ニコン、ロボットアームの高速・柔軟な動き実現するビジョンシステムを今秋発売

産業用ロボットビジョンシステム
産業用ロボットビジョンシステム

ニコンは5月7日、産業用ロボットビジョンシステム「NSP-150-1」「NSP-250-1」「NSP-500-1」を2024年秋に発売すると発表した。製造業を始めとする製造現場のロボットアームと組み合わせた利用を見込む。

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システムは、「センサー」と「エンジン」で構成

システムは、人間の目のように状況を捉えるセンサー(カメラ)と、撮像した対象物を画像処理で認識し判断するエンジン(制御PC)で構成。ロボットアームと組み合わせることで、ロボットに動体視力と頭脳の機能を付与する。独自の高速センシング技術で、高速性、高い認識力、使い勝手のよさを追求した。

2D、3Dカメラを組み合わせた独自のアルゴリズムで高速計測を行い、箱にバラバラに積まれた対象物の位置を認識して取り出す「バラ積みピッキング」が可能。

ほかの対象物を回避した経路設定ができるため、バラバラに積まれた対象物を傷つけずにピッキングができるほか、目標の把持位置と実際につかんだ把持位置がずれた場合でも、対象物をつかんだ後に計測し直し、そのズレを補正しながら作業する。

また、ロボットアームの先端にカメラを取り付けるハンドビジョンの特性を生かし、視野内に認識できる対象物がなくなった時には、覗き込むようにロボットアームを傾け、別の角度から対象物を探索することで、これまで真上からでは認識しにくかった形状の対象物の認識を可能にした。

初期計測位置でワークが見つからなかった場合、ロボットが任意の位置に移動して、撮影位置を変えて計測するリトライ機能も備えており、こうした機能を使用することで取りきり率100%を実現したという。

2D、3Dともに最大250fpsの高速計測が可能。高速ロボットアーム制御と組み合わせることで、コンベア、AGV(無人搬送車)、AMR(自律移動ロボット)などの搬送機器上で流れている対象物を認識し、搬送機器を止めることなく滑らかに追従しながら対象物のピッキングや組付けを行う「ビジョントラッキング」が行える。

システムは、ロボットにビジョンを取り付けるハンドビジョン型で、1つの視野内にロボットハンドとワークを捉えるため、移動中のワークとロボットハンドの手先に生じる細かなブレや把持位置の誤差を瞬時に補正ができる。そのため、生産工程で突発的な搬送機器の停止や姿勢が変わりやすい対象物などの対応が可能。

操作には、把持登録や経路設定など、新規の対象物追加からピッキングの実行までに必要な設定を一部自動化したソフトを採用することで、習熟度を問わず誰でも簡単に設定が可能。最短20分でワークの追加ができるなど、長時間が必要だった設定作業の大幅に短縮した。

さらに、CADデータや稼働時のパラメータをサーバー上で一元管理し、ワーク切り替え時のCADデータアップデートやパラメータ調整を、ロボットアームが稼働状態のままオフラインで行える機能、サーバー上に蓄積された異常画像などのエラー情報やパラメータのデータを使って、パラメータ調整や調整結果の確認を可能にして、オフラインでエラーの原因解析や再発防止策を図れる機能も開発しており、オプションで提供する。

ニコンによると、自動車を始めとする、様々な業界の生産現場で多品種変量生産のニーズが高まっており、生産、品質管理、在庫管理が複雑化する一方、人手不足が深刻化しており、早く正確に作業ができるロボットで単純作業を自動化したい期待から、多くの企業でロボットビジョンシステムが開発されているという。

しかし、処理能力の不足で認識しにくい部品がある、動作や認識が要求スピードに合わない、使用開始前の設定が難解で時間が必要で、使いにくい、設備導入時の負担が大きいなどの課題があった。同社では、その解決策で、新たな産業用ロボットビジョンシステムを開発した。