バラ積みピッキング構築ノウハウ集

バラ積みピッキング構築ノウハウ集 （株式会社FAプロダクツ） TEL: ０３－６６９９－３２４１（FAナビ内） FAX: ０３－６４００－３２０５ （FAナビ内） Copyright 2016 FA-Products Inc., Confidential

目次 1. はじめに 2. バラ積みピッキングとは 3. バラ積みピッキングの課題と提案 4. バラ積みピッキング導入のメリット 5. バラ積みピッキング導入検討のポイント 6. ハンドの種類 7. バラ積みピッキングの導入までのステップ 8. ビジョンエンジニアリング 株式会社 ＦＡプロダクツ Copyright 2016 FA- Products Inc., Confidential 2 TEL: ０３－６６９９－３２４１（FAナビ内）

１．はじめに このたびはバラ積みピッキング構築のノウハウ集をダウンロード頂き誠にありがとうございます。 現在、工場の生産ラインなどで、部品の整列や配膳など、人が行っている作業を自動化するため、 そして今後の『SmartFactory』化を実現するために、ロボットの導入検討が積極的に進められています。 現在特に注力されているのは、多品種小ロット生産における部品の供給部分です。 ロボットで部品をピッキングするには、部品の位置や角度が同じ条件であることが必要となります。 もちろんながら掴む部品が変われば、掴む条件が異なるため部品に合わせたティーチングが必要です。 品種が少なければ、パーツフフィーダや人の手で整列させている場合がありますが、多品種になればなるほど 必要な部品も多くなり、生産コストも高くなります。 そのため、省人化や生産性向上、生産コストの低減を図るためにロボットの検討導入が進められています。 本資料では、昨今キーワードになっている、『SmartFactory』化の実現に向けて、バラ積みピッキングシス テムをご検討されているお客様に向けた資料になります。 少しでもお役立ちできれば幸いです。 FAプロダクツ 株式会社 ＦＡプロダクツ Copyright 2016 FA- Products Inc., Confidential 3 TEL: ０３－６６９９－３２４１（FAナビ内）

２．バラ積みピッキングとは ■従来のロボットピッキングの課題 整列させた部品をティーチングにより、ロボットで部品を掴ませることができますが 品種ごとに複雑でやっかいな教示で動作を覚えさせる必要がありました。 また品種が多くなるにつれて、パーツフィーダなどがその分必要となり、コストが上が り供給スペースが大きくなってしまう課題があります。 ■バラ積みピッキングとは 従来の方法では、部品の位置姿勢が変わるだけでピッキングができなくなります。 そのため、バラ積み状態の部品をカメラで位置姿勢を補正させ、ロボットでピッキングさせるシ ステムが開発されています。 バラ積み部品供給は少ないスペースに大量で供給することも可能となります。 株式会社 ＦＡプロダクツ Copyright 2016 FA- Products Inc., Confidential 4 TEL: ０３－６６９９－３２４１（FAナビ内）

３．バラ積みピッキングの課題と提案 ビジョンセンサを使用したバラ積みロボットピッキング カメラで部品の輪郭を抽出して、位置を補正させるだけでは、乱雑に積まれた部品箱から ピッキングする際にハンドが他の部品に衝突して把持できなかったり 仮に把持できたとしてもワークの表裏を判定できず、安定した位置姿勢にできなかったりするなど 現状では単純形状の部品や、内掴みや吸着パッドなどで把持できる部品など制限があります。 3DCAD＋ビジョンセンサを使用したバラ積みロボットピッキング カメラ＋３DCADデータを使用することで、部品の位置姿勢をより正確に認識することが可能になり 部品の表裏判別も可能で、安定した位置姿勢でピッキングすることが実現できます。 ハンドや箱の干渉を判定する機能や、部品を仮置きする動作が出来るシステムなら人が単純にピッ キングしている作業を自動化できます。 弊社では、高さ方向の認識精度を向上させる為にプロジェクターを、角度特性を向上させる為の4カ メラシステムを併用するご提案をしております。 従来のロボット 求められるロボット ティーチング（繰り返し） ３次元ビジョンセンサ 教えられた行動のみ 自ら行動 部品を決まった位置に 形状を認識するので部品を 置かなければならない 自由に置けるティーチングレス！ 株式会社 ＦＡプロダクツ Copyright 2016 FA- Products Inc., Confidential 5 TEL: ０３－６６９９－３２４１（FAナビ内）

