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ロボットシステムRobot system

ロボット及び各種センサーの進化により、従来はロボット化が難しい作業でも、ロボット化ができるようになってきています。当社では、従来ロボット化が進んでいなかった各種分野に取り組みロボット化を実現してきています。例えば、ワークがランダムに山積みされた、ばら積み状態のワークからワークを高速で取り出すことや、研究室でのガラス器具を用いた作業の自動化などを実現しました。また、カメラと力覚センサーを使った双腕ロボットによる職人技の自動化や、1個ごとに寸法が異なる部品の製造などの実績も多数あります。
ぜひ自動化・ロボット化についてご相談ください。

バラ積みワーク高速仕分けピッキング装置

バラ積みワークから、90個/分と高速ピッキング、整列供給を可能にしました。
パーツフィーダーが使えないワークや、多種類のワークの供給が必要な場合等に最適です。
ワークテストが可能ですので是非ご相談ください。

当社従来方式より大幅な高速化を実現

当社は従来２Dカメラピッキング装置として、振動フィーダー上で振動によりワークの向きを変えてピッキングする方法を採用していました。この振動フィーダー法を用いたあるワークの実績は50個/分でしたが、本装置を用いることにより約90個/分まで高速化する事ができました。

高速仕分けピッキング装置

バラ積み状態のワークを、ワークに対応した独自の技術で平面に分散させて、
2次元カメラでワークを認識することにより、高速でのピッキングを可能にしました。

ワークをコンベア上に平面分散させて、間欠送りを行い、コンベア上に静止した状態で画像認識し、90個/分の高速ピッキングを可能にしました。

既存のパーツフィーダー方式に比べて振動が無いため
ワークダメージを軽減します。

カメラでワークを認識することで、多品種少量生産や、混載製品の仕分け、
箱詰めなどが可能になります。

カメラでワーク外形、色、ワーク表面の印刷文字などを識別させることにより、ワークごとに指定された位置や方向に置くことができます。

①ワーク供給（コンベアー）機構

ホッパー内混載のワークを定容量段階的に切り出し、搬送します。

②ワーク送りコンベアー機構

コンベアー上のワークを⑤の画像処理機構の指示により搬送します。

③リターン・コンベアー機構

ロボットによりピッキングした混載ワークをコンベアー上に整列・搬送します。

④ロボット・ハンド機構

スカラロボットのダブルハンドで混載されたワークを分別しつつ確実なピッキングを行います。

⑤ワーク供給部カメラ・照明・画像処理機構

コンベアー上のワーク数量をカメラで判断します。

⑥ピッキング用カメラ・照明・画像処理機構

平面配列されたワークを２Ｄカメラで撮影し、ワーク種類分別、位置・姿勢認識を行います。

高速ピッキングシステムの用途例

包装機、充填機、加工機へのワーク投入

チューブやボトルなどの容器の方向を揃えて充填機への投入

ワークの表裏・方向を揃えて包装機・加工機への投入

プレス機からのワークの整列、箱詰め

プレス機、タレットパンチプレス機など、多数のワークがばらばらに流れてくる場合の、ワークの整列、箱詰め

かごなどの容器に入った製品の後工程への投入

金属部品、鋳物、プラスチック成型品、袋物などで、本装置のホッパーへの移し替えが可能な製品の後工程への投入

返品ランダムワーク、混在ワークの仕分け

返品品など複数種類の製品が混在する場合の仕分け、整列

複数混在製品の箱詰め

複数種類の製品からの選別、箱詰め

製品検査のための整列供給

製品検査のため、ランダムワークを、姿勢を揃えて検査工程へ投入

ワークの条件

1.ワークの外形形状、大きさ、色、印刷などで表裏、方向、品種などの判定を行います。2次元画像で判別するため、判別しにくいもの、処理に時間がかかるものなどがあります。

2.ホッパーからの供給になりますので、絡みやすいもの、ワーク同士が付着しやすいもの、ワークの分離が難しいもの、傷が着きやすいもの、変形しやすいものは処理できない場合があります。この場合には、ホッパーからではなく、ワークに合わせた供給方法を検討いたしますのでご相談ください。

3連高速仕分けピッキング装置

高速仕分けピッキング装置を3台連結させたもので、より高速にワークを供給する必要がある場合に使われます。

バラ積みワークの自動供給方法について

かごや袋などの容器にばらばらの状態で供給されるバラ積みワークを、後工程に供給するための装置として様々な方法が提案されています。しかし、実際に自動供給装置がつかわれているのは一部にとどまり、多くの場合はまだ人手で供給されています。当社はこのような人手で供給されているバラ積みワークの自動供給方法の開発に取り組んでいます。
バラ積みワークの自動供給方法については以下のような方法があります。

① パーツフィーダー

ワークを一定方向に進行させ、その途中でワークの外形や重心の違いなどを利用して選別を行い、一定の姿勢のワークだけを供給する方法。一般的には振動式のパーツフィーダーが用いられます。

② ２次元カメラによる識別ピッキング

バラ積み状態のワークを何らかの方法で平面状に分散させたのち、2次元カメラで、目的とする姿勢のワークを識別し、水平多関節ロボットによりピッキングを行う方法。平面分散方法としては一般的には、振動法が用いられます。

