勞動力不足時代的數(shù)控機床自動化&案例介紹
2024.12.24
在預(yù)計未來人口將減少的情況下，各行各業(yè)都在呼吁解決人手不足的問題，制造業(yè)也不例外。為了應(yīng)對勞動力不足，制造業(yè)需要考慮省人化。省人化的重要手段之一就是數(shù)控機床的自動化。
本文將介紹如何通過自動化數(shù)控機床來應(yīng)對勞動力不足，及其帶來的優(yōu)勢和案例。
通過省人化克服勞動力短缺
- 勞動力短缺的現(xiàn)狀
根據(jù)厚生勞動省的《2022年版制造業(yè)白皮書》，制造業(yè)就業(yè)人數(shù)在過去20年間減少了157萬人。同時，年輕就業(yè)人數(shù)減少了121萬人，而高齡就業(yè)人數(shù)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(chǎn)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(shù)量來完成相同的生產(chǎn)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(chǎn)效率。此外，省人化還有助于推動工作方式改革和解決技術(shù)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(shù)和設(shè)備自動化。例如，自動化設(shè)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(xiàn)省人化。
數(shù)控機床的自動化
- 自動化的定義
數(shù)控機床的自動化是指通過將機器人等設(shè)備與機床結(jié)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(yè)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(yōu)勢
- 省人化和生產(chǎn)效率提升：自動化設(shè)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(chǎn)效率。
- 質(zhì)量提高與穩(wěn)定：自動化減少了人為操作中的錯誤，確保了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。
- 人力成本削減：通過減少操作人員數(shù)量，降低了人力成本。
- 緩解勞動力不足：自動化設(shè)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(yè)機器人實現(xiàn)數(shù)控機床自動化
- 垂直多關(guān)節(jié)機器人：具有多個關(guān)節(jié)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(guān)節(jié)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(xié)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(wù)。
- 各工序的自動化
自動化在加工中的應(yīng)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(tǒng)（AWC）等設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)工件的自動化搬運和更換，從而減少人力投入。
- 通過復(fù)合加工機實現(xiàn)工序集成
復(fù)合加工機能夠在一臺設(shè)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(xiàn)了生產(chǎn)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(chǎn)穩(wěn)定性和生產(chǎn)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(xiàn)了將原本需要三臺設(shè)備完成的工序集成到一臺設(shè)備上，極大地提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性，減輕了員工的負擔。
- TACHI制造所有限公司
為了實現(xiàn)夜間作業(yè)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(xiàn)了省人化和加工時間的縮短。
總結(jié)
在勞動力短缺的背景下，制造業(yè)通過推進機床自動化，不僅提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)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(yōu)勢和實際案例，展示了自動化在制造業(yè)中的重要性和應(yīng)用前景。例如，工業(yè)用電氣設(shè)備和其他電氣設(shè)備與汽車及其零部件的設(shè)備投資結(jié)構(gòu)相比，金屬加工機械的比例較低。預(yù)計每輛新能源汽車的數(shù)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。