４．バラ積みピッキング導入のメリット ■導入メリット 人からロボットへ ・自動化によるラインの品質・安定性向上 ・人材雇用リスクの低減・省人化 生産・加工ラインの革新 ・ライン全自動化による稼働時間の延長 ・仕掛品の削減、完成在庫の削減 パーツフィーダーの簡略化 ・部品毎の製作費用低減 ・段取り替えの時間短縮、稼働率アップによる生産性の向上 ・設置場所、保管場所の削減による、ライン設置場所の自由度拡大 株式会社 ＦＡプロダクツ Copyright 2016 FA- Products Inc., Confidential 6 TEL: ０３－６６９９－３２４１（FAナビ内）

５．バラ積みピッキング導入検討のポイント バラ積みピッキングシステムを導入検討するポイント 分解能 部品・視野サイズに影響 認識時間 ピッキングの時間に影響 光沢ワークへの対応 正確なピッキングに影響 高さ方向の認識精度 正確なピッキング位置・姿勢でのアプローチ ハンド選定・掴み方の幅が広がる ハンド・箱への干渉機能 優先度を高くすることが出来るので、ワークの打痕を無く すことが出来る ハンドのアプローチを自動計算するのでハンドの破損・ト レーの破損を防げる 類似判別機能 より正確に位置姿勢を判別する機能 対応ロボットメーカの種類 ロボットの選定範囲が拡がる 株式会社 ＦＡプロダクツ Copyright 2016 FA- Products Inc., Confidential 7 TEL: ０３－６６９９－３２４１（FAナビ内）

６．ハンドの種類 ピッキングをする際に重要なことはもう１つ、それがハンドの選定です。 下記の表は、よく使用されるロボットハンドです。 ハンド比較項目 バキューム マグネット エアチャック 電動チャック ストロークが固定の為、全種共 共通パットでピックアップ出来る 樹脂部品不可。 ストローク可変 他品種対応性 通でピッキング出来るかテスト 部品を検証するテストが必要 電磁ホルダのサイズに制限有 開閉動作、加減速調整可能 必要 チャック単体で チャック単体で 重量 軽量 軽量 100ｇ～200ｇ 500ｇ～1kｇ 交換部品は ブーツ付選択可能 メンテナンス性 電磁ホルダは交換 故障時はチャック本体交換 パット+ホルダ 故障時はチャック本体 バキューム圧力センサ チャッキング確認 + 物検センサ 物検センサ 物検センサ 物検センサ ピッキング教示位置にパッドが ワークの2個取り等が発生する ターゲットワークをチャッキングする ターゲットワークをチャッキングする ワーク干渉性 進入出来れば他ワークには 可能性あり 際に他ワークに接触する可能性大 際に他ワークに接触する可能性大 接触しない 小型チャックの為、爪を長く出来 小型チャックの為、爪を長く出来 シングルパット場合 ないので壁際のワークは干渉する ないので壁際のワークは干渉する BOX干渉性 電磁ホルダのサイズによる 干渉は少ない 為ピックアップが難しい 為ピックアップが難しい （ワーク残りが発生する） （ワーク残りが発生する） ※ロボットハンドは、部品によって設計・製作が必要になる場合があります。 株式会社 ＦＡプロダクツ Copyright 2016 FA- Products Inc., Confidential 8 TEL: ０３－６６９９－３２４１（FAナビ内）

７．バラ積みピッキングの導入までのステップ バラ積み積みピッキングを導入するには、下記４つポイントが重要です。 ① ② ③ ④ ピッキングする ピッキング評価 ハンド選定 システム導入 部品の準備 ピッキング条件 ピッキング検証 ハンド設計 現場据付工事 ・重さ ・大きさ ハンド構想 ハンド製作 調整 ・品種 ・タクト など ロボットへの取付 前後設備との連動 ・設置条件 など など ・使用ロボット選定 ・３DCADデータ など お客様範囲 ロボットメーカのエンジニアリング会社・インテグレーション会社など FAプロダクツでは、ピッキング評価からシステムの導入まで ビジョンエンジニアリングが可能です。 株式会社 ＦＡプロダクツ Copyright 2016 FA- Products Inc., Confidential 9 TEL: ０３－６６９９－３２４１（FAナビ内）

８．ビジョンエンジニアリング エンジニアリングサポート範囲 • 対象ワークの３次元認識評価・検証 • 光学設計（カメラの設置条件、レンズ選定等） • 認識安定化のための照明・外乱光対策提案 • ハンドの設計/製作 • 前後システムとの連携 • 装置としての開発/導入 FAプロダクツへお気軽にご相談下さい ご相談は弊社ホームページのお問い合わせフォーム https://fa-products.jp/index.html または下記メールにてお問い合わせ下さい info@fa-products.jp 株式会社 ＦＡプロダクツ Copyright 2016 FA- Products Inc., Confidential 10 TEL: ０３－６６９９－３２４１（FAナビ内）