ステップバイステップガイド：Bin Picking StudioをABBロボティクスアドオンで導入

2025年12月11日、ABB Roboticsと共同で独占ウェビナー「3Dビジョン誘導ロボティクスによる複雑な自動化の習得」を開催しました。

目的は、産業オートメーションにおける大きな飛躍、すなわち高度3Dビジョンシステムとロボットセルの間にあった従来の壁を打ち壊すことを実証することでした。

長年、メーカーはビジョン誘導ロボティクスへの統一的アプローチを求めてきました。複雑さを排除し、導入を加速するものです。私たちは、Locator StudioとBin Picking StudioをABB Robotics OneエコシステムとOmniCoreコントローラーに直接統合することで、その呼びかけに応えました。

以下のガイドでは、この統合の技術的詳細を説明します。ハードウェア接続から最終的なブロックプログラミングウィザードまで。

新しいPhotoneoアドオン for ABBを使って、最初のAIビンピッキングアプリケーションを立ち上げる正確な手順を紹介します。

1. ハードウェア接続の要点

信頼性の高いアプリケーションの基盤は物理セットアップから始まります。まず、シーンに適したスキャナーを選択：静的環境ならPhoXi 3D Scanner、動的シーンやロボット直前エリアのメッシングが必要ならMotionCam-3Dを使用。

次に、LocatorまたはBin Picking Studioライセンスを搭載した産業用PCを接続。このPCには6つの特定のEthernetポートがあります。ポート1をロボット通信用、ポート2をインターネット接続用に接続必須。ポート3-6はスキャニングデバイス用に予約されています。

2. アドオンのインストール

インストールはロボットコントローラー上で直接処理される約7分の迅速なプロセス。PhotoneoウェブサイトからインストールパッケージをダウンロードしUSBメモリに保存、ABB FlexPendantに挿入します。

メインメニューの「Controller Software」→「Install new add-in」へ進み、Photoneoパッケージを選択。

ここで最も重要なのは、物理構成に一致する正しいテンプレートを選択することです。

ハンドアイ構成（左）、エクストリンシック構成（右）

カメラがスタンドマウントならExtrinsic Setup（単一デバイスなら「Basic」、複数なら「Multiple Vision」）を選択。ロボットフランジマウントならHand-Eye Setup。ハンドアイの場合、スキャンのためにロボットを停止させるか（「Multi-view Static」）、移動中にスキャンするか（「Multi-view Dynamic」）を指定可能。インストールプロセスは直感的で約7分、コーヒーを飲むのに十分な時間です。

1. ダウンロード＆保存： PhotoneoウェブサイトからインストールパッケージをダウンロードしUSBメモリに保存。
2. USB挿入： ABB FlexPendantのUSBポートに挿入。
3. アドオン選択： メインABBメニュー → Controller Software → Install new add-in。
4. インストール： Photoneoアドオンを選択し「Next」クリック。
5. テンプレート選択： ここが重要。物理セットアップに一致するテンプレートを選択：

3. ネットワーク設定

インストール後、メインABBメニューに新しいPhotoneoアイコンが表示。開くとネットワーク設定が現れ、Public/Privateネットワークを切り替え可能。

システムにはビジュアルコントローラーとロボットシステムの事前定義アドレス（通常は管理ポートまたはDSQC 1100 I/Oカード経由）が付属。カスタムIPアドレス入力が必要な場合、システムが即座に検証し、点滅する緑色の「Save」ボタンで成功を表示。Privateネットワークでは「Redirect to Photoneo Server」機能で、単一インターフェースからロボットとPhotoneoソフトウェアの両方を制御可能。

インストール後、メインABBメニューの新しいPhotoneoアイコン**を開くと3セクション表示：

• Manual（左）： 迅速なスタートを支援するガイド。
• Network Settings（中央）：
  • Public/Privateネットワーク選択可能。
  • ビジュアルコントローラーとロボットシステムのアドレスは事前定義（管理ポートまたはDSQC 1100 I/Oカード接続を想定）。
  • IP変更時、システムが検証。「Save」ボタンが緑点滅で成功表示。
• Redirect to Photoneo Server（右）： Privateネットワーク向けの強力機能。ロボット機能とPhotoneoソフトウェアを一箇所で完全制御可能。

4. Bin Picking Studio（BPS）のセットアップ

ネットワーク有効化後、Bin Picking Studioでアプリケーションロジックを定義します。

ユニークIDでNew Solutionを作成し、ハードウェア定義：ロボットモデル選択、グリッパーのCADモデル（STL、1MB未満）アップロード、ツールセンターポイント（TCP）設定。ここで把持方法（アプローチベクトル、リニアパス等）も定義。

Bin Picking Studioでのロボット選択

次にビジョンと環境を設定。ビジョンシステム追加、物体検出用ニューラルネットワーク選択。EnvironmentタブでワークセルのSTLモデルをインポートし、衝突オブジェクト定義、テストスキャン実行でポイントクラウドがデジタルロボットモデルと整合するか検証。最後にSettingsでピッキング優先度調整、「Automatic Snapshots」有効化で失敗ピックのトラブルシューティングを支援。

