産業オートメーションのポッドキャストへようこそ。今日は、生産ラインをアップグレードする際に多くのメーカーが直面する共通の課題、つまりデュアルボウルフィーダーを備えたコンパクトな 4 軸デルタロボットシステムにおける振動と共振の問題をどのように解決するかについて説明します。
多くの工場にとって、オートメーションの追加はロボットを購入するだけではありません。本当の課題は、運用環境で継続的に実行できる完全で安定した自動化ソリューションを作成することです。
最近、私たちはコンパクトなピック アンド プレース自動化システムを必要とする顧客と協力しました。彼らの要件は単純でした。2 つのボウル フィーダを備えたスパイダー ロボットを使用して、小さな部品を自動的に処理し、手作業を軽減したいと考えていました。
しかし、テスト段階で、振動の共振という予期せぬ問題が発見されました。
お客様は、スピードと柔軟性の点で利点があるため、コンパクトな 4 軸デルタ ロボットを選択しました。
このシステムには次のものが含まれていました。
- コンパクトなデルタロボット
- 2 つの振動ボウルフィーダー
- ビジョンポジショニングシステム
- 自動ピックアンドプレイス機能
このロボットは高速動作向けに設計されており、作業範囲は約 360mm × 255mm、可搬質量は 0.5kg、最大速度は 1 時間あたり 2500 ～ 3500 個です。
ただし、両方のボウル フィーダを同時に実行すると、お客様はいくつかの問題に気づきました。
まず、機械の構造が振動し始めました。
第二に、給餌性能が不安定になりました。
第三に、高速動作時にロボットのピッキング精度が影響を受けました。
お客様は、供給が不安定になると生産効率が低下し、さらなるダウンタイムが発生する可能性があることを懸念していました。
では、なぜこのようなことが起こったのでしょうか?
原因はロボットそのものではありませんでした。この問題は、複数の振動源間の相互作用によって発生しました。
振動ボウルフィーダーは、部品を前方に移動させるための機械的振動を自然に発生させます。 2 つのボウルフィーダが同時に動作すると、それらの振動周波数が機械フレームと相互作用する可能性があります。
振動周波数が機器構造の固有振動数に近い場合、共振が発生します。
これにより、小さな振動が大きな動きに増幅される可能性があります。
オートメーション システム、特に高速ピック アンド プレース システムでは、たとえ小さな機械的動作であっても、次のような影響を与える可能性があります。
- 給餌の安定性
- カメラ認識精度
- ロボットの位置決め精度
- 機械の長期信頼性
この問題を解決するために、当社のエンジニアリング チームは、単にフィーダーの振動パワーを減らすだけではありませんでした。
代わりに、システム全体を分析しました。
このソリューションにはいくつかの改善が含まれていました。
1. 機械的絶縁の改善
最初のステップは、振動源をロボット構造から分離することでした。
デュアルボウルフィーダの設置位置を最適化し、フィーダユニットと本体フレーム間の防振性を向上しました。
これにより、フィーダーからデルタ ロボット プラットフォームへの振動伝達が軽減されました。
2. 機械構造設計の最適化
2 番目のステップは、システムの機械的安定性を改善することでした。
デルタロボットをコンパクトにするには、高速動作のために軽量構造が必要ですが、十分な剛性も必要です。
当社のエンジニアは、以下のバランスをより良くするために構造設計を調整しました。
- 重さ
- 剛性
- 耐振動性
これにより、システムは連続生産中に安定した動作を維持することができました。
3. 動作パラメータの調整
3 番目のステップは、ソフトウェアとパラメーターの最適化でした。
各フィーダーの振動周波数は、振動パターンが重ならないように調整されました。
同時に、ロボットの加速と動作のパラメーターが最適化されました。
これにより、高速ピックアンドプレース操作中の不必要な機械的衝撃が軽減されました。
最適化後、お客様は安定した生産プロセスを実現しました。
コンパクトな 4 軸デルタ ロボットは、デュアル ボウル フィーダー システムとスムーズに連携することができました。
最終的な解決策は次のとおりです。
- 安定した自動供給
- 信頼性の高いピックアンドプレイス性能
- 生産中断の削減
- 自動化効率の向上
お客様は、反復的な手動給紙操作を信頼性の高い自動給紙ソリューションに置き換えることができるようになりました。
多くのメーカーは、産業用ロボットの選択はスピードだけを重視していると考えています。
ただし、自動化を成功させるには、以下の統合が必要です。
- ロボット技術
- 供給システムの設計
- 機械工学
- 視力検査
- ソフトウェア制御
標準的なロボットが顧客の生産上の課題を常に解決できるとは限りません。
多くの場合、カスタマイズされた自動化ソリューションが、安定した長期運用を達成するための鍵となります。
小型コンポーネント、電子部品、医療製品、ハードウェア部品、精密製造アプリケーションの場合、コンパクトな 4 軸デルタ ロボットと適切な供給システムを組み合わせることで、効率的で柔軟なソリューションを提供できます。
デュアルボウルフィーダシステムの共振問題は技術的な課題ですが、適切な機械設計、振動制御、システムの最適化によって解決できます。
Fider Automation では、コンパクトなデルタ ロボット、フレキシブル フィーダ、振動フィーダ、ビジョン システム、カスタマイズされた自動化機器など、完全なピック アンド プレイス自動化ソリューションの提供に重点を置いています。
生産ライン用のコンパクトなスパイダー ロボット ソリューションをお探しの場合は、当社のエンジニアリング チームが、安定した効率的な自動化システムの設計をお手伝いします。
