ディスペンス自動化により、防衛関連メーカーがエポキシ接着時間を65%短縮し、後始末の手間を省くことに成功

サクセスストーリー L3Harris社、ナイトビジョンゴーグル用液剤の自動塗布を導入

二液性エポキシは、現代のメーカーが選択する樹脂です。エポキシ樹脂は、その高い強度、汎用性、さまざまな表面への優れた接着性のおかげで、コーティング、電気、鋳造樹脂、コンポジットなど、多様な用途で広く受け入れられている。この樹脂の多くの利点にもかかわらず、エポキシを使った作業にはいくつかの本質的な課題があることが知られている。

オペレーターの疲労、コスト高な後片付け、手直し。

米国ニューハンプシャー州ロンドンデリーにある防衛関連メーカーL3Harris Technologies では、手作業によるエポキシ樹脂と室温硬化のアプリケーションが、防衛関連生産業務の多くで無駄とばらつきを生じさせていました。それは、これらの工程は時間がかかり、オペレーターの疲労を引き起こすからです。作業者は、エポキシのポットライフが30分であることや、製品に塗布するエポキシの量が少なすぎるか多すぎるかの差が非常に小さいことなどの問題に直面していました。その結果、手作業による生産工程では、後片付けや再作業にコストがかかっていました。

L3Harrisは、高性能な暗視ゴーグルを製造しています。その製造工程では、製品内部に複数の部品を接着する必要があります。そのため、同社では熱硬化機構を備えた2液性エポキシを使用して部品を接着しています。

オペレーターはシリンジにエポキシを充填し、様々な部品に手作業で塗布する必要がありました。作業時間は45分と短く、時間とともにエポキシの粘度が上昇するため、ディスペンサーの圧力を変える必要がありました。さらに、エポキシビーズを吐出する際の公差も厳密でした。

プロセス目標

L3Harrisは、暗視スコープを製造し始めてから、手作業で組み立てていました。自動化された液剤塗布技術を検討する中で、同社は自動化された液剤塗布装置の製造目標を設定しました。同社が求めていたのは、塗布工程の短縮と、生産効率の向上でした。また、液剤塗布の精度を高め、塗布品質を向上させたいと考えていました。経営陣は、RTVの塗布を自動化し、塗布されるRTVの量を制御してスクイーズアウトを最小化することを望んでいました。最後に、時間のかかる液剤の後処理とコストのかかる再作業をなくす、新しい液剤塗布方法を希望していました。

より効率的で費用対効果の高いソリューションを求めていた L3Harris Manufacturing Lead の Lou Veiga は、暗視ゴーグルの加工に関する課題を解決するためにノードソンEFDにコンタクトを取りました。

L3Harrisのプロセス、液剤の仕様、アプリケーションに関する広範なデータを収集した後、ノードソンEFDのエンジニアリングサービスチームは行動を開始しました。ロードアイランド州イーストプロビデンスの試験施設において、チームは接着剤液、材料基材を検証し、自動液剤塗布ソリューションを評価しました。この段階で費やされた時間とエネルギーは、お客様が液剤塗布プロセスをアップグレードする際に、スムーズな技術導入の道筋を確保することになりました。

推薦の言葉

データを評価した後、ノードソンEFDは自動ディスペンシングプロセスと、製造目標が保証する場合には統合ビジョンシステムを推奨しました。ノードソンEFDのエンジニアは、L3Harrisの生産目標を達成するために3つの技術に焦点を当てました。まず、2液性エポキシ接着剤塗布プロセスの課題を解決するために、ノードソンEFDは2台の 797PCP-2K ポンプとE3Vシリーズロボットを使用することを推奨しました。次に、1液性RTVについては、3軸ロボットに 797PCP ポンプを1台使用することを推奨しています。精密な液剤塗布公差に対応するため、ノードソンEFDはシンプルなビジョンペンシルカメラを備えたE4V自動ディスペンシングソリューションの採用を推奨しています。

3軸のEVシリーズは、シンプルなビジョンシステムとDispenseMotionソフトウェアが完全に統合されており、ビジョンベースのプログラミングや、DXFインポート、部品の有無、間違った部品の識別などの標準機能を提供しました。

安価なペンシルカメラと一体化した直感的なディスペンスソフトウェアにより、ユーザーは複雑なディスペンスパターンやアレイを±8μm（0.008mm）までの高い再現性でプログラムすることができました。EV シリーズは、L3Harris のアプリケーション要件を満たしていました。ビジョンシステムは、コンポーネントが正しい位置にあることを確認し、パーツがアライメントされていることを検証しました。ビジョンシステムは、正しい部品が正しい位置になければ、液体を吐出させることはできません。

L3Harris Technologiesは、自動塗布システムのプロセス強化を、手動プロセスの問題でオペレーターの落伍率が高いアプリケーションから開始しました。スクラップや再加工の原因となっているものはすべて精査された。このことを念頭に置き、L3Harrisは、投資回収が早く、新しい生産システムへの投資を迅速に正当化できる、より大量の生産ラインを選択しました。

工程時間を65％短縮、後片付けや手直しが不要に。

自動化されたディスペンス方法の利点は、すぐに明らかになりました。この新しい装置により、2Kエポキシ樹脂の塗布工程が平均65％削減され、この工程の洗浄時間もほぼゼロになりました。スループット時間が改善され、さらに再現性のある高品質なエポキシ樹脂の塗布が可能になり、製造工程にもメリットがありました。特にエポキシ工程では、各工程で正確な量の液剤を使用するように自動ディスペンス装置を構成し、2液性エポキシをリアルタイムで混合しました。この機能により、無駄が省かれました。また、ノードソンEFDシステムは、ビジョンシステムを使用して、あらかじめ決められた作業に対して自動ディスペンス・システムを自己調整することができました。このレベルの精度は、清掃の必要性を減らし、不良品を防止するのに役立ちました。

Veiga 氏がノードソン EFD システムを選択した理由は、主にそのソフトウェア機能でした。L3Harrisの幹部は、ソフトウェアパッケージの普遍性に感銘を受け、スタッフが簡単に自動化システムを習得し使用できるようになりました。このソフトウェアにより、L3Harrisは新しいアプリケーションを容易にプログラムすることができ、同時にプロセスの再現性を維持し、スループット時間を向上させることができました。自動化は、優れた運動神経を必要とする繰り返し作業に取って代わり、作業者に利益をもたらしました。L3Harrisの環境・安全・健康マネージャーのDave Collinsは、ノードソンEFDシステムが単調な手作業に取って代わり、人間工学の尺度で高いスコアを獲得したことを指摘した。さらに、自動ディスペンスシステムは、部品を持ちながら手でディスペンスツールを使用したり、ボンドを塗布するための固定具を使用する必要がなくなったため、長時間の座卓作業が不要になりました。

L3Harrisは、ノードソンEFD自動ディスペンス装置をエンジニアリングのベストプラクティスであると考えています。この新しい装置によって、組立工やオペレーターもより良い仕事ができるようになったと言います。社内では、この液剤塗布システムは、自動液剤塗布システムの使用による工程改善の成功事例として脚光を浴びています。

調剤プロセスの改善に関するご質問は、遠慮なくメール [email protected]でお問い合わせください。

Claude Bergeron（クロード・ベルジュロン）について

クロード・ベルジュロンは、ノードソンEFDのジェッティングシステム担当シニア・グローバル・プロダクト・ライン・マネージャーです。幅広いアプリケーションと製品に関する知識を活かし、市場で最も革新的なディスペンシングバルブの開発をリードしています。クロードは、40年以上にわたる液剤塗布の経験を有しています。1981年にノードソンEFDに入社。