ケーススタディ
業界 – ロボット／FA
製品紹介 – Helios2 ToFカメラ
SDK – 3D認識ソフトウェア
Helios2 ToFカメラを使用した深度検知機能付きロボットハンド
従来、ロボットの制御は事前にどのようにロボットが動作するのかを登録するティーチングが必要になっていました。そのため、訓練されたオペレーターがティーチングペンダントを使い、ロボットとそのタスクを手動で登録する必要がありました。しかし、最近では、カメラを使った自動制御システムが導入され、作業効率が向上し、ロボットのティーチングが不要になりました。これまでのロボットビジョンは、天井から対象物を俯瞰して撮影したり、ロボットアームに取り付けたターゲットを撮影したりする方法がとられていました。この方法では、（A）現場の設置場所や（B）作業現場のレイアウト変更、（C）使用するロボットハンドの種類などの要因によりロボットの制御プログラムの再調整が必要でした。そのため、現場でのロボットの取り扱いが煩雑になり、自動化システム導入の妨げの一因となっていました。
挑戦
ロボットの制御技術に精通したロボシンは、現場での自動化システムの汎用性向上を目指し、プラスチックコンテナのピッキングに特化した3D ToFカメラを搭載したロボットハンドを新明工業 株式会社および株式会社 進和の協力のもとに商品化しました。3D認識プログラムと3D ToFカメラを搭載したロボットハンドを組み合わせることで、使用環境や作業レイアウト、使用するロボットアームに依存しないシステムの導入・構築を提案することが可能になりました。
従来、ロボットハンドに3Dカメラを搭載する場合、カメラの大きさや重さ、3D画像の取得に要する時間などが問題でした。3Dカメラが大きすぎると、狭い作業スペースや周囲の棚やテーブルとの干渉が懸念されました。また、対象物の配置やシュートへの挿入など、さまざまな作業に支障をきたす可能性がありました。さらに、カメラが重すぎるとロボットが扱えるペイロードが制限され、ピックアップする対象物によっては、より重いペイロードを扱えるロボットに変更する必要がありました。さらに、3D画像の取得に時間がかかると、全体のタクトタイムにも影響があったため、タクトタイムを短縮するために、3D画像をリアルタイムで取得することが重要だった。
また、3D画像を生成するためにその後の処理が必要な場合、レスポンスタイムが気になるだけでなく、ホスト側のCPU負荷が高くなり、処理速度が低下してシステムコストが高くなることも起きていた。
プラスチックコンテナのピッキングに特化したロボシンのロボットハンドには、3D ToFカメラが搭載されている。
解決策
LUCIDの3D ToFカメラ Helios2およびHelios2+は、ソニーの裏面照射型ToFイメージセンサーDepthSense™ IMX556PLRを搭載し、30fpsで高精細なリアルタイム3D点群データ取得が可能です。
また、60×60×77.5mm、重量400g以下のコンパクト設計で、ロボットアームだけでなく、ロボットハンドへの搭載に最適な3Dカメラです。Factory ToughなHelios2/2+カメラは、DIN EN60068-2-27に準拠した耐衝撃テストとDIN EN60068-2-64に準拠した耐振動テストに合格し、IP67認証を取得しているため、埃や湿気がある厳しい環境でも使用できます。
ロボシンが開発した新しいロボットハンドは、LUCID社のHelios2 ToFカメラを搭載しています。この3Dカメラにより、ロボットハンドはターゲットに対して通常の真上からのアプローチだけでなく、横からプラスチックコンテナにアプローチすることもできるようになりました。この新しいアプローチにより、多段に積み上げられたプラスチックコンテナをピックアップし、シュートに送り込むことが可能になりました。Helios2 ToFカメラは、ロボットアームやロボットハンドに3Dカメラを組み込む際に、サイズや重量の制限、画像取得時間、その後の処理要件などの課題を克服するのに役立っています。
ハンド側に ToFカメラを搭載しているため、真上からだけではなく、横からプラスチックコンテナにアプローチことができる。
Helios2 3D ToFカメラは、60×60×77.5mmとコンパクトで、400gを切るファクトリータフ構造なので、ロボットアームへの搭載に最適です。
結論
近年、様々な現場、特に倉庫などの産業環境において、先進的なロボットを使用する傾向が高まっています。3D ToF技術により、ロボットシステムはかつてない精度で周囲を認識することができるようになりました。3D ToFカメラの採用は、自動化されたロボットシステムの将来的な導入に大きな可能性をもたらし、周囲を認識し、深度画像データを取得する深度感知インテリジェンスを提供し、正確、便利、かつ迅速にビジネスに不可欠な機能を実行します。LUCIDのHelios2 ToFカメラは、コンパクトで軽量なソリューションであり、ロボットと環境の関わり方を改善し、自動化をより効率的で信頼性の高い、コスト効率の高いものにする可能性を持っています。
Roboshin のロボットハンドの動きを動画でご覧ください。