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 18 自動面取り装置の開発 グループ 3 生産機械システム技術科 稲毛 正也 大田 賢明 小室 洸輝 高垣 瞭 藤巻 慧 生産電気システム技術科 荒井 輝一 倉林 宏和 関野 悠 田口 聖人 千田 康平 長江 翔 生産電子情報システム技術科 ○ 大江 光基 石内 琢也 柴山 健太郎 末永 将善 長江 翼 三島 健太郎 1 ．はじめに 本装置の開発テーマを頂いた㈱正和様(以下 S 社)で は，エッジを削り角面などの形状に加工する面取り加 工を手作業で行っている．その場合，加工量が多いた め作業員の拘束時間が長くなる点や，単純作業になり やすくヒューマンエラーの発生等の問題が生じている． そこで，作業効率の向上及びヒューマンエラーの改善 を目的とした自動面取り装置の開発に取り組んだ． ２．装置仕様 今回開発した装置の要求仕様と目標仕様を表 1 に示 す．対応材料について， S 社では加工材料における鉄 の割合が全体の 48 ％，ステンレスの割合が全体の 15 % と鉄の割合が大きいため，対応材料を鉄とした．また， 目標仕様の対応材料サイズで全体の 25 %(鉄の 51 %)に 対応することができる．タクトタイムは，面取り加工 の切削条件を満たすために適した時間を設定した． 表1 要求仕様及び目標仕様 ３．装置の概要 本装置は，検査部と加工部の 2 つに分かれている． 本装置の外観図を図 1 に示す．また，本装置の動作 フローを図 2 に示す． 図 1 外観図 図 2 動作フロー ３．１ 検査部 S 社が用いている現品票を読み込み，データベース から加工情報を取得する．その後，加工材料の画像処 理を行い，取得した情報と加工材料の寸法の整合性を 確認する． ３．１．１ 画像処理部 加工材料を暗室内にセットし，暗室内の上部と側部 にセットしたカメラを用いて測定を行う．上部のカメ ラは加工材料の縦幅と横幅を測定し，側部のカメラは 加工材料の高さを測定する． 加工材料の画像を取得する際，フォーカスを設定し て画像を補正する．その後，取得した画像を HSV カ ラーモデル中の明度に変換し，しきい値を設けて二値 化する．例として，二値化前と二値化後の画像を図 3 に示す．しきい値は材料のサイズによって異なるため 現品票から得た加工情報を基に変更し，測定を行う． 図 3 二値化前と二値化後の画像 ３．２ 加工部 1 工程に 3 辺を面取り加工する機構を設計，製作し た．検査部で取得した加工情報を基に，加工部 PC で モータの移動量を計算し， PLC へ送信する．加工材料 をエアシリンダで固定後，横 2 辺，縦 1 辺の面取り加 工を行い，加工材料を 90 °回転させる． この一連の流れを 4 回繰り返すことにより， 12 辺全 ての面取り加工を行う． 1 工程に面取りをする個所を 図 4 に示す． 生産システム技術系 開発課題 18