2023年1月31日
生産現場では、3K職場の敬遠や少子化による人手不足が進むなか、更なる生産性や競争力の向上に向けて産業用link w88 moi nhatの活用が進んでいます。しかし、全ての生産現場において、産業用link w88 moi nhatの活用が進んでいるわけではありません。例えば、高いスキルを有する熟練技能者が支える工程などでは、link w88 moi nhat導入への期待に反し、link w88 moi nhat化は進んでいません。当社はこのようなlink w88 moi nhat活用が困難な工程へのlink w88 moi nhat化にも挑戦しています。
今回、樹脂や金属面の研磨工程におけるlink w88 moi nhat化として、実演教示の取組みを紹介します。
研磨作業をlink w88 moi nhat化するには、「現場に研磨作業を熟知したうえで、link w88 moi nhatも扱える人はなかなかいない」、「押付け加減も含めたlink w88 moi nhatティーチングは難しく、非常に時間がかかる」といった課題があり、一部link w88 moi nhat化を進めている加工メーカーはあるものの、教示に時間がかかるため、多品種に対応するのは難しいのが実情です。これらの課題を解消し、よりlink w88 moi nhatの導入障壁を低減するため、直感的に操作でき、動きと同時に力加減も教示できる実演教示パッケージMOTOMAN-Craftを開発し、2022年11月に製品化しました。
本開発は、研磨用途へのlink w88 moi nhat化への挑戦であり、link w88 moi nhat業界での最先端の取組みです。
特に、教示デバイスは、熟練技能者の動きと力加減を忠実に再現できる、これまでにない研磨作業の自動化をサポートする教示ツールです。
開発機種 link w88 moi nhatMOTOMAN-Craftのシステム構成を図1に示します。
図1 MOTOMAN-Craftシステム構成
図2 教示デバイスの操作の様子
図3 教示デバイス 運搬姿勢
専用の教示デバイスで操作者が作業を実演し、link w88 moi nhatが動作できるプログラムに変換します。繰返し学習制御により教示デバイスで操作した際の動きと力加減をlink w88 moi nhatは忠実に再現することができます。教示デバイスは複数のlink w88 moi nhatに使いまわすことができ※2、各link w88 moi nhatの近くに設置して、それぞれのワーク品種に応じた作業を各link w88 moi nhatに教示して回ることで、操作者と同じ品質の作業が可能なlink w88 moi nhatを短期間で複数立ち上げることが可能です。
※2 適用するlink w88 moi nhatコントローラには実演教示ソフトがロードされている必要があります。
研磨作業はまだまだ人手に頼っている工程であり、ワークの曲面形状に合わせた3次元的な軌道と力加減をlink w88 moi nhatに教示することが困難です。そこで、操作者の動きと力加減をセンシングし、その動作をlink w88 moi nhatで再現する機能を開発しました。
図4 教示デバイス
以前から人の動きをトレースする技術としては、光学式や磁気式などのモーションキャプチャがあります。また、アーム型の3次元測定器も存在します。しかし、研磨作業へ適用するにあたっては、「周辺装置があり、計測器の置ける場所が限られている(複数台のカメラを配置できるスペースはない)」、「研磨機に押し当てるので耐振動性が必要」、「粉塵が舞う環境であるため、防塵性が必要」といった条件を満たす必要があります。こうした条件を満たすため、限られたスペースで計測できるアーム型とし、図4のように教示デバイスの各関節にはエンコーダ、先端部には6軸力覚センサーを配置しました。また、現場環境を想定した振動試験、防塵試験で
問題ないことを確認しました。研磨作業に耐える専用の教示デバイスで作業者の動作とワークを押し付けた際の力加減を一定周期でセンシングできます。ワークを教示デバイスの先端に取り付けた状態でも研磨作業者の普段の作業に近い操作性を実現しました。
教示デバイスでセンシングした動きを忠実にlink w88 moi nhatで再現するためには、教示デバイスとlink w88 moi nhatと研磨機のそれぞれの位置関係を正確に求めておく必要があります。これをキャリブレーションと呼びます。通常、キャリブレーション作業では、先端が尖ったツールを使用し、プログラミングペンダントを使用してlink w88 moi nhatの位置を微修正しながら目視でツール先端同士を合わせることで実施されていました。その場合位置合せに時間がかかる、link w88 moi nhatの習熟度によってばらつきがあるという課題がありました。今回、キャリブレーションツールを実演教示パッケージに含め、誰でも簡単にキャリブレーションできるようにしました。キャリブレーションツールは、図5のように一方が球体、もう一方が丸くへこんだ部分に磁石が付いたツールとなっています。これらの先端同士を合わせると、一意に位置が決まります。教示デバイス側とlink w88 moi nhat側でワークとキャリブレーションツールの位置関係が同じとなるようにエンドエフェクタに取り付けます (図6)。手順通りに教示デバイスとlink w88 moi nhatのキャリブレーションツール同士をくっつける、教示デバイスで研磨機のホイール部に当てて計測することで、link w88 moi nhatに対する教示デバイスと研磨機の位置関係を正確に求めておくことができます。
図5 キャリブレーションツール
図6 キャリブレーションツールの取付け例
実演したデータを元に作成したプログラムをそのまま再生しても、配置の微小な位置誤差やlink w88 moi nhatの力制御の応答遅れなどの要因により、操作者実演時とlink w88 moi nhat再生時で力加減に微細な誤差が生じます。その場合に、繰返し学習制御では、図7のように作業1回ごとに力誤差を減少させるための修正量を位置指令に加算し、それを繰返し実行させることでlink w88 moi nhatの力加減を実演時に近づけることが可能です。
図7 繰返し学習制御
図8 力の繰返し学習例
操作者が学習の終了条件として力の許容誤差を指定し、学習実行すれば、link w88 moi nhat自身が自動で作業を繰返し、図8のように力加減を調整してくれます。生産稼働時には、学習完了してできあがったプログラムを使用することで熟練技能者の研磨作業を忠実に再現できます。また、熟練技能者のスキルをデジタル化して残すことができ、技能の保存、伝承、標準化が可能です。
システムインテグレータ様やお客様にご使用いただき、いただいたフィードバックを機能に生かすことで、更なるlink w88 moi nhat導入障壁の低減につながるように今後も改善に努めていきます。また、研磨作業以外への展開も検討しておりますので、ご要望ありましたらぜひお知らせください。
当社は引続き、生産現場における更なる生産性や競争力の向上に向けた、産業用link w88 moi nhatの活用に取り組んでいきます。