部 品 自動 供 給 技 術 の現 状* 岡 部 佐 規 一* * 横 山 恭 男* * *
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(2) 214. 精 密 工 学 会 誌 57/ 2/ 1991. き さ,動. 力 源,据. 替 え の 難 易 度,価 (品 数,切. 付 け,整. 列 機 能,段. 格 等),(2)部. 替 頻 度 等),(3)部. 寸 法,性. 状,(4)部. 力 の 激 し さ(部 帯 磁 等,騒. 品 の 形 状,. 品 供 給 速 度,(5)作. 用. 品 に与 え る 損 傷 ・汚 染 ・. 音 振 動 の 発 生)な. 3.. 取. 品 点数. ど.. 部 品供 給技 術 の動 向. 自動 組 立 シ ス テ ム に お け る ト ラ ブ ル 発 生 の 原 因 を 調 べ て み る と,そ. の ほ とん ど. が 部 品供給 装 置 あ る いは その 関連 の箇 所 に起 因 し て い る と言 わ れ て い る.と. りわ. け 振 動 ホ ッパ フ ィ ー ダ に お け る 部 品 整 列 機 構 や 分離 機構 での トラブルが 多 くを 占 図2. め て お り,し た が っ て 稼 働 率 向 上 や 無 人. 一次 元 パ ー ツ トレ イ を 用 い た シ ス テ ム概 略 図 (ス ー パ ー トレ イ, 新 興 技 術 研 究 所). 化 のた め に整列 供給 方 式 を避 け て配 列供 給 方 式 を 採 用 して い る ケ ー ス も少 な く な い.し が ら,組. か しな. 汎 用 部 品 供 給 装 置 へ の応 用 が大 い に有 望 視 され てい. 付 工 程 で は 完 全 な 自動 化 が な さ れ て い て も前. る.. 工 程 で 人 手 に 頼 っ て 部 品 を マ ガ ジ ン詰 め し て い る よ う. b). 言 わ ざ る を 得 な い.組. 配 列供 給 方式 にお け る汎用 化技 術. ・汎 用1次. な ケ ー ス も多 く,こ れ で は 見 せ か け の 自動 化 で あ る と 付 工 程 だ け で は な く前 工 程 で の. 元 パ ー ツ トレイの開 発. 通 常 の パ ー ツ ト レ イ で は部 品 の 形 状 に 応 じ て トレイ. パ ー ツ ハ ン ド リン グ を も 含 め た 総 合 的 な 自動 化 シ ス テ. 面 に 凹 み や 仕 切 等 を設 け る た め,そ. ム の 設 計 が 必 要 で あ る こ と は 言 うま で も な い .. の 形 状 の 部 品専用. と な り汎 用 件 の 面 で は や や 問 題 が あ る.新. 個 々 の 供 給 方 式 の 開 発 動 向 に着 目 し て み る と,多. 品. れ た 汎 用1次. し く開 発 さ. 元 パ ー ツ トレ イ シ ス テ ム(図2)2)で. はト. 種 生 産 お よ び 省 人 化 を 図 る た め に さ ま ざ ま な試 み が な. レ イ の 表 面 材 に 粘 着 性 の あ る ポ リマ ー を 用 い ,接 着力. さ れ て い る が,そ. に よ っ て 部 品 を 拘 束 ・位 置 決 め す る方 法 を 採 用 してい. 集 積 化,(3)高. れ ら は お お む ね,(1)汎. 信 頼 性 化,(4)高. る こ とが で き る.