Standard Bots社 - SOLIDWORKSを使用してAIネイティブのロボットを設計

部品を購入または製造する前に、適合性、動作範囲、モーターの熱挙動を確認しつつ、コンパクトなアセンブリに数百もの機械構成部品や電気構成部品を統合した直感的な6軸のロボットアームを設計することができます。

課題

部品を購入または製造する前に、適合性、動作範囲、モーターの熱挙動を確認しつつ、コンパクトなアセンブリに数百もの機械構成部品や電気構成部品を統合した直感的な6軸のロボットアームを設計する。

解決策

SOLIDWORKS Designを導入して、ロボットのアセンブリ全体を視覚化し、構成部品の適合性と動作範囲を評価して、正確な製造図面を作成。SOLIDWORKS Simulationを導入して、開発の初期段階でモーターの熱挙動を評価。

結果

部品を購入または製造する前に、ロボットのアセンブリ全体を3次元で視覚化
物理的に組み立てる前に、構成部品の適合性とロボットの動作範囲を確認
製造工程用の正確な図面を作成
開発の初期段階でモーターの熱挙動を評価

Standard Bots社は、産業オートメーションの導入をより容易にしたいと考えています。ニューヨーク州グレンコーブにある同社の施設で、ほぼすべてのロボット部品を設計し、すべての最終製品を自社で組み立てています。2027年までに、すべての製造を米国内で行う予定です。目標は、オペレーターがマニュアルを必要としないほど直感的に操作できるロボットです。「Standard Botsはロボットアームを製造しています。ハードウェアや、ソフトウェア、AIスタックも自社で開発しており、当社のロボットはまさに21世紀にふさわしい『高性能な道具』だと考えています」と創設者であるCEOのEvan Beard氏は語ります。

直感的に操作できるロボットを開発するには、機械的にも電気的にも複雑なシステムを慎重に統合する必要があります。Standard Bots社は、機械の手入れや、溶接、パレタイジング、ピックアンドプレース、表面仕上げ、検査などの用途向けに6軸のロボットアームを開発しています。作業によって、動作範囲や、可搬重量、工具、精度、周辺機器との統合に関する要件が異なります。

機械エンジニアリングマネージャであるBen Niewood氏は、難しすぎる、高価すぎる、必要とする作業にうまく適合しないといったロボットの障壁を取り除けるよう取り組んでいると語ります。「私たちは、米国の産業基盤全体が自動化やロボット工学を容易に導入できるようにし、人間ができない、またはやりたがらない作業を自動化することを目指しています」

SOLIDWORKS内で全面的に設計されたStandard Bots社のコボットの1つ

購入および製造前に確認

Standard Bots社が構成部品を購入したり、製造用の部品をリリースしたりする前に、エンジニアは、ロボットが適合に組み上がり、意図したとおりに動作すると確信を持つ必要があります。また、機械構成部品や電気構成部品は、ジョイントの動きを妨げたり、アセンブリの問題を引き起こしたりすることなく、限られた内部空間の中に収まらなければなりません。

Standard Bots社はSOLIDWORKS® Designを使用して、アセンブリ全体を3次元でモデル化し、構成部品の適合性を検証し、ロボットをデジタル環境で動かしながら可動範囲を確認しています。製造開始前に、エンジニアはSOLIDWORKSの精緻な3次元製品モデルで適合性や、クリアランス、動作、干渉の可能性をチェックできます。さらに、Standard Bots社は、部品を正確に製造するために必要なジオメトリや寸法を伝えるための製造図面も作成します。

