設計方法

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本節では、小型板金部品ソリューションの設計方法について説明します。ビジョンシステム実行、ソフトウェアの併用、カメラ・キャリブレーションボード型番の選択をそれぞれ説明します。

ビジョンシステムの運転

ビジョンシステムを以下のように運転します。

vision system workflow

ソフトウェアの併用

本ソリューションは、Mech-Vision で部品の位置姿勢を認識し、Mech-Viz で部品把持の経路を計画します。

下図にように、Mech-Viz は認識された位置姿勢に基づいて経路を計画し、標準インターフェース通信を通じてロボットや PLC などの外部デバイスに送信します。

software components

カメラ型番の選択と設置

バラ積みされた小型板金部品供給の現場では、撮影視野や精度、ワーキングディスタンスに応じて高精度で高速、外乱光耐性を持つ Mech-EyePRO S産業用 3D カメラ(以下はPRO Sカメラ)をお勧めします。当該カメラの詳細な技術仕様については、PRO S技術仕様をお読みください。その他の型番のカメラを使用する場合、3D カメラ型番選択ツールを使用してください。

カメラを選択したあと、3D カメラ型番選択ツールを使用してカメラを設置する高さを確認してください。詳細な手順は以下の通りです。

  1. 最高層の寸法と最大積み高さを確認してその値をそれぞれ対象物の寸法横(mm)幅(mm)高さ(mm)に入力します。

    供給されるコンテナの位置のばらつきが発生するので以下のように 4つの辺をいずれも 150~200mm 長くします。つまり、最高層の横と縦 + 150~200mm = 入力値。

    camera installation hight signal
  2. カメラから対象物表面までの距離をオンにして右の画像が示すように長方形(対象物)がカメラの視野中央に位置するまで調整します。

    calc installation hight
  3. カメラを設置する高さ = カメラから対象物表面までの距離 + 対象物の積み高さ。

    高品質のデータを取得するために、視野とロボット稼働スペースなどを確保した上、最高層対象物からカメラまでの距離を推奨ワーキングディスタンスの範囲内にしてください。

キャリブレーションボードの型番選択

  • PRO S カメラのワーキングディスタンスが 500~800mm の場合、CGB-020 を推奨します。

  • PRO S カメラのワーキングディスタンスが 800~1000mm の場合、CGB-035 を推奨します。

IPC 型番選択

Mech-Mind IPC STD を推奨します。これは、一般的なデパレタイズや部品ロード・アンロードに適用されます。

ロボットの型番選択

本ソリューションでは、把持の範囲と精度の要件に応じて可搬質量が小さい高精度 6 軸ロボットを使用します。ここでは FANUC_LR_MATE_200ID を使用して説明します。

他のメーカーのロボットを使用する場合に、ロボットのモデル選択をお読みください。

ワークステーションのレイアウト

作業現場のワークステーションを以下のように配置します。PRO S カメラをコンテナ上方 1 メートルに設置します。これで完全なコンテナと部品の点群データを取得できます。下図では、1-PRO S カメラ、2-ロボット、3-グリッパ、4-配置コンテナ、5-供給コンテナ。

workstation layout design

グリッパの設計

本ソリューションでは異なるグリッパを使用して把持を試行したところ、テスト結果は以下の通りです。

  • シングル吸着ハンド:切り取り率は 95%

  • ワンフィンガーグリッパ:部品はほとんど水平方向に配置されているため、把持時にグリッパとコンテナまたは対象外の部品とは干渉しやすいです。切り取り率は 15% に過ぎないので推奨しません。

  • グリッパと吸着ハンドの組合せ:切り取り率は 99%

上記の点を踏まえてグリッパと吸着ハンドの組合せを使用します。以下のように組合わせます。

gripper design 1

以下のように部品をピックアップ・吸着します。左はピックアップで右は吸着を示しています。

gripper design 2

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