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コグネックスの画像処理システムを用いた、部品生産のサイクル時間短縮

THEILINGER Automation & Papiertechnik GmbH

Industry:
自動車
    Location:
    Nuremberg, Germany
      Customer Objectives:
      • Expedite production of high-volume, small-sized components
      • Check the quality and confirm the orientation and positioning of parts
      • Detect unwanted material residues in through-holes and bolt-fixing holes
      Key Results:
      • Deployed a vision system capable of handling a wide variety of parts
      • Achieved quick, easy configuration – in just a few minutes, with just a few clicks
      • Maintained constant communication between the vision system and the robot to reliably control the multi-feeder system
      • Cut capital investment and maintenance costs by simplifying the inspection process and removing the need for a PLC (programmable logic controller)
      Cognex Solution:

      部品メーカーの多くは、小型の部品を大量に生産しています。ロボットとオートメーションを専業とするTHEILINGER Automation & Papiertechnik社(ドイツ、ニュルンベルク)は、サイクル時間を短縮し生産コストを節減するために、新しいマルチフィーダとインテリジェントビジョンシステムを用いて、小型部品の大量生産を高速化するのに役立てています。

      THEILINGER社のシステムには、コンベヤプッシャ、ベルト、ホイールなどの従来のオートメーションコンポーネントに加えて、デルタロボット、インテリジェントな画像処理装置、非常に使いやすいインタフェースが組み込まれています。THEILINGER社のマルチフィーダは、最先端のメカトロニクスが非常に狭いスペースで動作できることを示しています。コグネックスの最先端インテリジェントビジョンシステムと統合されているため、高速かつ正確でありながら、簡単に操作できます。 

      正確な位置検出

      THEILINGER社は、自動車部品産業での使用を目的とした、高性能ピックアンドプレイスシステムを開発しました。このシステムは、排気マニホルドをエンジンブロックに接続する穴あきフランジなどの小型部品を両面グラインダに送る為のものです。このプロセスでは、ピックアンドプレイスと同時に部品の品質、方向、位置がチェックされます。

      プッシャによってバルクマガジンから小型部品が取り出され、コンベヤベルト上に送られます。小型部品がベルト上に置かれると、コグネックスの In-Sight® 5401 高解像度ビジョンシステムがその位置を検出します。このIn-Sight 5401は、赤外線照明システムを利用して、各部分の位置を特定しています。穴をあけたとき片面に生じるバリを次の研磨工程で除去する必要があるため、各部分の位置を特定することは重要です。また、穴あけ時にガイドとして利用した位置決め基準点を使用して、貫通穴やボルト固定穴の中に残っている不要な材料も検出しています。

      In-Sight 5401は、5秒サイクルで10個のワークピースを検出して1つのデータパケットとし、そのデータをロボットコントローラに送信します。実際の操作におけるワークピースあたりの平均サイクル時間は、最大0.7秒です。

      見ることのできるロボット

      In-Sight 5401は、デルタロボットのインテリジェントな眼として機能しています。このコンパクトな自立型ビジョンシステムは、非常に堅固でしかも簡単に使えます。画像処理やプログラミングに関する特別な技術を必要とせず、製造工程で取り扱うさまざまな種類の部品に対応し、すばやく簡単に設定できます。

      デルタ運動を使用したパラレルロボットは、動作部分が軽量のため、高速動作が可能です。デルタロボットは、メカトロニクス製品の1つのモデルであり、 関節や回転軸などの機械コンポーネント、サーボモーターや制御盤などの電子コンポーネント、グリッパアームの正確な位置決めを保証するロボットコントローラが組み合わされています。THEILINGER社は、同社の実績のあるロボットコントローラの産業用途への導入や、移動するコンベヤベルトから部品を高精度にピックアンドプレイスする技術に関して、10年を超える経験があります。

      インテリジェントなシステム

      フランジフィーダは、取り扱うワークピースに応じて部品の内側または外側の輪郭を検査し、その部品を取り上げることが可能かどうかを判断します。内側の輪郭を使用してワークピースを取り上げられるかどうかを判断する際の主要な問題点は、ワークピースがお互いに近接しているために、外側の輪郭を用いて取り上げる以外に、ワークピースを取り上げることができない場合があるということです。この課題に対処するために、必要に応じて、システムに自動ピッカーチェンジャーを取り付けることができます。

      In-Sight 5401は、ロボットのプログラムと常に通信しており、このプログラムがTHEILINGER社の全マルチフィーダシステムを制御します。そのため、別のPLC(プログラマブルロジックコントローラ)は必要ありません。このようにプロセスを単純化することによって、設備投資コストと保守コストの両方を節減できます。

      このシステムは、オペレータが1人で、プログラミングのスキルを必要とせず、最小限の労力で製品ジョブを変更できるように設計されています。新しい部品に対して、わずか数分、数回のクリックで装置の設定を変更できます。

      ビジョンとロボットの完璧な連携

      THEILINGER社のエンジニアは、マルチフィーダの操作をできるだけ簡単にするために、ロボットのキャリブレーションを自動化しました。ボタンを1度押すだけで、デルタロボットが部品をさまざまな場所に移動させ、正確な位置をIn-Sight 5401ビジョンシステムと同期して求めます。このインテリジェントなビジョンシステムは、ロボットの座標系を参照して、高速にコンベヤベルト上の位置と正確に同期させる事ができます。

      システムのキャリブレーションは、常に1人のオペレータで実行できます。THEILINGER社では、In-Sight Explorerを組み込む事により、センターホールの品質評価に使用する画像の濃淡値などの主要パラメータを、In-Sight Explorerを使用して製造過程で調整しています。画像取り込みレートや検出する部品の数も、要求仕様の変化に合わせることができます。

      THEILINGER社は、システムコンポーネントを選定する際、信頼性を最も重要視しています。同社は、これまでの何万ものアプリケーションで高い性能を実証してきた製品として、コグネックスのIn-Sight 5401を選定しました。コグネックスの画像処理システムは、特に自動車産業の用途に適しており、世界中の製造工場において、文字通りはっきりと「目に見える」価値をもたらしています。 

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