応用課程 開発課題20周年史

関東職業能力開発大学校 第２２回 ポリテックビジョン in 栃木 14 「メルシート材」の自動ピッキング装置の開発 グループ１ 生産機械システム技術科 臼井勇馬 小田慎之介 河上一喜 渡辺聖也 生産電気システム技術科 ○桒島陸人 上田滉也 高橋佑治 田村一郎 新島幹人 峯山友輝 生産電子情報システム技術科 鈴木佑成 岩田良太 森田浩平 山川飛翔 湯口洪作 1 ．はじめに メルシート材とは自動車の防音・防振対策の 1 つで ある． A 社ではメルシート材を手作業でピッキングし ているため，ヒューマンエラーが発生することがある． また，メルシート材の種類が多数あるため，メルシー ト材を保管しているパレットの特定に時間を要する． 以上の問題を解決するため，メルシート材を自動で ピッキングする装置の開発に取り組むことにした． ２．開発目標 本装置の開発目標を表１に示す．寸法の値は，本装 置の設置場所に多くのパレットが配置されていること を配慮し， A 社との話し合いから値を決定した．また， メルシート材は複数枚まとめてピッキングし，搬送す る必要があるため，その際の最大重量をピッキング可 能重量とした． 昇降部は，省スペース化の要望に対応するため，折 り畳み可能な構造とした．タクトタイムは，作業者が 必要なメルシート材のピッキング指令を出し，作業者 の手元まで搬送するまでの時間である． 表１ 開発目標 項目 開発目標 寸法 W×D×H 3000×3000×2000 ｍｍ 以内 ピッキング可能重量 40㎏f 稼働時間 8時間 昇降機能 折り畳み可能 誘導方法 搬送経路を変更可能 成功率 100% タクトタイム 120秒 ３．装置概要 本装置は，昇降部，駆動部，電源部，制御部及び， 管理・充電部の 5 つで構成されている．図１に装置の 外観を，図２に装置のシステム構成図を示す． 図１ 装置の外観 図２ 装置のシステム構成図 ３．１ 昇降部 メルシート材が保管されているパレットは 10 段で 構成されており，各段には各種メルシート材が複数枚 収納されている．メルシート材をピッキングする際は， パレット 1 段分まとめてピッキングする．そこで，昇 降部には，上下動作が可能で省スペース化の要望に対 応できるよう，折り畳み可能な X リンク機構を採用し た（図 3 ）．また，昇降部の上部にはパレットの段数を 検知できるように光電センサを設置した． X リンク機構の上部にあるピッキング部は爪部とメ ルシート材搭載部で構成されている（図 4 ）．爪部の先 端にアンチバック機構を採用し，ピッキング時にパレ ットに爪部を差し込むことでアンチバック機構が折 りたたまれ，引き出す際にアンチバック機構が元の状 態に戻る構造になっている．この構造により，メルシ ート材のみをピッキングすることができる． ピッキングミス防止対策として，メルシート材搭載 部には，ピッキング完了時にメルシート材の有無を検 知する機能を搭載した． 図３ X リンク機構 図４ ピッキング部 生産システム技術系 開発課題 タブレット データベース Arduino1 駆動機構 ピッキングモータ 光電センサ 駆動モータ 超音波センサ ジャイロセンサ 磁気センサ バッテリ RFID リーダー 温度・電流センサ 昇降部 駆動部 電源部 管理・充電部 X リンク 機構 昇降モータ ピッキング 機構 無線通信 有線通信 充電シリンダ 充電器 Raspberry Pi 制御部 充電スポット 操作部 Arduino2 Arduino3 制御回路 14