太陽光発電チェーンにおけるシリコンインゴット加工工程では、インゴットのパレットからのデパレタイジングと供給が、倉庫と生産を結ぶ重要な工程です。生産ラインの能力向上に伴い、従来の手作業による搬送は作業負荷が大きく、効率に明らかなボトルネックがあり、多種規格で重量のあるシリコンインゴット材料に対して、長期的に安定した位置合わせ精度を確保することが困難です。
最近、トランスファー・テクノロジーの3Dビジョンによるスマートなローディング＆アンローディングソリューションが、国内の太陽光発電材料生産ラインに導入されました。シリコンインゴットの多種規格、二重パレット位置の作業シナリオに対し、高精度レーザー3Dビジョンを中核として、「ビジョン位置決め - PLCスケジューリング - ロボットによるピック」の全チェーンを統合し、シリコンインゴットのデパレタイジングの自動化と安定運転を実現しました。
一、現場の状況
このステーションはシリコンインゴットの自動供給ステーションであり、パレットに積まれたインゴットを1つずつコンベヤラインにピックします。現場の状況は業界特有の特徴を示しています：
- 材料の多種規格：インゴットには2種類の断面があり、長さは100mm～850mmの範囲で、同一列に異なる長さのインゴットを混載でき、セグメント間はフォームで仕切られています；
- 二重パレット位置でのサイクル運転：単一ステーションに2つのパレット位置を配置し、カメラはパレット位置を切り替えて作業し、一方のパレットからピック中に他方のパレットに材料を補充するシームレスな連携を実現；
- 供給材料の許容誤差が高い：パレットは人手またはAGVで配送され、ビジョンシステムは位置ずれに自律的に適応する必要があります；
二、ソリューション
現場の要件に対応するため、トランスファー・テクノロジーは「単一3Dカメラ＋移動モジュール」の構成を採用し、1つのビジョンシステムで二重パレット位置の作業をカバーし、性能とコストのバランスを実現しました。
ハードウェア配置と視野適合
Epic Eye Laser L レーザー3Dカメラを選択し、パレット位置の真上に吊り下げ、移動モジュールと組み合わせて二重パレット位置間の水平移動を実現。カメラの作業距離は最大3000mmのパレット高さに対応し、1110mm×920mmのパレット範囲を完全にカバー。パレット位置にずれがあっても、3Dポイントクラウドの解析により各インゴットの位置と姿勢を正確に認識します。
通信と制御論理
ビジョンシステムはTCP/IP Socketプロトコルを介してPLCと直接通信：PLCが撮像指令をトリガーすると、カメラは迅速にポイントクラウドを取得し、インゴットの中心座標、空間姿勢、長さ情報を自動認識し、データをPLCに返送。PLCがロボットに適切なピック動作を指示します。
層別ピック対応
現場の複合吸着パッドに対応し、ビジョンシステムはインゴットと黒色トレイを区別し、同一列の複数セグメントのインゴットを順次位置決め、1つずつピック。各セグメントのピック位置と姿勢を正確に確保し、材料の持ち上げや位置ずれなどの問題を防止します。
三、中核性能
ソリューション導入後、現場調整と検証を経て、各性能指標が安定して基準を達成：
- 位置決め精度：精度は±3mmに達し、インゴットピックの位置合わせ要件を十分に満たします；
- サイクルタイム：単一フレームの撮像、位置と姿勢の計算、データ通信の合計時間はわずか2秒で、パレット位置の迅速な切り替えと組み合わせ、ライン全体の供給効率を確保；
- 適応能力：全規格のインゴットを安定して認識し、パレットの±50mmの供給位置ずれに対して良好な許容誤差を持ち、追加の厳格な位置決め治具は不要；
この3Dビジョンによるローディング＆アンローディングシステムの導入により、従来の手動デパレタイジングステーションが置き換えられ、一方で現場作業の負荷と安全リスクが大幅に低減され、他方で供給サイクルがより安定し、位置合わせ誤差が小さくなり、生産ラインの全工程自動化に向けた信頼性の高いビジョン感知基盤が確立されました。
太陽光発電業界では、シリコンインゴットやシリコンウェハーなどの材料の搬送シナリオが多く、多種規格で重量が大きいという特徴が一般的です。トランスファー・テクノロジーのこの再現可能な3Dビジョンソリューションは、シリコンインゴットのデパレタイジングだけでなく、太陽光発電業界の他の材料のローディング＆アンローディングや位置決めシナリオにも迅速に適応でき、新エネルギー製造企業の自動化アップグレードを着実に推進します。