クイックステップバイステップ概要：

ステップA：プロジェクト＆ハードウェア

• New Solution： ユニークIDでプロジェクト作成（ロボットプログラムがこの特定ソリューションを呼び出す際に使用）。
• Robot： ロボット名、リーチ、ペイロード選択。
• Gripper： CADモデル（STL、1MB未満）アップロード、TCP定義、不変性設定。
• Grasping Method： パスステージ定義（アプローチ、リニアパス、位置許容差等）。事前定義ロボットルーチンをここでトリガー可能。

ステップB：ビジョン＆環境

• Vision System： 最大4システム追加。キャリブレーションタイプ、センサーID、スキャンプロファイル設定。
• Localization： 物体検出と初期把持ポイント配置用ニューラルネットワーク選択。
• Environment：
  • Scene： 衝突オブジェクト設定（シンプル形状またはワークセルのインポートSTL）。
  • Robot： ロボットジョグ、現在位置確認、軸リミット設定。
  • Vision： スキャントリガーでポイントクラウドがロボットモデルと整合するか検証。
• Settings： ピッキング優先度、角度制限、衝突パラメータ微調整。ヒント：「Automatic Snapshots」を失敗アクションで有効化し、トラブルシューティングを支援。

ステップC：デプロイ

• Production Mode： 完全運用準備完了。ロボットからのリクエストを直接受付。
• Simulation Mode： 実データまたはシミュレーションデータでロボット動作をシミュレート。ジョイントリミットとグリッパー設計テストに最適。

5. ロボットプログラム＆キャリブレーション

アプリケーションに合わせてロボットプログラムを修正します。

システム稼働前に、ロボット内部プログラムを調整必須。まずRobotStudioでファイアウォールを有効化、特にPrivateネットワーク上の「Rapid Sockets」で、コントローラー再起動。その後、正しいWork ObjectとToolを使用してロボットをジョグ操作し、Home、Start Bin Picking、End Picking位置をティーチング。グリッパーの開閉シグナルをAttachGripperとDetachGripperルーチンにマッピング。

キャリブレーションでは、ワークスペースに適切なツールを配置：エクストリンシックセットアップならボール、ハンドアイならマーカーパターン。マーカーパターン

CalibPositionsルーチンには9つのターゲット位置が含まれます。これらを調整し、ビジョンシステムが全ポーズでマーカーを衝突なしでクリアに視認できるように。キャリブレーションルーチンを実行し、最終結果が**2mm未満**であることを確認。

1. ファイアウォール（重要）：
   • RobotStudioでファイアウォール有効化。
   • PrivateネットワークでRapid Sockets**のファイアウォール有効化。
   • ロボットコントローラーを再起動。**
2. IP設定： Photoneoウェブアプリでロボットとビジュアルコントローラーの正しいIPアドレス入力。
3. ツール＆ロードデータ： 手動入力またはLoadIdentify**サービスルーチン実行。
4. ターゲットティーチング： 正しいWork ObjectとToolでロボットをジョグし、以下を教示：
   • Home Position
   • Start Bin Picking Position
   • End Picking Position
5. シグナルロジック： グリッパー信号（開/閉）をAttachGripperとDetachGripperルーチンにマッピング。

キャリブレーションルーチン

1. 準備： キャリブレーションツール（ハンドアイ用マーカーパターン、エクストリンシック用ボール）を作業エリアに配置。
2. 位置ティーチング： CalibPositionsルーチンに9ターゲット。全ポーズでビジョンシステムがマーカーを衝突なしで視認できるよう調整。
3. キャリブレーション実行： ロボット上でPhotoneoキャリブレーションルーチン実行。

結果確認： **2mm未満**を目標。

6. ウィザード：ブロックプログラミング

深いプログラミングスキルは不要です。

最終ステップは、複雑なコーディングを不要にするブロックプログラミングウィザードでアプリケーションロジックを構築。HE（ハンドアイ）またはX（エクストリンシック）ラベルのブロックが表示されます。

標準ワークフローは、初期化ブロック（IP、ホーム、開始、終了位置含む）から始まり、継続実行のためTRUEに設定したWhile Loop。ループ内で必要なアクションを積み上げ：スキャンブロックでローカライゼーション実行、ピックブロックで部品把持、プレースブロックでリリース。プレースブロックには「アプローチ」パラメータがあり、ドロップオフ点上方100mmの安全位置を自動計算。ブロック配置後、「Apply」クリックでアプリケーション展開完了。

ウィザードでは、**HE（ハンドアイ）またはX（エクストリンシック）ラベルのシンプルなブロック**でアプリケーションロジックを構築可能。

サンプルロジックフロー：

1. 初期化ブロック： ビジョンコントローラーIP、ビジョンシステムID、Home、Start、End位置を入力。
2. While Loop： 引数をTRUEに設定し連続運転。
3. スキャンブロック：
   • Scan Pose： 既存ポジション使用または新規作成。
   • Vision ID： ローカライゼーション実行システム選択。
   • Wait Time： オプション。スキャン前のロボット安定待機時間。
4. ピックブロック： オブジェクトが正常にピックされたことを保証。
5. プレースブロック： ドロップオフ位置定義。
   • アプローチパラメータ： オブジェクト上方100mmのアプローチ・リリース位置を自動生成。

最終ステップ： Apply**をクリック。

これでPhotoneoとOmniCoreプラットフォームによる初のAIベースビンピッキングアプリケーション実行準備完了。その力とメリット、実成功例を全て知るには、ウェビナーの再視聴を！