導入・活用事例CASE STUDY

適用工程

自動車用補修部品の梱包作業ラインにおいて、部品を1つずつ袋へ投入し、包装機で封をする工程。 導入前は、作業者が部品を手に取り、包装機にセットされた袋へ投入し、その後、包装機を操作して封をする作業を行っていました。導入後は、Thinker Model Aがバラ積み部品を1つピックアップし、所定の袋へ投入。連動する包装機が自動で封を行う。 那須梱包株式会社に導入。

導入前の課題

• 作業者が部品投入と包装機操作を同時に担っていた
• 1人が対応できる包装機・作業量に限りがあった
• バラ積みされた部品は位置や姿勢がばらつき、自動化が難しかった
• 将来的な労働人口減少を見据え、生産性向上が求められていた
• 性別、年齢、障がいの有無にかかわらず働きやすい現場づくりが必要だった

システム構成・仕様概要

Thinker Model Aを導入し、バラ積み部品のピックアップから袋投入までをロボットが担う構成に変更。

経営効果

• 梱包工程の自動化
• 作業者1人が複数種類の部品梱包を担える体制づくり
• 作業効率の向上
• 人手不足への対応
• 作業者の能力を拡張する「人間拡張」型の現場づくり
• 就労対象者の拡大
• 障がい者雇用を含む多様な人材の活躍促進

適用工程

自動車部品の組立工程において、ワイヤーハーネスをピックアップし、所定のコネクタへ接続する工程。
自動車には多数のワイヤーハーネスやコネクタが使われており、組立工程では、ハーネスを取り出し、向きを整え、相手側コネクタに挿入・嵌合する作業が発生。ハーネスのワイヤー部分が柔らかく、置き方や曲がり方が毎回変わるため、ロボットにとっては非常に難しい作業。特に、ハーネスは決まった位置に置かれていても、ワイヤー部分が決まった形状を保てない。先端のコネクタ位置や角度も、ワイヤーのたわみやねじれの影響を受けます。そのため、単純な位置決めや固定治具だけでは安定した自動化が難しく、バラ積みピッキングに近い認識・把持技術が必要になる。
また、コネクタへの嵌合では、カメラで相手側の位置を高精度に特定しても、実際の挿入時にはわずかな位置ずれ、角度ずれ、部品公差、ケーブルの反力などにより、確実に入らない場合があります。このため、人が行うように、先端の感触を見ながら、少しずつ位置を探り、調整しながら挿入する動作が必要になる。
大手自動車メーカーで本格導入に向けて検証中。

導入前の課題

• ワイヤー部分が柔らかく、曲がり・たわみ・ねじれによって形状が安定しない
• 決まった位置に置いても、コネクタ先端の位置や向きがばらつく
• コネクタ部のピックアップには、バラ積みピッキングに近い認識・把持が必要になる
• カメラで相手側コネクタの位置を特定しても、部品公差や把持誤差により微小なズレが生じる
• 少しでも位置や角度が合わないと、挿入時に引っかかる
• 単純な押し込みではなく、人のように探りながら挿入する動作が必要になる
• 無理に押し込むと、端子変形・部品破損・不完全嵌合につながるリスクがある

システム構成・仕様概要

Thinkerの手さぐりコネクティングは、コネクタを単に目標位置へ直線的に挿入するのではなく、人が手で行うように、接触状態を探りながら位置や姿勢を微調整し、嵌合を行う。

ハーネス接続では、カメラで位置を認識しても、実際の挿入時にはずれや抵抗が生じる。
そのため、ロボットが挿入時の状態を見ながら、または感じながら、少しずつ補正することが重要になる。

経営効果

• ハーネス接続作業の自動化
• 作業者の手作業負担の軽減
• コネクタ嵌合作業の省人化
• 挿入ミス・嵌合不良の低減
• 部品破損や端子変形リスクの低減
• ばらつきのあるハーネスへの対応
• カメラだけでは難しい接触作業のロボット化
• 自動車部品組立ラインの効率化
• 将来的な人手不足への対応
• 作業品質の安定化

適用工程

製造現場の組み立て工程において、部品をはめ合わせる工程。

導入前の課題

• 組み合わせる”、”差し込む”、”かみ合わせる”など部品同士の接触を伴う作業が多い
• 接触を伴う作業へのロボット適用が難しい
• 対象物の位置や姿勢にわずかなばらつきが発生する
• 部品同士の接触状態が一定ではない
• あらかじめ決められた動作だけでは安定した作業が難しい

システム構成・仕様概要

Think Hand Fが歯車をピッキングし、別の歯車に対してかみ合わせる。

経営効果

• 作業者の手作業負担の軽減
• 部品のかみ合わせ作業の省人化
• 部品破損リスクの低減
• 部品同士の接触状態のばらつきへの対応
• カメラだけでは難しい接触作業のロボット化
• 製造現場の組立ラインの効率化
• 将来的な人手不足への対応

適用工程

トレイに並べられたレンズを一つずつ、検査装置にセットし、検査後はまた人手でトレーに戻す工程。

導入前の課題

• レンズを検査機にセットする作業はレンズを傷つけないなどのスキルが必要
• 地域の就業人口減少により人材確保が難しい
• ピッキング時にトレーがたわみ、僅かなズレにより従来のロボットハンドではレンズを傷つけるため、自動化ができなかった