こ. 用 化 ,(2)高. 速 化 の4項. 目に大 別 す. こ で は 主 と して 汎 用 化,高. る.こ. 集積 化. の 形 状 の 部 品 に 用 い る こ とが で き る.ま. 技 術 に 焦 点 を 絞 っ て 述 べ る こ と に す る. 4.. の た め トレ イ に は 何 ら細 工 を す る こ と な く任意. す よ う に複 数 個 の1次 任 意 の 大 き さ の2次. 部 品供 給 の汎 用 化 へ の対 応. た ,図 中 に示. 元 パ ー ツ トレ イ を 組 み 合 わ せて. 元 パ ー ツ トレ イ を構 成 で き るな ど. の 工 夫 も な さ れ て お り,汎 用 性 の 観 点 か ら 大 い に注 目 昭 和60年. に精 密 工 学 会 の産 学 協 同 研 究協 議 会 プ ロ. ジ ェ ク トの1つ. さ れ る 方 法 で あ る.. と し て 汎 用 自 動 供 給 シ ス テ ム研 究 協 力. 分 科 会 が 発 足 さ れ,約3年. ・汎 用 部 品 整 列 供 給 機 の 開 発. 間 にわ た って部 品供 給 の汎. 用 化 技 術 に 関 す る調 査 研 究 が 行 わ れ て きた.そ. 汎 用組 立 ライ ン用 の プ ログ ラマ ブル部 品供 給装置と. れ らの. し て パ ー ツ ト レ イ を 用 い た 汎 用 シ ス テ ム が 開 発 されて. 成 果 は 報 告 書 と し て さ ま ざ ま な 観 点 か ら詳 細 に ま と め. い る4).図3は. ら れ て い る2).次 に 汎 用 化 に 関 連 した い くつ か の 開 発. ン の 指 令 に 基 づ い て6個(ま. 事 例 に つ い て 紹 介 す る.. トか ら必 要 な 部 品 が 振 動 振 込 み に よ っ て トレ イ上 に整. a). 製 造供 給 方 式 にお け る汎用 化 技術. 近 年,さ. c). ら ま りや す い 部 品. 整列 供給 方 式 にお け る汎用 化技 術. ・振 動 ホ ッパ フ ィ ー ダ の 汎 用 化. な ど の 供 給 に 有 効 な 方 法 と して 重 用 さ れ て い る3).. 振 動 型 フ ィ ー ダ は 給 送 過 程 で 容 易 に 部 品 の選 別 ・整. 方 式 と配 列 供 給 方 式 との ハ イ ブ リ ッ ド方 式. と も い え る フ ー プ方 式 も板 物 部 品,電. 部 品 バ ケッ. な っ て い る.. レ ス 加 工 機 が 市 販 さ れ る よ うに な り,通 常 の フ ィ ー ダ. ま た,本. た は4個)の. 列 さ れ 組 付 け ス テ ー シ ョ ン に 逐 次 供 給 さ れ る よ うに. ま ざ ま な機 能 を 有 す る微 小 部 品 の た め の プ. で は供 給 困 難 な 肉 厚 の 薄 い 部 品,か. そ の 概 略 図 を 示 した も の で あ る.ラ イ. 列 が 行 え る こ と,構. 子 部 品 な どの供. に,実. 給 に 多 く実 用 され る よ うに な り,小 型 プ レ ス 加 工 機 の. よ そ 80〜 90% 18. 造 上 堅 牢 で 安 価 で あ る な どの ゆえ. 用 され て い る ぼ ら積 み 部 品 の 自動 供 給 装 置 のお を 占 め て い る と 推 測 さ れ る.供 給 部品.