③ ３次元カメラによる識別ピッキング

かごなどにバラ積みされた状態で、3Dカメラを用いて、山積み状態のワークの姿勢を３次元的に認識し、多関節ロボットにてピッキングする方法。

これらの方法の中で、最も広く用いられているのは①のパーツフィーダー法ですが、適用できるワークは、ワークの外形基準で分離できるもの、表面が振動によるワーク同士のこすれによって傷つきにくいものなどに限定されます。また、できたとしても、装置ごとに対応できるのは1種類のワークだけのため、ワークごとに別の装置が必要で、なおかつワークによっては詰まりやすく工程が止まってしまうことがあるなど、使い勝手が悪いのが現状です。
③の３Dピッキング法は、３Dカメラでワークの外形を認識させれば、ワークが変わっても対応できます。しかし、データ処理及び、ロボットの姿勢を3次元的に位置制御してピッキングするために、1分間に十数個のピッキングが限界です（現状では最速でも5秒/個程度）。また、コスト的にも高いため、使われる用途は限定されています。
②の２Dピッキング法は、カメラでワークの違いが分かれば識別でき、多種類のワークに対応できるため、①のパーツフィーダー法に次いで多く使われています。しかし、ワークによっては、振動では平面に分散しにくいものも多く、また供給できる個数が数十個/分と人間の能力に比べれば少ないために、まだ汎用的には使われていないのが現状です。

当社では、このような現状に基づき、一般的な包装機などで求められる、1分間に100個以上の供給を目標に②の２Dピッキング法の改良に取り組んでいます。
1分間に100個の供給が可能な方法としては、コンベア上に1個ずつ完全に分離した状態で、2次元カメラでワークを撮影し、コンベアの進行速度を予測して、コンベアを止めずにコンベアの下流の予測した位置で、水平多関節ロボットによりピッキングする方法（コンベア同期法）が知られています。しかし、この方法は、バラ積み状態のワークに対しては、安定的に平面に分散させることが難しいためあまり使われていません。主として成型機の後工程など1個ずつ完全に分離して供給できる場合に使われています。ただし、移動中に動く可能性のある転がりやすいワークには使えません。

当社の高速ピッキングシステムでは、バラ積み状態のワークを入れたホッパーから、ワークに合わせた独自の方法でワークをコンベア上で平面に分散させ、２Dカメラで識別を行い、水平多関節ロボットでピッキングして、姿勢が悪くピッキングできないものは、コンベアで前工程に循環させて再度ピッキング工程に供給します。
この方法によると、振動フィーダー上でピッキングするよりも待機時間を少なくすることができるため、高速にピッキングすることができます。また、平面分散が完全でなくとも、トラブルになることは少なく、スピードにはあまり影響がないため安定的にピッキングすることができます。
当社における実績では、ワークとしてホテルなどの歯磨きセットに用いられる５ｃｍ程度の歯磨きチューブを用いた場合、従来の振動フィーダーを用いた方法では５０個/分が限界でしたが、本方式を採用したところ９０個/分程度と大幅に高速化する事ができました。
本方式では、混在しているワークでも別々にピッキングすることができます。このため混在ワークの仕分けにも用いることができます。

各種ロボットシステム

製造工程における、ワーク投入、搬送、加工、組立、検査、箱詰め、出荷などの工程のロボット化を行っています。単に人の作業をロボットに移行する場合でも、各種作業分析を行い、ロボットの行う作業と、専用の作業ユニットを用いる作業などに分けてシステムを構築します。ラインをロボット化・自動化する事により、様々なデジタルデータを取得することができるようになり（IoT化）、品質向上など様々な効果が期待できます。
製造工程以外にも、研究室や分析室における分析作業等様々な工程のロボット化も進めています。カメラや力覚センサーを用いた双腕ロボットシステムや協働ロボットシステムにも対応しています。
当社は、幅広い分野の業種での実績が豊富なため、様々なワークでの、各種作業環境・処理条件に対応が可能です。

加工システム

溶接自動化システム

溶接、穴あけ、バリ取り、塗装など各種の加工工程の自動化を行います。

ハンドリング

ガラス基板ハンドリングシステム

移載、搬送、ピッキング、3Dランダムピッキング、ローダー等の各種のワークのハンドリング。

双腕ロボットシステム

天吊型双腕ロボットシステム

２本の腕の協調動作により、多様な動作が可能です。視覚センサーや力覚センサー等を用いることにより、人間の職人技の自動化も可能です。

パレタイジング、デパレタイジング、箱詰め

各種製品の段積み、段積みされた製品のラインへの投入、箱詰めなど。鋳物など製品にばらつきがある場合でも対応可能です。３次元画像処理によるランダムピッキングにも対応しています。

パレタイジング（マルチサイズハンドタイプ）

箱のサイズ・個数が変わって吸着できない部分があっても運べます。

酒瓶デパレタイジングシステム

返却瓶の洗浄機への投入を行います。

組立・検査

自動車部品組立システム

ワークの挿入、組み付け、ボルト締め、ねじ締め、嵌合など各種の組み立て作業の自動化を可能とします。

走行台車（スライダー）

ロボットの作業範囲を広げるために使われるのが走行台車です。2本のレールの上の台車にロボットを載せて、ロボットを移動させます。通常は、ロボットの外部軸として、ロボット制御盤でサーボモータを制御し、位置制御を行います。2台のロボットを協調させて移動させることもできます。当社は、大型ロボット用などの特殊走行台車を含め、各種の走行台車を製作しています。