機械加工の自動化トランスフォーメーションにおいて、円筒形ピンシャフトワークピースのバッチローディング＆アンローディングは典型的な導入シナリオです。手動ローディングには効率のボトルネックと人件費の高さという問題があり、従来の剛性固定方式は柔軟性に欠け、多品種・バッチ投入の生産ニーズに適応できません。
最近、トランスファー・テクノロジーは機械加工現場向けに3Dビジョンインテリジェントローディング＆アンローディングシステムを導入しました。単一カメラでデュアルステーションをカバーし、ソリューションコストを抑えながら、ピンシャフトワークピースの安定した認識、正確なピック、高効率なサイクル運転を実現しました。
プロジェクト状況
本プロジェクトは2種類の金属ピンシャフトワークピースを対象とし、バスケット投入モードを採用しています。エンドエフェクタは電磁チャックでピックを行い、ワークピースは二次位置決めプラットフォームにアンローディングされた後、後続の機械加工工程に進みます。
現場はデュアルステーション構成で、顧客の核心的な要件は明確です：
• ビジョン位置決め精度と認識安定性を保証し、生産ラインの長期連続運転に適応すること；
• ステーションの運転効率を最大化し、生産ライン全体のタクトに合わせること；
• ビジョンソリューションの導入コストを適切に抑え、コストパフォーマンスと信頼性のバランスを取ること。
従来のシングルステーション方式では、カメラとロボットの待機時間が長く、デバイス利用率が低くなります。一方、2台のカメラを設置すると、ハードウェアコストとメンテナンス作業が増加します。効率とコストの最適なバランスをどう実現するかが、本プロジェクトの核心的な設計課題です。
ソリューション
現場の状況に対応するため、ソリューションではトランスファー・テクノロジーのEpic Eye Laser L V2S 3D産業用カメラを採用し、移動モジュールと組み合わせて単一カメラでデュアルステーションをカバーします。1台のカメラが1台の産業用ロボットに対応し、2つのバスケットステーションを同時にカバーします。「認識-ピック」の並行・交互運転ロジックにより、全体の作業効率を向上させます。
システム全体の運転ロジックはシンプルで明確です：
- 1.移動モジュールが3Dカメラを搭載して対象ステーションの真上に移動し、PLCから送信される撮像指令を受信した後、迅速にスキャンとイメージングを完了します；
- 1.ビジョンシステムがワークピースの位置と姿勢データを計算し、PLCを介してロボットに転送し、電磁チャックによるピックとアンローディングをガイドします；
- 1.ロボットが作業している間、カメラは同期して別のステーションに移動して認識を完了し、2つのプロセスが並行して進行します。
カメラはバスケットの上部から1300mmの位置にマウントされ、単一の視野でバスケット全体を完全にカバーできます。既存の生産ラインのレイアウトを大幅に変更することなく、ソリューションを展開できます。
実測性能
現場での設置と調整を経て、この3Dビジョンシステムの主要な性能指標はすべて設計要件を安定して満たし、現場の生産ニーズに完全に適合しています：
• ビジョン認識精度≤±0.5mm
• ワークピース認識率≥99.9%
• シングルステーションのビジョンタクト≤6秒
金属ワークピースのイメージング特性に対し、ソリューションは最適化を施し、通常の投入条件下で完全なポイントクラウドデータを安定して取得できます。同時に、システムには異常処理メカニズムが装備されています：単一の認識失敗時には自動で再撮影がトリガーされ、最大2回の再撮影が可能です。連続して認識に失敗した場合は、停止アラームがトリガーされ、手動介入を待ちます。これにより、運転効率と生産ラインの安全性の両方を確保します。
導入価値
この単一カメラ・デュアルステーションの3Dビジョンソリューションは、顧客に具体的な導入価値をもたらしました：
第一に、効率が大幅に向上しました。デュアルステーションの並行・交互運転モードにより、カメラとロボットが常に稼働状態にあり、生産ライン全体のタクトはシングルステーション方式よりも明らかに優れ、7×24時間の連続生産をサポートできます。
第二に、コストが合理的に抑えられています。わずか1台の3Dカメラでデュアルステーションをカバーできるため、デュアルカメラ方式と比較してハードウェア投資を効果的に削減できます。また、ソリューション構造がシンプルで、日常のメンテナンスの難易度とコストも低減されます。
第三に、運転が安定して信頼性があります。完全な異常処理メカニズムに加え、標準化された現場操作トレーニングとアフターサポートにより、システムの長期安定運転が保証され、生産ラインの停止リスクが低減されます。
機械加工業界の自動化アップグレードが進むにつれ、シャフト類・円筒形ワークピースのローディング＆アンローディング需要は継続的に成長するでしょう。トランスファー・テクノロジーは3D産業用ビジョン技術を深耕し、業界シナリオソリューションを磨き上げ、より多くの製造企業に安定・高効率・高コストパフォーマンスのビジョンソリューションを提供し続けます。