(3) 岡部 ・横 山: 部品 自動供 給技術 の現状. 215. れ て い る6). ・視 覚 セ ン シ ン グ に よ る部 品 形 状 認 識 機 械 的 選 別 ・整 列 方 法 で は汎 用 化 の 観 点 か らは 限 界 が あ り,今 後 は 視 覚 セ ン シ ン グ に よ る 部 品 形 状 認 識 の 方 法 が 多 用 さ れ る と思 わ れ る.す. で に さ まざ まな簡 易. 検 出 シ ス テ ム を 備 え た フ ィ ー ダ や 検 出 装 置 本 体 も実 用 に 供 さ れ て お り,ま た 部 品 形 状 の 高 速 検 出 ア ル ゴ リズ ム に 関 す る 基 礎 研 究 も か な り進 め られ て い る2). ぼ ら積 み さ れ た 部 品 か ら1個 よ っ て取 り出 す,い. ず つ マ ニ ピ ュレー タに. わ ゆ る ビン ピ ッキ ングの方 法 につ. い て も試 み ら れ て い る が,い. ま だ 基 礎 的 段 階 で あ り実. 用 化 は ま だ 先 の こ と で あ ろ う7). 5. a) 図3. 汎 用 部 品 整 列 機 の 概 略 図 (APOS‑M,. 部 品 供給 の高集 積 化 への対 応. 多 段 ・多 重 フ ィ ー ダ の 開 発. 自動 組 立 機 械 の 集 積 度 が 高 く な る に つ れ て 部 品 供 給. ソ ニ ー). 装 置 もで き る だ け 小 さ い ス ペ ー ス で 多 くの 種 類 の 部 品 を供 給 す る こ と が 要 求 され る.こ. の た め ホ ッパ お よ び. トラ ッ ク を 多 段 に 構 成 した 多 段 式 フ ィ ー ダ,あ. るい は. 部 品供 給 装置 を複 数 台重 ね た 多重 式 フ ィーダ の開発 例 が 多 く見 ら れ る よ うに な っ て い る8).ば ね 一質 量 系 の 構 成 に 工 夫 を 凝 ら した 平 衡 型 振 動 フ ィ ー ダ は 多 段 ・多 重化 に非常 に有 効 な手段 として さ まざ まな形 で 開発 が 進 め られ て い る. b). 圧 電 型 の フ ィー ダの開 発. 駆 動 方 式 と し て バ イ モ ル フ構 造 の 圧 電 素 子 を 用 い た 振 動 フ ィ ー ダ が 実 用 化 され て い る9).こ の 方 式 で は 駆 図4. 複 合 回 転 型 部 品供 給 装 置 概 略 図 (Dexter,. 日本 デ ク. 動 部 分 の ス ペ ー ス や 重 量 が 小 さ くて す み,供. ス タ). 小 型 化 が 可 能 で あ る.ば. 給装 置 の. ね の構 造 の工夫 を も含 め て さ. ま ざ ま な 試 み が な さ れ て い る. の変更 に対 処 す る方 策 と して は,ボ. ウル 内 の トラ ッ ク. c). の一部 あ る い は 整 列 用 シ ュ ー ト(全 体 ま た は 一 部)を 部品に応 じ て 交 換 可 能 に し た,い. わ ゆ る カ セ ッ ト型 の. 汎用装 置 が 開 発 さ れ て い る5).ま た,振. 小型 電子 部 品供 給 装置 の開発. 小 型 電 子 部 品 の 供 給 に は テ ー プ に よ る配 列 供 給 方 式 が よ く用 い ら れ て い る が,テ. ー プ方 式 で は パ ッケ ー ジ. コ ス トが 無 視 で き な い こ と,保 管 ス ペ ー ス が 大 き い こ. 動 フ ィー ダ本. 体に関連 し て 部 品 の 変 更 と と も に 容 易 に 振 動 方 向 を 調. と,端 数 処 理 が 困 難 で あ る な ど の 問 題 点 が あ る.そ. 整でき る よ うに ば ね 構 造 を 工 夫 し た 振 動 フ ィ ー ダ や さ. で,チ. まざまな 制 御 機 能 を 有 す る フ ィ ー ダ 駆 動 装 置 な ど も 開. 用 し た 図5に. 発され て お り,間 接 的 な が ら汎 用 化 へ の 礎 と な っ て い. 