某超硬材料製造企業がトランスファー・テクノロジーの革新的な3Dビジョン製品とソリューションを導入し、フランジのローディング＆アンローディングという高頻度工程の全工程自動化を実現。生産ラインは45秒で1個のフランジワークピースの完全なローディング＆アンローディングを完了し、効率が1.8倍向上し、全工程で人手を必要としません。
プロジェクト背景
フランジ（フランジまたは突縁とも呼ばれる）は、パイプ、ポンプ、バルブなどを接続するための接続デバイスです。その製造プロセスは主に鋳造、鍛造、切断、巻き取りの4種類に分類され、製造工程の複数の段階で多くのローディング＆アンローディング作業が発生します。
従来のローディング＆アンローディング工程は主に手作業による運搬に依存しており、手作業は生産コストを増加させるだけでなく、効率向上を大幅に制限していました。また、ローディング＆アンローディング環境には多くの種類の物体があり、生産組立の要求が高いなどの要因も、従来の作業に大きな課題をもたらしていました。
そのため、この顧客はトランスファー・テクノロジーと協力し、3Dビジョンを使用して生産ライン上に積み重ねられた高反射フランジワークピースを高精度に認識・位置決めし、ロボットアームを誘導して掴み取りとローディング＆アンローディングの積み付けを行い、金属加工生産ラインのフランジローディング＆アンローディングの自動化改造を実現しました。
△ フランジワークピースは高反射で密に積み重ねられている
現在、この顧客の生産ラインには2種類の異なる仕様のフランジがあり、1個のワークピースの重量は4kgです。実際の環境はソリューションに以下の課題を提起しています：
• ワークピースは高反射で密に積み重ねられ、表面の特徴が不明瞭であり、ビジョンの精度に対する要求が高い；
• パレットの最大サイズは800*800*600mmで、窓の近くにあり、複雑な環境光干渉が存在する；
• 生産能力向上の要求により、ビジョンのタクトタイムが生産リズムに適合する必要がある。
トランスファー・テクノロジーのソリューション
詳細な調査研究を通じて、トランスファー・テクノロジーはシステムインテグレータパートナーと協力し、ワークピースの高反射特性や環境光干渉などの生産ラインの特徴に対応するため、「レーザーカメラ＋ビジョンソフトウェア＋ロボットアームとグリッパー」のソリューションを提案しました。
△ フランジローディング＆アンローディングの実際の作業シーン
全体のワークフロー：
- 1.パレット全体のフランジがカメラの視野範囲内に運ばれます。レーザーカメラがワークピースを撮影し、完全で使用可能、詳細なポイントクラウドデータを収集します；
- 1.ビジョンソフトウェアはポイントクラウドデータに基づいてワークピースの姿勢情報を正確に認識し、最適なポイントをつかむと運動経路をインテリジェントに計画し、ロボットアームが安全かつ効率的にワークピースを掴めるようにします；
- 1.ロボットアームは中央制御システムから掴み許可信号を受信し、3Dビジョンシステムが計画した運動経路に従って作業を実行し、専用グリッパーを使用して効果的な掴み取り、取り出し・交換、および積み付けを行います。
プロジェクトのハイライト
01 優れたアルゴリズムで高反射ワークピースの認識を保証
反射性ワークピースの認識は3Dビジョン応用の大きな課題です。ワークピースの反射によるデータの歪み、過曝、表面詳細の損失などは、ビジョンの精度とアルゴリズム処理に高い要求を課します。3Dビジョンシステムは複数の優れたアルゴリズムを統合し、高反射ワークピースの認識を支援します。
02 優れた互換性で多種ワークピースに容易に対応
3Dビジョンは優れた互換性を持ち、複数仕様のワークピースの掴み作業に容易に対応できます。このプロジェクトでは、3Dビジョンは2種類の異なる仕様のワークピースに対応しており、後日新製品を追加する場合も迅速に導入可能です。
03 人手投入削減、生産ライン効率1.8倍向上
この顧客は3Dビジョンによるロボットアーム誘導作業により、生産ライン効率を1.8倍向上させ、人手投入を大幅に削減しました。
04 インテリジェント障害物回避で生産の安全と安定を確保
インテリジェントな運動計画と障害物回避設計により、ロボットアームは複雑な作業環境で障害物との衝突を自律的に回避でき、運動速度と安定性が大幅に向上し、生産中の故障発生率とメンテナンスコストが低減しました。
トランスファー・テクノロジーは業界をリードする3D産業用カメラおよび3Dビジョンロボットアーム誘導システムのサプライヤーとして、その3Dビジョン製品はブレーキディスク、コンプレッサー、アルミニウム棒、アルミニウムインゴット、ボルトなどの反射性ワークピースの掴みシーンに大規模に適用され、自動車部品、金属加工、新エネルギー、家電など多くの業界の有名顧客から高い評価を得ています。