金属棒材の供給は、金属加工と熱処理工程をつなぐ重要な一環である。9種類の規格の金属丸棒が標準的な材料枠に整然と積まれ、人手で一本ずつ運ぶのは効率が限られるだけでなく、金属表面の反射により従来の2Dビジョンでは安定した撮像が難しい。
トランスファー・テクノロジーは、Epic Eye Laser L V2S 3D産業用カメラとEpic Proビジョンソフトウェアを組み合わせ、ある金属加工生産ラインでこの工程の自動化を実現した。3Dカメラは材料枠の上方に固定取付され、1回の撮影で枠全体の棒材の位置と姿勢を認識し、ロボットアームを誘導して把持と供給を行う。
多規格棒材の供給は、ビジョンの実力を試す。この生産ラインの被供給材は金属丸棒で、合計9種類の規格をカバーし、直径は34mm～60mm、長さは345mm～670mmの範囲である。ワークピースは1070mm×840mm×670mmの標準材料枠に統一して入れられ、整然と配列され、向きも揃っており、1枠あたりの材料密度は高い。
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従来、この工程は人手で一本ずつ運搬していた。作業者は材料枠から棒材を取り出し、下流のガイド溝に入れ、コンベアラインに沿って熱処理工程へ送る。長期的な繰り返し運搬は人手を占有するだけでなく、金属棒材表面の反射と積み重なりにより従来のビジョン方案では安定した認識が難しく、生産ラインのタクトと段取り替え効率は常に制限されていた。
方案の考え方：ロボットアームに「見えて、正確に掴める」ようにする。トランスファー・テクノロジーの方案は複雑ではない。Epic Eye Laser L V2S 3Dスマートカメラ1台を材料枠の真上約1400mmの位置に固定取付し、1回の視野で材料枠全体を完全にカバーする。 材料枠が所定位置に到達すると、制御システムが撮影指令を送信し、カメラは青色レーザーガルバノスキャンを起動して金属棒材表面の完全な3次元ポイントクラウドを取得する。Epic Proビジョンソフトウェアが最上層の棒材の位置と姿勢を自動的に算出し、最適な把持座標を計算して、TCP/IP通信プロトコルを介してロボットアームに送信する。
ロボットアームの先端にはV型電磁石を採用して棒材を吸着し、把持後はガイド溝に配置し、コンベアラインに沿って熱処理工程へ送る。ビジョンシステムは認識と把持誘導を繰り返し、材料枠全体が空になるまで続け、その後制御システムに空枠信号を送信して材料枠の交換を促す。プロセス全体は人手を介さず、多規格の切り替えはシステムが型番信号を送信して完了し、現場での再キャリブレーションは不要である。
中核装備：広視野レーザーカメラとグラフィカルビジョンソフトウェアの方案
ハードウェアにはトランスファー・テクノロジー Epic Eye Laser L V2S レーザーガルバノ3D産業用カメラを採用。
この機種は中遠距離・広視野の産業シーン向けに設計され、作動距離は1200mmから3000mmをカバーし、400mmベースラインのステレオ構造と450nm青色レーザーガルバノスキャン方式を採用しており、工場環境光下で強い耐光外乱能力を備え、金属反射ワークピースに対しても連続的で完全なポイントクラウドを出力できる。
ソフトウェア側はEpic Proを採用し、グラフィカルなドラッグ＆ドロップ式インターフェースはカメラ接続、ハンドアイキャリブレーション、把持パラメータ設定をサポートし、主要な産業用ロボットやPLCと連携可能である。
導入効果：精度、タクト、使いやすさ
プロジェクト導入後、ビジョンシステムの中核指標は安定している。認識精度±0.5mm、認識率99.9%以上、1件あたりの撮影から計算完了までのタクトは4秒以内である。
現場実測では、カメラ撮影工程が約2.1秒、アルゴリズム処理が約1.8秒で、ロボットアームの動作に十分な時間を確保している。
9種類の規格の棒材が1つのビジョン設定を共用し、型番切り替えは制御システムが信号を送信して完了する。IP65保護と広温度域設計により、デバイスは工場の粉塵、油汚れ、雑光環境下で長期的に安定稼働する。
同類プロジェクトへの参考
金属棒材や軸類ワークピースのローディング＆アンローディング改造を計画している製造企業にとって、このプロジェクトは3つの参考点を提供する。
大きな材料枠で整然と配置されたシーンには、固定取付の広視野カメラが適しており、1回の撮影で枠全体をカバーし、複雑な運動機構は不要である。
金属反射ワークピースは選定段階でポイントクラウド品質を検証する必要があり、青色レーザーガルバノ方式はこのような工况への適応性が高い。
ビジョンシステムは位置と姿勢の誘導に集中し、姿勢補正は下流の治具に任せることで、調整期間を短縮できるだけでなく、多規格の段取り替えもより柔軟になる。
3Dビジョンでロボットの柔軟な供給を実現し、トランスファー・テクノロジーは自社開発のカメラとアルゴリズムを継続的に磨き、金属加工業界の自動化を支援する。