事例紹介｜3Dビジョンによる各サイズのズリーフスプリングの自動ロードソリューション
リーフスプリングは、オフロード車、トラック、建設用クレーン車などの車輪付き車両のサスペンションシステムの弾性部品で、衝撃吸収やクッションの役割を担っています。リーフスプリングは、信頼性が高く、構造が簡単で、製造工程が短く、安価であることから、広く使用されています。今回のお客様は、大手自動車グループ傘下のリーフスプリング製造会社です。毎日の出荷量が多いため、このお客様は加工ラインを拡張し、産業用ロボットや3Dビジョンシステムを導入して、生産ラインの自動化と柔軟性を高めています。では、自動化と柔軟性の向上は、お客さまに何をもたらすのでしょうか。
11.生産ラインの処理能力向上
現在、市場の発展に伴い、製造モデルは徐々にオーダーメイド化、カスタマイズ化が進み、生産ラインは小ロット、多カテゴリー、オフラインのモデルへと変化しています。高効率な生産ラインには、多品種のワークの処理に柔軟に対応できること、多品種のワークを柔軟に切り替えられること、新しいカテゴリーを迅速に導入できることなどの要件が必要です。
お客様の熱処理ラインでは、熱処理炉前のローディングステーションに産業用ロボットを配置し、リーフスプリングをコンテナからピックアップして熱処理炉に送り込む必要がありました。お客様は、3Dビジョンによるロボットの柔軟性を実現し、さまざまな材料に対応できるステーションの能力を向上させたいと考えていました。
§ ワークの種類は多く、それぞれの分類の中にも多くのモデルがあります。ユーザーには、すべてを識別して位置決めできること、そしてサイズ違いのワークを後から追加できることが求められています。
§ ワークの種類が異なれば、磁石の吸着力でロードすることはできなくて、3Dビジョンによる精密な位置決めが必要です。
§ 複数のリーフスプリングを製造する場合、0.8mから2.2mまでの異なるサイズのワークをカバーする広い視野を持つ3Dビジョンが必要となります。
§ 油や錆の汚れが付着しているワークもあり、加工の整合性にズレが生じるため、3Dビジョンに高い適応性が求められます。
§ また、同じ層のワークが重なっている場合もあり、崩壊や把持不良などの状況を避けるために、3Dビジョンアルゴリズムによって賢明な把持戦略を実行します。
ワークピースの写真
このようなニーズに応えるため、エルソンの3Dビジョンシステム「AT-S1000-01A」を採用しました。双眼式レーザーラインイメージングにより、仕様や特徴の異なるワークを効率的に識別し、ワーク表面の油や錆に邪魔されません。広い視野と高精度、良好な適応性により、ワークの搭載仕様が異なるユーザーニーズに応えます。自社開発のアルゴリズムで、さまざまなワークテンプレートに対応できます。生産計画やオーダーの調整により、ユーザーは15分以内に新しい材料の作成とインポートを完了し、操作が非常に便利です。
2.生産ライン生成の効率化
リーフスプリングは、1枚あたり10～20kgで、高温の炉の周りで作業するという過酷な使用環境です。繰り返しの面倒な力仕事は、作業者の疲労を招きやすく、積載効率にも影響します。ユーザーは、手作業を自動化された手段で置き換える必要があります。同時に、ユーザーは安定した受注と大量の出荷により、生産効率のさらなる向上と納期の短縮も急務である。
アルソン3DビジョンシステムAT-S1000-01A＋ロボット＝生産ラインの生成効率アップ!一般的な熱処理炉の処理速度であれば、1ステーションで通常勤務日（8時間）に≧2000個のワークの搭載を実現できます。また、ユーザーの要望があれば、3Dビジョンシステムを24時間連続稼働させることで、生産能力を保証し、注文のタイムリーな納品を実現することも可能です。
ビジョンシステムの安定稼働を確保し、ユーザーの生産停止リスクを回避するため、エルソンでは産業用グレードの製品を提供してきました。製品の筐体はCNC機械加工で、主要部品は国内外の有名ブランドから選定しています。製品は、ほとんどの生産環境の要件を満たし、連続的かつ安定的に稼働できるよう、厳しい品質管理が行われています。簡単なメンテナンスで、ユーザーは5～8年の長期使用を実現することができます。
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3.生産ライン導入コストの削減
リーフスプリングの加工には複数の工程が必要ですが、上記の熱処理前搬入ステーションに加え、熱処理下投入ステーション、切断ステーションなど複数のステーションに3Dビジョンシステムを導入することで、重量物のハンドリング作業をロボットに案内することができます。
§ さまざまなワークステーションのスペースレイアウト設計や積載ビート要件と組み合わせて、ユーザーのワークショップでは、ジグザグ、ジグザグ、L字型などさまざまな設置方法を選択し、スペースの最大活用と積載能力を実現します。
§ 演算能力の高いIPCを構成することで、1台のIPCで複数の3Dビジョンセンサー（カメラなど）を同時に駆動して動作させることができ、1台で2台、1台で3台と、ユーザーのハードウェア調達コストを抑えることができます。
§ 固定設置により、大視野のスキャンを基本に3Dビジョンシステムとロボットを並行して稼働させることができ、ワークのスキャン工程が全体のロードビートを占有することはありません。
§ SmartVisionは、ほとんどの産業シーンに対応するアルゴリズムを統合した自社開発のソフトウェアアプリケーションで、シンプルなインターフェースレイアウトと使いやすい設定になっています。当社のメンテナンススタッフは、アプリケーションの操作に関する十分なトレーニングを受け、使いこなすために豊富なプログラミング知識を必要とせず、また、安定稼働のための技術サポートも提供されます。
現場のレイアウト
4.優れた環境適応性
オンサイトのワークステーション環境
· AT-S1000-01A 3Dビジョンシステムは、光の変化によく適応するラインレーザーソリューションを採用しており、100000luxの照明下で完全かつ高品質の点群を収集することができます。周囲の光条件に応じてシステムパラメーターを繰り返し調整する必要がないため、ユーザーによる遮光設備やシステムメンテナンスのコストを削減することができます。
· AT-S1000-01A 3Dビジョンセンサーは、最適なベースライン設計による2眼構造で、温度ドリフトを効果的に抑制し、0～50℃の温度範囲でビジョンセンサーの精度と安定性を維持することができます。
ALSONTECHの3Dビジョンシステムの導入と安定した運用は、生産効率を高めるのに効果的でした。 このアプリケーションは同社の多くのワークステーションで再現され、ユーザーに高く評価されました。