Standard Bots社は開発時の熱検証にSOLIDWORKS Simulationを使用

関連リソース

SOLIDWORKS Simulation | 構造解析

高性能な構造有限要素解析(FEA)ソフトウェアを使用することで、設計上の意思決定が向上します

SOLIDWORKS

SOLIDWORKS Design

SOLIDWORKS Designは、クラウドコラボレーション、安全なファイル管理、AIを活用した機能を備えた業界標準の3D CADソフトウェアです。

SOLIDWORKS

人材を採用する際、私たちは即戦力を求めます。新しいツールを習得するまで半年も待てません。ですから、使いやすさと親しみやすさは、私たちにとって非常に重要なのです。SOLIDWORKSはその点において常に優位に立っています。
Ben Niewood氏
機械エンジニアリングマネージャ

無数のロボット構成部品を冷却

熱は別の統合上の問題をもたらします。

ロボットのモーターは、部品が密集したアセンブリ内部で熱を発生させます。周囲の構成部品によって、その熱が設計内をどのように伝わるかが変わります。Standard Bots社は、開発時の熱検証にSOLIDWORKS Simulationを使用しています。シミュレーションがSOLIDWORKS Designモデルと統合されているため、エンジニアは実機テストの前に熱伝達を効率的に評価できるのです。 Niewood氏は次のように語ります。「モーターは熱くなります。SOLIDWORKS Simulationを使用すると、その部品がどのような挙動を示すのかをすばやく簡単に確認できます」

Niewood氏は続けます。「当社には、独自の部品が何百種類もあります。いや、何千種類かもしれません。それらがどのように組み合わさるのか、3次元で確認する必要があります。当社では、すべてのCAD設計にSOLIDWORKSを使用しているため、何かを購入または製造する前に画面上ですべてを評価できます。また、SOLIDWORKSを使用して正確な製造図面も作成しています。アセンブリには、異なる構成部品が無数に組み込まれており、それらすべてが適切に連携して動作しなければなりません。SOLIDWORKSは、組み立て時にすべてが意図したとおりに適合し、機能することを確認するために役立っています」

Standard Bots社の現場 - すべてのコボットをテスト

品質と一貫性の向上により、生産量が増加

Standard Bots社の顧客であるDesignatronics Inc.の社長兼CEOのRobert Kufner氏は、ロボットが現場の作業に与える影響について次のように説明しています。

「身体に悪影響を与える作業や平凡な作業の一部を自動化して、製造現場を強化増強する必要がありました。この課題に見事に合致したのが、コボット(人と共に作業するよう設計された協働ロボット)です。Standard Bots社が素晴らしいソリューションを提供してくれました。一番のメリットは、ロボットがもたらす一貫性のおかげで、品質がほぼ即座に向上したことでした。次第に生産量も増えていき、優秀な従業員を他の職域に回せるようになりました」

現場など、場所を問わず設計できるStandard Bots社

ロボットの導入と活用範囲の拡大

Standard Bots社がエンジニアリングチームを拡大するに伴い、設計ツールにどの程度習熟しているかが業務上の制約条件になっていきました。Niewood氏は次のように語ります。「人材を採用する際、私たちは即戦力を求めます。新しいツールを習得するまで半年も待てません」多くの求職者がSOLIDWORKSをすでに知っているため、企業は研修期間を短縮できます。「ですから、使いやすさと親しみやすさは、私たちにとって非常に重要なのです。SOLIDWORKSはその点において常に優位に立っています」と付け加えます。

Standard Bots社のコボット(人と共に作業するよう設計された協働ロボット)が、現代の製造業にとって素晴らしいソリューションを提供

SOLIDWORKSはワークフロー全体を通じて、複雑なアセンブリの視覚化、適合性と可動範囲の評価、製造図面の作成、モーターの熱挙動の確認を行うための単一の環境をStandard Bots社に提供もたらします。Beard氏は、連続性があることで、新人エンジニアがより早く貢献できるようになると述べています。「SOLIDWORKSが単一のプラットフォームを提供してくれたことで、初日からすぐに業務に取り組め、生産性を最大限に発揮できるようになったと実感しました」Standard Bots社は会社の成長に合わせて、その基盤をさらに構築していく予定です。「私たちは世界最大のロボット会社を構築する予定です」とBeard氏は語ります。