ロボットのティーチングを解消するタッチプローブの活用方法。

近年、協働ロボットや多軸ロボットは搬送などの単純作業をこなすだけにとどまらず、切断・溶接など、より高度な作業を求められるようになってきました。

メトロールの、ロボット用3次元タッチプローブ【K3Mシリーズ】は２０年以上にわたって様々な産業用ロボット、工作機械、ロボットシステムインテグレーターから採用されてきました。

「タッチプローブをロボットに搭載してどう使うのか？」本記事ではそんな疑問にお答えしていきます。

本記事をまとめると

・ロボット用タッチプローブK3Mシリーズの特長がわかる
・ロボット導入の課題となる『ティーチング作業』を自動化するシステムが知れる
　
の２点についてご紹介致します。
※本記事でご紹介するシステムは、ロボットシステムインテグレータの高丸工業㈱とのコラボレーションとなっています。

ロボット用タッチプローブ「K3Mシリーズ」の特徴

はじめに、タッチプローブK3Mをご紹介します。

タッチプローブの主な用途は

• ワークの加工位置の検出
• ワークの穴の位置・深さ確認
• ワークの位置補正
• 加工後の内径、外形、平行度などの寸法計測

タッチプローブをロボットに搭載する方法は？

メトロールでは、タッチプローブの後付けや搭載に関してシステムインテグレータのご紹介が可能です。
お気軽にご相談ください。

ロボット導入による自動化のミッションとは？

「生産ラインを24時間稼働させたい」
「人によるバラつきをなくし、作業を標準化したい」
「危険作業を自動化して採用・運用コストを削減したい」
「作業者にもっと付加価値の高い作業に専念させたい」

労働者の確保が難しくなってきている近年、これらの作業は危険や負担が大きく、「人からロボットに作業を移行したい」というニーズがより高まっています。人に代わって多軸の産業用ロボットが導入されるケースが増えてきています。

導入事例として以下のような作業があげられます。

【ロボットの導入目的】
　　・運搬作業
　　・溶接作業
　　・カット、穴あけ作業
　　・シーリング
　　・塗装作業

ロボット導入時の課題とは？タッチプローブの役割。

「ロボットの動作プログラムが作成できない・ティーチングマン（教示作業者）が足りない」

ロボット導入では、作業の動きを覚えこませる「ティーチング(教示)作業」が必要です。

ティーチング作業は専門知識が伴う難易度の高い業務のためロボット導入のハードルとなっています。
単純作業ならダイレクトティーチングでロボットに動作を記憶させられますが、「加工点の位置決め」「センシング動作」など高度なティーチングは外部に委託すると高コストです。

こうした難易度の高いティーチング作業の省人化、工数削減は可能なのでしょうか？

【目的】作業をロボットで自動化したい
【ニーズ】ティーチング作業の工数を最小限にしたい

【課題】自動化のための複雑なプログラムを作成する必要がある
　内製化の課題　：ティーチングマンがいない・教育に時間がかかる
　外部委託の課題：導入コスト、運用コストが高い

タッチプローブを活用したロボットティーチング不要のシステムとは？

課題となっているティーチングですが、
ティーチングをせずにロボットに動きを覚えこませる方法を「鏡板（曲面ワーク）切断」を例にご紹介します。

従来のティーチングプログラム作成の課題

ロボットシステムインテクレーターの高丸工業が開発した教示システムでは
「 3次元曲面ワーク上の穴開け作業 」をティーチングを一切行わずに、自動で動作プログラムを作成・実行します。
ポイントは、3次元情報を取得するために、溶接ロボットとタッチプローブを組み合わせて使用する点です。

従来、曲面上に穴をあける場合、手順１、２で作業を行っていました。
手順１：人手で、ワークの三次元局面に切断する穴のケガキ線を書き込んでから溶接・切断
手順２：三次元CADで加工ワークのデータを作りこみ、プログラムを組んでロボットで溶接・切断

しかし従来の手順には３つの課題がありました

• 少量多品種のワークの為、パターン化が困難
• CADで書いたワーク図面と、現物の寸法に誤差がある
• 3D CAD図面に従ってロボットを動かすため、複雑なプログラムが必要

課題を解決した「ティーチングレスシステム」とは？

高丸工業のティーチングレスシステムは操作盤に二次元(平面)の寸法データを入力するだけで、ケガキ作業と曲面ワークへの切断作業を実現します。
ティーチング作業は一切行いません。

結論からお伝えすると
まずタッチプローブでワークの曲面上の切断する穴の『高さ座標』を検出。
事前入力した切断穴の２次元情報とプローブの高さ情報を使って、3次元の穴をあけ加工プログラムを自動生成し、実行することができます。

次章で動画をみながら詳細を解説します。

【動画】タッチプローブを使用したカンタン教示システム解説

『ロボットによる3次元曲面ワーク上の穴開け作業』の動画を例に、プログラムを行わないティーチングレスシステムを解説します。