置 が 開 発 さ れ て い る10).こ の 方 法 は 小 型 で し か も信 頼. る.. 性 が 高 く,今 後 さ ら に 改 良 が 進 め ら れ て チ ップ 部 品 の. ・複合 回 転 型 の 汎 用 部 品 供 給 装 置 状 トラ ッ ク上. d). のア タ ッチ メ ン トを取 り替 え る だ け で 容 易 に 異 種 部 品. 装置 と して 評 価 され る.こ. の 装 置 で22種. 配列 供給 方 式 の採 用. 集 積 度 の 高 い 部 品 供 給 シ ス テ ム と して パ ー ツ トレ. 用 性 の あ る高速 供給. イ,複. の装 置 に ツー リング 自動交. 換装置 を 組 み 込 む こ と に よ り1台. 示 す よ う な バ ル ク カ セ ッ ト方 式 の 供 給 装. 供 給 装 置 と し て 多 用 さ れ る も の と思 わ れ る.. 図4に 示 す 複 合 回 転 型 部 品 装 置 は,環. の供給 に 切 り替 え ら れ る た め,汎. こ. ッ プ部 品 用 と して 新 し くエ ア と重 力 を 巧 み に 利. 合 マ ガ ジ ンや ロ ー タ リマ ガ ジ ン な ど の 工 夫 も重. 要 な 位 置 を 占 め て い る.一. 類 の. そ ろ い の 各 種 部 品 を トレ イ. 上 に ま と め て 一 括 供 給 す る シ ス テ ム(キ. 部品を プ ロ グ ラ マ ブ ル に 供 給 し た とい う実 績 も発 表 さ. 高 集 積 化,フ 19. ッ ト方 式)も. レ キ シ ブ ル 化 の 観 点 か ら非 常 に 有 効 な 方.
(4) 216. 精 密 工 学 会 誌 57/ 2/ 1991 の 選 択,設. 計 を 行 え る よ うな 設 計 支 援 シ ス テ ムの開発. も 試 み ら れ て い る12). 7.. お. 本 稿 で は 汎 用 化,高. わ. り. に. 集 積 化 技 術 お よ びCAEに. を 絞 っ て 開 発 動 向 を 述 べ て き た が,高. 速 化,高. 焦点 信 頼性. 化 の た め に も さ ま ざ ま な 試 み が な さ れ て い る こ とは 言 う ま で も な い. し か し な が ら,現. 時 点 で は 供 給 装 置 を 設 計,使. 用す. る に あ た っ て は まだ ま だ ノ ウ ハ ウ の 占 め る と こ ろが多 大 で あ る.シ. ス テ ム の 性 能 向上 の た め に 部 品 供 給 技術. に 関 す る さ ら に 詳 細 な 理 論 的 解 析 が な さ れ,部. 品供給. 技 術 が 体 系 化 さ れ て ゆ く こ と を切 に 希 望 す る もの であ る. 図5. 角 型 電 子 部 品供 給 装 置(バ. ル ク カ セ ッ ト, 福 井 村 田. さ ら に 今 後 の 課 題 と し て,部. 製 作 所). し た り,修. 品 を 自律 的 に選 択 供給. 正 機 能 を 有 す る,い. わ ゆ る 知 能 的 機 能 を備. え た 汎 用 部 品 供 給 の 開 発 も大 い に 期 待 さ れ る もの であ. 法 で あ る.こ. の よ うな 配 列 供 給 方 式 で は,前. 工程にお. け る マ ガ ジ ンや トレ イ へ の 部 品 の 装 て ん 方 法,お. る.. よび 参. 装 て ん さ れ た マ ガ ジ ン や トレ イ の 組 立 機 械 へ の 装 着 方 法 の 自 動 化 が 大 き な 課 題 で あ る. e). 部 品 給 配 ロ ボ ッ トの 開 発. パ ー ツ フ ィ ー ダ に よ り整 列 ・分 離 さ れ た 部 品 を 把 持 し,組. 付 箇 所 に 位 置 決 め,装. る11).ロ ボ ッ トの 作 業 を部 品 供 給 の み に 限 定 す る こ と. 積 化,汎. 品供 給 シ ステ ム の一層 の高集. 用 化 の 実 現 が 期 待 で き る. 6.. 部 品 供 給 に お け るCAE. 