劳动力不足时代的数控机床自动化&案例介绍
2024.12.24
在预计未来人口将减少的情况下，各行各业都在呼吁解决人手不足的问题，制造业也不例外。为了应对劳动力不足，制造业需要考虑省人化。省人化的重要手段之一就是数控机床的自动化。
本文将介绍如何通过自动化数控机床来应对劳动力不足，及其带来的优势和案例。
通过省人化克服劳动力短缺
- 劳动力短缺的现状
根据厚生劳动省的《2022年版制造业白皮书》，制造业就业人数在过去20年间减少了157万人。同时，年轻就业人数减少了121万人，而高龄就业人数增加了33万人。少子高龄化导致的劳动力减少问题正在加剧，因此在生产线和工厂中推进省人化已成为不可避免的课题。
- 什么是省人化
省人化是指通过减少操作人员数量来完成相同的生产或工作流程。这不仅可以解决劳动力短缺问题，还能降低人力成本，提高生产效率。此外，省人化还有助于推动工作方式改革和解决技术技能传承问题。
- 省人化的具体措施
在省人化过程中，特别是对效率低下、负担重或不需要人手的工作，可以考虑引入机器人技术和设备自动化。例如，自动化设备可以替代人类完成繁重的搬运、装卸和加工工作，从而实现省人化。
数控机床的自动化
- 自动化的定义
数控机床的自动化是指通过将机器人等设备与机床结合，使其能够自动完成部分或全部加工过程。这一趋势在制造业中越来越普及，特别是在面临劳动力老龄化和人手不足的情况下。
- 自动化的优势
- 省人化和生产效率提升：自动化设备可以在较少人力投入的情况下24小时不间断运行，提高生产效率。
- 质量提高与稳定：自动化减少了人为操作中的错误，确保了产品质量的一致性和稳定性。
- 人力成本削减：通过减少操作人员数量，降低了人力成本。
- 缓解劳动力不足：自动化设备可以替代人类完成繁重的工作，使得人力资源可以被重新分配到其他需要的岗位。
具体的自动化措施
- 使用工业机器人实现数控机床自动化
- 垂直多关节机器人：具有多个关节的机器人，可以模仿人手的动作，用于组装和搬运。
- SCARA机器人（水平多关节机器人）：主要用于零件的组装和拾取，具有高速度和高刚性特点。
- 协作机器人：用于与人类一起工作的场合，能够支持组装、搬运和检测等任务。
- 各工序的自动化
自动化在加工中的应用非常广泛，包括工件搬运、自动换工件、加工过程中的测量等。例如，自动交换工作台装置（APC）和自动工件更换系统（AWC）等设备能够实现工件的自动化搬运和更换，从而减少人力投入。
- 通过复合加工机实现工序集成
复合加工机能够在一台设备上完成多个加工步骤，减少了对多个机床和操作人员的需求，从而实现了生产的自动化、省空间化和省人化。
自动化的实际案例
- 三丰有限公司（宇都宫的测器工厂）
为了提高生产稳定性和生产效率，引入了配备交换工作台装置的"SPEEDIO R450X1N"和用于工件装卸的机器人手臂，实现了将原本需要三台设备完成的工序集成到一台设备上，极大地提高了生产效率和质量稳定性，减轻了员工的负担。
- TACHI制造所有限公司
为了实现夜间作业的自动化，TACHI制造所有限公司引进了搭配“自动上下料装置BV7-870A”的“SPEEDIO M200X3”，实现了省人化和加工时间的缩短。
总结
在劳动力短缺的背景下，制造业通过推进机床自动化，不仅提高了生产效率和质量，还减少了人力成本，解决了劳动力不足问题。通过介绍自动化的优势和实际案例，展示了自动化在制造业中的重要性和应用前景。例如，工业用电气设备和其他电气设备与汽车及其零部件的设备投资结构相比，金属加工机械的比例较低。预计每辆新能源汽车的数控机床使用金额将从汽油车的约15,000日元减少到约8,000日元。这表明，新能源汽车的普及将减少对金属加工机械的需求。
