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機械制御

人間と共存・代替可能なバリ取りロボットを開発 安全、コンパクトで高精度な技術を持つロボットが実現

愛知県

株式会社ユニメック

2021年2月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 ヒト代替バリ取りロボットの開発
基盤技術分野 機械制御
対象となる産業分野 自動車、ロボット、産業機械、光学機器
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(人件費削減)
キーワード 3指ハンド、画像処理、ヒト代替、小物樹脂部品
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成22年度~平成24年度

プロジェクトの詳細

事業概要

樹脂部品製造業者のニーズは、人海戦術で行っているバリ取りの取り残しをなくし、信頼性を向上させることである。川下製造業のロボット業者は、ロボットアーム先端のハンド部についてはユーザニーズの多様化のため、汎用品は製造していない。そこで、ヒトと同様な手作業と作業対象の観察が可能なロボットとして、3本指を持つハンドで部品を把持し、ヒトの手のように部品を回転・移動させながら、カメラセンサと協調制御させてバリの状況を認識し、ヒトと同様に汎用加工機(バリ取り用ベルトサンダ等の固定機械)を使用してバリを精度よく除去するロボットを開発する

開発した技術のポイント

ヒトと同様な手作業と作業対象の観察が可能なロボットを開発する
すなわち、把持した部品を回転・移動させながら画像処理で状況を認識し、汎用加工機を使用してバリを精度よく除去するロボットである
(新技術)
・ハンドが部品を持ち、画像処理とロボット制御の連携により、部品の姿勢とバリを確認する
・人間と共存し、人間の使う工作機械で作業する
(新技術の特徴)
・ロボット専用の作業空間は不要であ
・人間と共存し、人間の使う工作機械を使って作業を行うため、人間との置換が可能な汎用性を持つ
・ハンド、ロボット、画像処理の連携により、治具レスでの加工を実現した

具体的な成果

・ヒトに替わるバリ取りロボットの開発
‐「3指ロボットハンド装置」「2D・3Dロボットセンサ装置」「バリ取り用汎用研磨装置」の要素技術を開発し、小型産業用ロボットと統合した【ヒト代替バリ取りロボット】プロトタイプ機の実装に成功した
・ヒトの手に替わる指ロボットハンドの技術
‐従来の産業用ロボットハンドの把持力不足・大きさ・重さの問題を解決した
・ヒトの目に替わるセンサ技術
‐部品姿勢のズレを自動補正し、微小バリを高精度に検出する技術開発に成功した

知財出願や広報活動等の状況

研究開発終了時点より進展なし

研究開発成果の利用シーン

・ヒトに替わって小物樹脂部品のバリを除去するロボット(軽量、省スペース、高精度)
・3指ハンドと産業用ロボットの組み合わせによる、各種作業ロボット(部品の払い出し、組み付け等)
・ロボットによるハンドリングを活用した、小物部品のバリ・キズの画像検査システム
(以上、将来的に提供可能)

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・事業終了時点ではプロトタイプ装置の完成に至った
・補完研究では、実際の現場での稼働を考え、作業スピード・作業能力について高性能化するシステム全体および各要素技術の精度向上を図る
・要素技術について2件の特許申請を行ったが、プロジェクト以外への運用方法も検討する

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、加工・組立・処理、素材・部品製造、製品製造、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

高精度なバリ除去が可能
・ロボットで部品を自由に回転・移動させ、3次元的に存在するバリを2次元・3次元カメラで認識するため、バリ取りの精度が高い
・把持時の部品の傾き・位置ズレにも、画像処理によって自動的に対応する
コンパクト化・軽量化でヒトと同等な作業空間を実現したロボット
・設置スペースは2m2未満、重量はロボットを含む装置全体で約30kgと、小型・軽量化を実現する
・3指ハンドは十分な把持力を有し、重量は約500gで、小型産業用ロボットに搭載可能である
安全性・信頼性の向上
・刃具に巻き込まれる危険性を排除する
・ロボットの動きと画像処理を協調制御することにより、検査をしながらバリを確実に除去するため、検査工程が不要である

今後の実用化・事業化の見通し

・現在、補完研究において、システム全体および各要素技術の精度を向上させ、装置導入のメリットを更に明確化させており、その上で対外的な事業展開を予定している
・要素技術について2件の特許申請に至ったので、申請した特許の運用方法について検討している
・対象業種に強い販売力を持つ商社及びその客先へのPRに取り組みつつ、その後は前述同様に「バリ取り」「樹脂」加工以外の異業種への波及効果を狙って、技術紹介を推進していく予定である

実用化・事業化にあたっての課題

市場を取り巻く環境の変化(大手メーカーの開発力・技術力の参入により、当該開発装置が開発当時のインパクトが市場から得られない)

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社ユニメック
事業管理機関 公益財団法人科学技術交流財団
研究等実施機関 学校法人梅村学園中京大学
学校法人大同学園大同大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社ユニメック(法人番号:1180001069628)
事業内容 産業用機械設計・製作 (産業用ロボットを利用したシステムの設計・製作・施工・メンテナンス、自動制御装置の設計・製作・施工)
社員数 31 名
生産拠点 各務原市テクノプラザ2-3 各務原工場 、 大府市北崎町井田205 大府工場
本社所在地 〒470-1132 愛知県愛知県豊明市間米町森前93-3
ホームページ http://unimec.co.jp
連絡先窓口 総務部 野田
メールアドレス hitoshi.noda@unimec.co.jp
電話番号 058-379-3039