製造業のスマート化変革の波の中で、クランクシャフトなどの精密部品の自動ローディング＆アンローディング工程は、長年にわたり、供給位置のずれ、ワークピースの反射、タクトタイムの高さなどの課題に直面してきました。この度、北京トランスファー・テクノロジー株式会社は、あるスマート機器会社と協力し、クランクシャフトのピッキング用途向けに3Dビジョン対応スマートローディング＆アンローディングシステムを導入することに成功しました。
01 プロジェクト背景
自動車部品の生産において、クランクシャフトは典型的な不規則形状で反射性のある金属ワークピースであり、その自動ローディング＆アンローディングは長年にわたり2つの大きな課題に直面しています。1つは供給位置にずれが生じること、もう1つはワークピース表面が反射しやすく、従来の2Dビジョンでは安定した画像取得が困難なことです。
顧客現場では、複数仕様のクランクシャフトがラックに整然と配置されており、ビジョンシステムがワークピースの姿勢情報を認識し、ロボットをガイドして入力端の円筒部を把持し、工作機械のV溝に配置することが求められています。同時に、生産ラインは認識精度とタクトタイムに対して明確な要件を課しています。
02 ワークフロー
本プロジェクトでは、Epic Eye Laser L V2Sスマートカメラを採用し、カメラは固定取付でブラケットに取り付けられ、ラック全体を斜め上方から俯瞰撮影します。一連の自動化作業フローがクローズドループで実現されています。
具体的な作業フローは以下の通りです：
1.手動ローディング：作業員がクランクシャフトを満載した標準ラックを固定ローディングステーションに押し込み、デバイスが準備完了すると、PLC制御システムが3Dビジョンに撮像指令を送信します。
2.認識と計算：カメラがブルーレーザースキャンを起動してワークピースの3Dポイントクラウドを取得し、AIアルゴリズムが3種類のクランクシャフトモデルを自動的に識別し、ピッキングに適した位置と姿勢情報を高精度に計算出力します。
3.ガイドによるピッキング：カメラが姿勢情報をロボットに送信し、ロボットがクランクシャフトの入力端根部を把持し、工作機械のV溝に配置します。
4.ラックの切り替え：ラックの片側のワークピースがすべてピッキングされると、ビジョンシステムが空ラック信号を出力し、作業員がラックの反対側の材料に切り替えて作業を継続します。ラック全体が空になると、新しいラックに交換してサイクル生産を続行します。
カメラはブルーレーザーイメージング技術を採用しており、耐干渉性に優れ、工場内の迷光やワークピースの軽度の油汚れ条件下でも、クランクシャップの完全で連続したポイントクラウドを取得し、アルゴリズムによる高精度な計算を保証します。
03 技術的ハイライト
高精度
ビジョンの繰り返し位置決め精度は±0.5mm、認識精度は±2mmで、グリッパーの把持クリアランスに正確にマッチングし、ワークピースの損傷、配置ずれ、工作機械の詰まりなどの故障を防止し、クランクシャフトの廃棄ロスを大幅に低減します。
高効率
カメラの1回の撮像＋計算時間は≤4秒で、工作機械の連続加工タクトタイムに完全に適合し、ステーションでの無停止自動投入を実現します。
高柔軟性
複数のクランクシャフトモデルに対応し、新製品を迅速に導入するための拡張性を備えています。