組 立 シ ス テ ム の 複 雑 化,高 置 は 単 に 給 送,整. 2). 覧, 産 業 技 術 サ ー ビ ス セ ン タ ー, (1986). 精 密 工 学 会 産 学 協 同 研 究 協 議 会 汎 用 自 動 供 給 シ ス テム研. 3). 究 協 力 分 科 会: 汎 用 自 動 供 給 シ ス テ ム 研 究 報 告 書, (1989. 3). 吉 野 正治: 高 速 化 対 応 の 難 送 部 品 の ハ ン ド リン グ技 術,. 4). 自動 化 技 術, 22, 白井 正 明, 斉 藤. 5). に お け る 部 品 供 給, 精 密 工学 会 自動 組 立 専 門 委 員 会研究 例 会 講 演 前 刷 集, 898 (1989). 広 瀬 良 行: 多 品 種 対 応 型 パ ー ツ フ ィー ダ と そ の 応 用, 自. 6). 動 化 技 術, 21, 2 (1989) 39. 吉 田錬 一:移 動 ツ ー リ ン グ 機 能 装 備 の 多 品 種 ワ ーク対応. 7). 型 自動 供 給 シ ス テ ム, 自 動 化 技 術, 21, 2 (1989) 33. 例 え ば, 河 合 功 治, 牧 野 洋: ビ ン ピ ッキ ン グ に お ける. 列,分. 度 化 に伴 って部 品供 給 装. 離 の 機 能 を カ バ ーす る独 立 し. た ユ ニ ッ ト と し て で は な く,部 蔵,把. 握,位. 置 決 め,装. 品 の 設 計,加. 8). 工 ,貯. 9). 入 ま で を も含 め た 総 合 シ ス テ 10). ム と し て ,統 合 的 に 管 理 す る 必 要 性 が 高 ま っ て い る. こ の た め 混 流 生 産 ラ イ ン に お け る 稼 働 状 況 ,部 品 の 有 無,ト. ラブル の状 況 な どを監 視す る総合 管理 シ ステ ム. の 構 築 が 進 め ら れ て い る2). ま た,エ. キ ス パ ー トシ ス テ ム を 応 用 して 熟 練 者 の 持. つ 知 識,勘,経. 浅 い 技 術 者 で も 容 易 に部 品 供 給 装 置 や 選 別 ・整 列 機 構. 20. 2 (1990) 敦: SONY. 35. 汎 用 組 立 シ ス テ ム SMART. 影 情 報 の 利 用, 1989年 度 精 密 工学 会 春 季 人 会 学 術 講 演会 講 演 論 文 集, (1989) 927. 横 山 恭 男 ほ か: 平 衡 型 振 動 フ ィー ダ の 開 発, 精 密機械 51, 5 (1985) 990. 道 家 博: 新 型 圧 電 式 パ ー ツ フ ィー ダ 応 用 技 術, 自動化 技 術, 21, 川 端 章一:. 2 (1989) 26. 角 型 電 子 部 品 供 給 シ ス テ ム の 開 発 , 精 密工学 会 自 動 組 立 専 門 委 員 会 研 究 例 会 講 演 前 刷 集, 89‑8 (1989).. 11). T. Lee et al. : Development of Parts Supplying Proc. 10th ICAA, (1989) 173.. 12). 岡 部 佐 規一, 横 出 恭 男: 部 品 自動 供 給 装 置 に 関 す るエキ スパ ー トシ ス テ ム の 開 発 例, 精 密 工 学 会 自 動 組 立 専 門委 員 会 第62回. 験 等 を知 識 ベ ー ス に 置 き換 え ,経 験 の. 献. 最 新 部 品 供 給 技 術 総 覧 編 集 委 員 会: 最 新 部 品 供 給 技 術総. に よ り,そ の 作 業 領 域 や 機 能 の 面 で さ ま ざ ま な 特 徴 を 持 た せ る こ と が で き,部. 文. 1). 入 す るた め の 部 品 供 給 専. 用 の 垂 直 多 関 節 型 ロ ボ ッ トの 開 発 が 進 め ら れ て い. 考. 研 究 発 表 会 資 料,. (1988. 1).. Robot,.
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