システム構成・仕様概要

Thinker Model Aにより、レンズを傷つけないようにピッキングし、つかんだまま検査工程を経て、レンズを傷つけないように静置。

経営効果

• 簡単操作で作業を自動化
• 属人化を低減
• 破損の発生抑制
• 生産性向上

適用工程

プレス機で成形された金属粉体をピンセットで取り出し、トレーに置く工程。

導入前の課題

• 圧縮成形した成形品をピンセットで取り出し、人の目で確認してトレーに置く作業はコツが必要
• 長時間の人手作業による疲れから品質のばらつき
• 人材確保が難しい
• 焼結前の部品は脆いため、従来のロボットハンドシステムでは破損する

システム構成・仕様概要

成形された金属粉体を協働ロボットに搭載されたThink Hand Fがプレス機から取り出し、トレーに置く。

経営効果

• 設定は簡易操作のため、個人のスキル差に関わらずピッキングできる
• やさしく触れながら掴みにいくことで、焼結前の脆い部品の破損を防ぐ
• 画像検査や重量計測を組み合わせることで、工程を完全自動化
• プレス成型機使用時のリスク低減

適用工程

クッキーやせんべいのような、壊れやすい菓子製品をばら積み状態から1つずつピックアップする工程。
TK-01を搭載したベルヌーイグリッパと2Dカメラを用いて、山積みクッキーの吸着ピックアップを行う。

導入前の課題

• クッキーやせんべいは割れやすく、欠けやすい
• 製品ごとに形状や色合いが異なる
• ばら積み状態では、個々の製品を正確に認識しにくい
• カメラだけでは高さ方向や傾きの把握が難しい
• ロボットが製品に衝突すると破損につながる
• 安定した吸着位置を判断しにくい

システム構成・仕様概要

2DカメラでXY方向の位置情報を取得し、近接覚センサーTK-01で対象物との距離や角度を非接触で計測する。
これにより、ロボットが対象物へ接近する際の精度を高め、製品との衝突を防ぎながら吸着ピックアップを行う。カメラシステムによるXY平面情報と、近接覚センサーによる距離・角度の非接触計測を組み合わせることで、アプローチ精度を高めることができる。

経営効果

• 壊れやすい食品の安定ピックアップ
• ロボットと製品の衝突リスク低減
• 破損・欠けの発生抑制
• アプローチ精度の向上
• 非接触かつ高速なセンシング
• タクトタイムの向上
• 食品製造・包装工程の自動化促進

適用工程

樹脂製コンテナやトレーに並べられた金属加工部品を、ロボットでピックアップし、次工程へ搬送する工程。
たわむトレー上に配置された金属加工部品を、Think Hand Fを用いて位置形状を検出しながらピックアップする。
大手自動車組立会社へ導入。

導入前の課題

• 樹脂製コンテナやトレーに歪み・たわみが生じる
• 部品の位置・高さ・傾きにばらつきが出る 2・Dカメラだけでは3次元的な姿勢ばらつきを把握しにくい
• ロボットハンドが正しい位置で把持できない場合がある
• ピックアップミスや搬送ミスが発生しやすい 製造ラインの歩留まり悪化につながる

システム構成・仕様概要

近接覚センサーTK-01Nを搭載したThink Hand Fと2Dカメラを組み合わせ、部品の位置や姿勢のばらつきに対応する。
Think Hand Fに内蔵された近接覚センサーTK-01が、指先周辺の状態を把握。これにより、姿勢・配置・形状にばらつきがあるワークに対しても、安定したピックアップを可能にする。

経営効果

• 金属加工部品の安定ピックアップ
• たわむトレー・コンテナへの対応
• 姿勢ばらつきによるピックアップミスの低減
• 搬送工程の効率化
• 歩留まり向上
• 2Dカメラだけでは難しい工程の自動化
• 専用治具や整列工程への依存低減

適用工程

クリーン環境下における半導体ウエハなどの薄型精密部品の搬送工程。
搬送装置の省スペース化や低コスト化が求められる中で、搬送用ハンドに近接覚センサーTK-01を組み込み、非接触で位置決め計測を行う用途。

導入前の課題

• クリーン環境下で搬送装置の省スペース化が求められる
• 薄型精密部品の位置決めには高い精度が必要
• 従来のセンサーでは狭い空間への設置が難しい
• 調整やティーチングに時間がかかる
• 位置決めの再現性確保が難しい
• 位置ずれが品質や歩留まりに影響する可能性がある

システム構成・仕様概要

"搬送用ハンドに薄型の近接覚センサーTK-01を埋め込み、非接触かつ高分解能な位置決め計測を可能にする。 TK-01は厚さ2.5mmの薄型センサーであり、従来のセンサーでは不可能だった狭い空間にも挿入できる。これにより、搬送対象に接触せずに位置を確認し、調整の再現性確保と工数削減を図ることができる。"

経営効果

• 非接触での高精度な位置決め
• 調整作業の再現性向上
• ティーチング時間の削減
• こまめなチェックの容易化
• 品質の安定化
• 歩留まり向上
• タクトタイムの向上
• 搬送装置の省スペース化への貢献