LenkbarがCognexビジョンシステムと提携し、先進的な製造ソリューションを実現

製造業者は日常的な課題に対する信頼性と一貫性のあるソリューションを常に求めています。それが製造業の基本です：問題を解決し、人々が求める製品を作り、それらをより良くすること。

LenkbarがAbsolute Machine Toolsに特定の製造プロセスの解決と近代化を相談した際、私たちのA+オートメーションチームは、ニーズだけでなく予算にも合致する適切な機器の選定に取り組みました。

Lenkbarはフロリダ州ナポリに拠点を置く医療機器の設計・製造企業です。そのミッションは明確です：手術をシンプルにし、患者の治療成果を向上させる革新的な手術デバイスとインプラントの発明・設計・製造。ISO 13485、FDA、OSHA、EPAといった厳格な要件への準拠が求められる、非常にハードルの高い使命です。

微小部品の検査における課題

Lenkbarは、レーザーでマーキングされた製品の特徴が不正確または欠落しているという納品トラブルに見舞われていました。同社の製品の多くは極めて微小で、目視検査が困難だったため、品質管理で問題が生じていました。

品質管理担当者は、肉眼では一貫して読み取れないほど小さな製品をチェックしていました。一度見るだけならまだしも、それを繰り返し長時間行うことは人間の目には不可能です。Lenkbarには解決策が必要でした。

自動化ソリューションの導入

AbsoluteのA+オートメーションチームは、カメラ（ビジョンシステム）と協働ロボット（コボット）を組み合わせた自動化セルを設計しました。部品の複雑さと厳格な要件を考慮し、ビジョンシステムには極めて高い精度と、Lenkbar製品のマイクロマーキングを読み取る能力が求められました。そこで、CognexのD905Mカメラを採用したビジョンシステムを選定しました。

次に、ビジョンシステムと連携する適切なコボットを選定する必要がありました。チームが選んだのは、Productive RoboticsのOB7 Stretchです。このコボットはリーチ1,250mm、可搬重量4kg、7軸構造を備えています。第7軸が重要なのは、コボットを横に配置して工作機械のドアやワークエンベロープを塞がないようにできるからです。第7軸により「障害物を回り込む」動作が可能になり、CNC工作機械へのワーク搬入・取り出しの自由度が高まります。

OB7 Stretchは、工作機械の機械監視（マシンテンディング）に最適な、オペレーターに優しい協働ロボットです。何より、現在市場で最もシンプルな協働ロボットの一つです。シンプルさと7軸——これ以上の組み合わせはありません。

「ライツアウト」運転で生産量を増加

OB7 Stretchは、2台のレーザーマーキング機を担当し、「ライツアウト（無人）」運転で生産量を増やすようプログラミングされました。このブログの動画では、OB7 Stretchがワークテーブルに固定されたプレートから部品をピックアップする様子を示しています。ここではプレートに部品が載っていませんが、グリッパーが狭いグリッド間隔で配置された部品の間に入り込むよう少量だけ開くようプログラムされている様子がわかります。これにより、オペレーターは多くの部品をセットでき、ライツアウト生産が可能になります。

コボットが部品をピックアップ後、レーザー機の治具にロードします。ロード完了後、コボットは安全な待機位置へ移動。標準I/Oユニットの8ポートの一つを使用してレーザーがマーキングを開始。マーキング完了後、レーザーは部品をカメラ提示用の最終位置へオリエンテーションします。完了するとレーザー機からコボットへ入力信号が送られ、コボットがCNC工作機械内に入り部品を取り出します。

部品を取り出したコボットは、Cognex D905Mカメラシステムの前へ提示します。このカメラシステムは、カメラ内蔵のAI統合システムによるディープラーニングソフトウェア機能が選定理由です。数十個の部品を通してカメラをセットアップし、CognexのVidi Suiteアプリケーションを使用して良品・不良品の判別を学習させました。学習したデータ仕様により、カメラは提示される各新しい部品に対してスコア評価を行えるようになりました。

部品の評価

部品がCognex D905Mカメラとビジョンシステムに提示されると、画像を取得し、Vidi Suiteで学習した基準に基づいてマーキングを評価、読み取り精度に基づくスコアを付与します。スコアは事前に決定された品質スケールと比較され、カメラシステムは入力信号を通じてスコア結果を送信、コボットを良品ビンまたは不良品ビンへ振り分けます。その後、プロセス全体が繰り返されます。

CognexのVidi Suiteを通じて、オートメーションエンジニアのMarcus Knapp氏が、各部品の撮影画像から導き出される重要情報を視覚的に表示するWebベースのHMIを作成しました。この情報はスプレッドシートに集約され、オペレーターはセルをリンクして生産データを明確に表示できます。撮影画像は、緑・赤のシンプルなカラーコード、テキスト、スコア評価とともに表示されます。これにより、Lenkbarはエンドユーザーやコンプライアンス関連機関へのデータ報告・提示が可能になりました。

製造課題の解決をお手伝いします

30年以上にわたり、Absoluteは航空宇宙、農業、自動車、建設・鉱業、エネルギー、医療などの業界の製造業者に、コスト効率の高いエンジニアリングソリューションと包括的なサービスを提供してきました。今日、A+オートメーションチームにご相談いただき、貴社のニーズに最適なソリューションを見つけてください。