られた。AIを活用した検査装置「AIハヤブサ」を展示したのがミラック光学である。パターンマッチングを用いた一般的なマシンビジョンでは、外観などは検査できても、メッキや塗装のムラまでは判別できない。同社はディープラーニングを応用し、色ムラのような官能検査を実現するシステムを構築した。ディープラーニング部分は自社で開発した。デモで見せていた金属部品の場合で、熟練工が1個あたり1秒から1.5秒かかる判別を0.3秒ぐらいに短縮できるという。市場の声を反映しながら性能や機能を高め、2019年度中の製品化を目指す。

ミラック光学が展示した色ムラ検査装置「AIハヤブサ」(写真右側)
ミラック光学が展示した色ムラ検査装置「AIハヤブサ」(写真右側)
ロボットアーム先端にカメラとLED照明が付いており、撮影した映像からディープラーニングによって合否を判断する。正常な画像はあらかじめ学習させておく必要がある。(撮影:関行宏)

 小野測器は新製品の高性能サウンドレベルメーター(騒音計)LA-7000シリーズを展示した。騒音計としての一般的な機能に加えて、バンドパスフィルタとヘッドホン出力を搭載したのが特徴で、「音を聞きながら計測する」という新しい使い方を提案する。指定したオクターブバンドまたは1/3オクターブバンドのみをヘッドホンに出力できるため、機械や設備のかすかな異音の検知にも有用だという。機械や設備が発する異音は、熟練工は聴き分けられても、経験のない作業者は音そのものを知覚できない場合もある。また、異音が見つかっても発生箇所の特定に時間がかかる場合も多い。技術の伝承にも使える興味深いアプローチといえる。

 小野測器の高性能サウンドレベルメーターLA-7000シリーズ
小野測器の高性能サウンドレベルメーターLA-7000シリーズ
バンドパスフィルタを内蔵し、特定帯域の音だけをヘッドホンに出力できる。異音判断など熟練の技の伝承にも提案する。(撮影:関行宏)

 THKはカワダロボティクスの双腕型ロボット「NEXTAGE」を展示した。THKの子会社であるTHKインテックスが販売やエンジニアリングを担当している。発売から10年を経過し、延べ数百台以上が様々な現場に導入されているという。通常のアーム型ロボットに比べて「ヒト型をしているため、ラインに導入しても周囲に緊張感を与えず、現場での親和性が高い」(THKインテックスの説明員)のが特徴である。

 双腕であることを生かして、一方でモノを固定しながらもう一方でなんらかの作業をさせるなど、人間の作業に近い使い方が可能だ。顔の部分にはカメラが搭載されており、工程の表示灯やメーターの表示値などを認識させることもできる。発売から10年を迎えた現在は、可搬重量を従来の1.5kgから約3kgに増強。速度も2倍近くに向上させている。

カワダロボティクスが開発しTHKインテックスが販売などを担う双腕型ロボット「NEXTAGE」
カワダロボティクスが開発しTHKインテックスが販売などを担う双腕型ロボット「NEXTAGE」
愛称をつけたり社員証を発行したりしてかわいがっている現場も多いという。(撮影:関行宏)

 日本電産シンポは工場内(屋内)向けの自動搬送ロボット「S-CART naze」を展示した。nazeはかわいいを意味するペルシャ語である。工程との連動機能などを省くことで、通常のS-CARTに比べて価格をおよそ半分に抑えたのが特徴である。できるだけシンプルにして、そのぶん低価格にしてほしい、というユーザーニーズに応えて開発した。前面にレーザースキャナを搭載しており、最初に作成したマップに従ってガイドレスで走行する。人間の作業の代替として、一般の製造業から食品工場まで幅広い需要を見込む。

日本電産シンポが開発した普及版の自動搬送装置「S-CART naze」
日本電産シンポが開発した普及版の自動搬送装置「S-CART naze」
工程との連動機能を省略するなどして低価格化を図った。最大積載重量は100kg、1時間の充電で8時間の稼働が可能。(撮影:関行宏)

地場の中小企業の見える化にも商機

 機械要素技術展には、例年、産業振興を目的に様々な地域がブースを設ける。今回は、東京都、同板橋区、新潟県、同柏崎市、同長岡市、広島県、長崎県、長野県下諏訪町、島根県、佐賀県、岩手県、宮城県などの産業振興団体がブースを構えた。

 各地の中小企業が特色をアピールする中で、IoTのインテグレーションサービスを見せていたのが、しまね産業振興財団ブース内のグラス(島根県松江市)である。少人数ながら、組み込みシステム、ウェブ制作、アプリケーションソフトなどを手掛けられる技術力を生かして、地場の企業にIoTの導入を支援している。PLCなどの制御装置との連携が必要な時は、制御盤設計などを得意とする樋野電機工業(同)とタッグを組む。

 同社が手掛けた事例として、ある溶接工場で溶接ロボットの稼働状況を見える化したところ、稼働率が40%程度にとどまっていることが分かり、ロボットの追加導入ではなく段取り替えの効率化に方針を転換をしたという。「経営陣も現場責任者も溶接ロボットの稼働率が予想よりも低かったことに驚いていた。地方企業の中には見える化すら進んでいないところも多く、IoTを提案していきたい」(グラスの説明員)。

グラスが提供するIoTインテグレーション
グラスが提供するIoTインテグレーション
PLC(シーケンサ)の信号をモニタリングして稼働状況を見える化した画面の例。(撮影:関行宏)

 以上のほか、機械要素技術展での展示のメインとなる金型製作、プレス、切削、鋳造、表面処理などの加工技術に関しては、各社ともに精度のさらなる向上や難易度の高い加工方法を訴求していた。機械部品に関しては、これまでと同じく精度や機能の向上がうたわれると同時に、上述のようにデジタル化への対応も進みつつあることが見受けられた。

 2019年2月に開催された東京展は、2018年10月の大阪展から間もないこともあって、新製品や参考技術が少ないのではないかとも見られていたが、各社とも精力的に新しい製品やサービスを出展し、来場者も多く、産業としての勢いが引き続き感じられた。