協調パレタイジングとは、人間とロボットが協力して製品をパレットに積み上げる作業のことです。この作業は、重労働や繰り返し運動による労働者の負担を軽減し、生産性や品質を向上させるために、産業オートメーションの分野で注目されています。しかし、協調パレタイジングを実現するには、どのような機器や技術が必要なのでしょうか？このブログでは、協調パレタイジングの概念を理解するために、以下の5つのトピックについて解説します。
協調パレタイジングに適したロボットの種類と特徴
協調パレタイジングに使用するロボットは、人間と一緒に働くことができる協働ロボット（コボット）です。コボットは、フォースセンサーやビジョンシステムなどを搭載しており、人間の動きや位置を感知してロボットアームを動かしたりしながら、安全に動作することができます。また、コボットは、ティーチペンダントやダイレクトティーチングなどの簡単な方法でプログラミングできるため、多品種少量生産にも対応できます。コボットの種類としては、可搬重量やリーチなどに応じて、アーム型やカート型などがあります。
協調パレタイジングに必要なグリッパーの選択と設定
グリッパーとは、ロボットの手先に取り付ける部品で、製品を掴んだり離したりする役割を果たします。グリッパーの種類としては、真空グリッパー、電気グリッパー、空気グリッパーなどがあります。協調パレタイジングでは、製品の形状や重量、素材などに合わせて最適なグリッパーを選択する必要があります。また、グリッパーの設定も重要です。例えば、真空グリッパーでは吸盤の数や配置、吸引力などを調整することで、製品のピックアップや段積みの安定性を向上させることができます。
協調パレタイジングにおけるビジョンシステムの役割と利点
ビジョンシステムとは、カメラや画像処理ソフトウェアなどを用いて、製品の位置や姿勢などを認識するシステムです。協調パレタイジングでは、ビジョンシステムを利用することで、以下のような利点があります 。
- 製品の位置合わせや方向決めを自動化できるため、作業時間や工数を削減できる。
- 製品の種類やサイズが変わっても柔軟に対応できるため、生産ラインの変更コストを低減できる。
- 製品の品質検査や在庫管理などの付加価値サービスを提供できるため、顧客満足度を向上させることができる。
協調パレタイジングのプログラミング方法と工程設計
協調パレタイジングのプログラミング方法としては、以下のようなものがあります。
- ティーチペンダント：ロボットに携帯端末のようなデバイスを接続して、画面上でロボットの動作を設定する方法です。メニューやアイコンなどが用意されており、直感的に操作できます。
- ダイレクトティーチング：ロボットの手先を手で動かして、ロボットに動作を教え込む方法です。プログラムの作成や修正が容易です。
- パレタイジングソフトウェア：パレタイジングに特化したソフトウェアを使用して、パレットや製品のサイズや形状、積み上げパターンなどを入力すると、自動的にロボットの動作を生成する方法です。効率的で最適化されたパレタイジングが可能です。
協調パレタイジングの工程設計としては、以下のようなポイントに注意する必要があります 。
- ロボットの可搬重量やリーチ、速度などに合わせて、製品やパレットの重量やサイズ、搬送速度などを決める。
- ロボットと人間の作業範囲や動線を明確に分けることで、安全性と効率性を確保する。
- ロボットと人間の協力ポイントや役割分担を明確にすることで、作業のスムーズさと品質を向上させる。
協調パレタイジングの安全性確保とリスク低減策
協調パレタイジングでは、ロボットと人間が同じ空間で作業するため、安全性確保が重要です。安全性確保のためには、以下のような対策が必要です 。
リスクアセスメント：協調パレタイジングにおける潜在的な危険や事故の原因を特定し、その発生確率や影響度を評価することです。リスクアセスメントに基づいて、リスク低減策を決定します。
リスク低減策：リスクアセスメントで特定されたリスクを減らすための対策です。例えば、以下のようなものがあります。
ロボット本体やグリッパーに衝撃吸収材やカバーなどを取り付けることで、人間との接触時の衝撃や傷つけるリスクを低減する。
ロボットにフォースセンサーやビジョンシステムなどを搭載することで、人間の位置や動きを感知して速度や力を調整することで、人間への影響を最小限に抑える。
ロボット周辺にフェンスやライトカーテンなどの物理的な障害物やセンサーを設置することで、人間とロボットの作業領域を区別し、人間がロボットに近づくとロボットが停止するようにする。 – ロボットの動作や状態を表示するランプや音声などの警告装置を設置することで、人間にロボットの情報を伝えることで、事故防止に役立てる。
安全規格や法規制：協調パレタイジングに関する安全規格や法規制に従って、ロボットや機器の選択や設置、運用、保守などを行うことです。
