応用課程 開発課題20周年史

関東職業能力開発大学校 第２５回 ポリテックビジョン in 栃木 59 （３） 吸着部 吸着部は，台紙からシールを剥がし，ラップに貼ると いう一連の動作を自動化した機構である．シールを真空 パットで吸着して台紙から剥がし，円筒面のラップに シールを貼り付ける．また，ラック & ピニオンを利用し た倍速機構によりエアシリンダの移動距離を 2 倍にでき た．その結果，低コスト化と省スペース化を実現した． （４） 検査部 A ．ラップ端検知部 ラップ端検知部を図 4 に示す．本装置ではシールを上 面からラップに貼り付けるため，ラップ端を上面に向け る必要がある．そこで，ラップを回転させながら上部に 設置したカメラでラップ端のシワをエッジ検出処理して 検知する．カメラは 2 台設置し， 180 度ごと 2 工程に分 けることでタクトタイム短縮を図った． ラップ回転時にラップを直接把持すると衛生面やラッ プ表面のキズなどの問題が生じる．そこで，両側から円 すい状の軸（コーン）をラップ芯の穴に挿入して挟み込 み，コーンを回転させラップを回転させる．コーン中心 は台座上のラップ中心に対して高い位置に設置した．こ のことで，ラップをコーンで挟むとラップは台座から持 ち上がり，ラップ回転時にラップが台座にこすれてキズ がつかないように工夫した． 図 4 ラップ端検知部 B ．シール検査部 シールの合否判定は，画像処理によって行なっている （図 5 ）．処理方法はシールの赤色部分を抽出することで， シールの輪郭を認識する．次に，輪郭からシール位置お よび角度を読み取り，中心からの位置ずれや斜め貼りの 合否を判定する．暗室内でライトを真横から当てること で赤外線による赤色の誤検出を防ぎ，ライトによるラッ プ表面の白飛びを防いでいる．検査はカメラと Raspberry Pi で行った． 図 5 シール検査の様子（合否判定） （５） 仕分け部 エアシリンダ 1 個で仕分けができる機構にし，板を互 い違いにつけることで別々の場所に排出できる．検査の 終わったラップが流れてきて良品だった場合，エアシリ ンダが下がり良品 BOX に入る．不良品の場合はエアシ リンダが上がり不良品 BOX へ運ばれる． （６） 制御部 制御部のブロック図を図 6 に示す．制御部では， PLC と PIC マイコンを併用することで I/O の増設をしつつ， 制御盤の省コスト化を図っている． 操作は操作盤にある GOT で行う． GOT では JOG 運 転 ( 手動運転 ) と自動運転の両方に対応し，本装置の様々 な情報を GOT からモニタリングが可能である． 図 6 制御部のブロック図 4 ．性能評価 表 1 に示した性能評価では，成功率・シール使用率お よびタクトタイムが目標達成できなかった．シール使用 率が低下した原因は，画像処理によるラップ端検知で誤 検知が生じることである．ラップ搬送や装置の振動に よってラップも振動する．検査に使用したカメラの シャッター速度が遅く，わずかなラップの振動によって 画像のブレが発生し，ラップ端検知の精度が低くなって しまった．そのため，ラップ端にシールを貼り付けるこ とができず，シールの無駄が出てしまった．また，台紙 の巻きぐせが原因で，台紙下面からの吸着が安定しな かったり，台紙がたわんでしまったりする．そのため， センサによるシール送り部の位置決めが安定せず， 1 回 でシール吸着ができず，リトライを繰返しタクトタイム にロスが生じてしまうことがある．さらに大きくシール の位置決めがずれてしまった場合には，吸着自体ができ ず，全体的な成功率に影響を与えてしまった． 5 ．おわりに 本装置は従来の装置にあった，一時停止の問題やシー ルのロスをなくす装置の開発を行なってきた．ロール供 給から検査，さらには良否の仕分けまでを自動化したこ とにより，作業者の負担を大きく軽減できる装置開発が できたと考える． 最後に，資材提供およびご意見・ご指導を頂いた茨城 の依頼企業様に深く感謝致します． 合格範囲 認識した シールの輪郭 カメラ 台座 コーン