ロボットは製造プロセスに革命をもたらし、人間が危険で反復的な作業（筋損傷の原因となる場合もある）を行う必要がなくなる、効率的かつ費用対効果の高い手段を提供しています。ピッキング・プレース作業は、組立プロセスにおいて自動化とロボットが活用される最も一般的な分野の一つです。そのため、工場は適切なピッキング・プレースロボットを容易に入手できますが、特定の用途に最適なロボットを選択するには、ある程度の調査が必要です。

ピックアンドプレースロボットはどのような用途で使用されますか？

最新のピックアンドプレースロボットが他のロボットと一線を画す点の一つは、高度な視覚能力と学習能力を備えた人工知能（AI）の組み合わせです。この機械学習（ML）機能により、ピックアンドプレースロボットは環境の変化に容易に適応し、物体を掴む最適な角度を計算できます。ロボットは物体をより正確に認識するために位置を変え、新しい物体を掴む最適な方法を分類し、その知識を蓄積することで、試行錯誤を繰り返しながら着実に性能を向上させていきます。

購入するロボットの種類を検討する前に、まずはロボットの用途を明確にすることが重要です。特定の作業を行うためのロボットが必要な場合もあれば、複数の用途に合わせて容易にカスタマイズできる汎用性の高いロボットが必要な場合もあるでしょう。これらのロボットの用途は多岐にわたり、ピッキング作業、検査、さらには製品の梱包なども含まれます。

ピッキング・梱包ロボットの一般的な用途をいくつかご紹介します。

1. 組み立て：組み立て用途で使用される場合、ピックアンドプレースロボットは、搬入された部品をピックアップし、ワークピースの他の部分に接合してから、次の組み立てポイントに搬送することができます。
2. コンテナピッキング：組み立てラインでは、多くの場合、部品をコンテナから取り出し、組み立てや梱包のために別の場所に配置する作業が行われます。最先端の視覚センサーとAIソフトウェアを組み合わせた、特別に設計されたピッキング・梱包ロボットは、色、サイズ、形状を識別することができます。
3. 検査：欠陥を検査するために、ピックアンドプレースロボットは、欠陥を認識し、基準を満たさない部品や製品を取り除き、それらを拾い上げて指定された容器や場所に置くための、高度なAIとビジョンシステムを必要とする。
4. 包装：梱包作業における自動化とは、ロボットが完成品を包装材に入れる作業、あるいは専用に設計されたピッキング・梱包ロボットが箱詰めされた商品を出荷用のパレットに載せる作業を指します。

ピックアンドプレースロボットの種類

ピックアンドプレースロボットは、通常、安定したスタンドに固定され、特定の作業エリアに届くように配置されます。高度なビジョンシステムとツールシステムを備え、さまざまな用途に合わせて構成されています。これらのロボットは、機械学習アルゴリズムを用いたAIソフトウェアによってサポートされることが多く、AIソフトウェアによって学習することで、多様なタスクを実行できるようになります。

ロボットアーム

最も一般的なピックアンドプレースロボットは5軸ロボットアームで、単一平面上で物体を移動させるなど、より標準的な用途に使用されます。より高度な6軸アームは、物体を次の組み立てポイントに移動する前に回転させたり、向きを変えたりする必要がある場合など、より複雑な作業に一般的に使用されます。

直交ロボット

6軸ロボットアームと同様に、直交座標ロボットも複数の平面上で動作できます。16世紀末に生まれたフランスの数学者ルネ・デカルトにちなんで名付けられたこれらのピックアンドプレースロボットは、水平方向のX軸と垂直方向のY軸を使用して直交座標平面上を移動します。Z軸は、3次元空間を記述するために19世紀に用いられた直交座標系で表されます。これらのロボットは、リニアアクチュエータと様々な駆動機構を使用します。一般的に、6軸ロボットアームよりも優れた位置決め精度を提供します。

デルタ（またはパラレル）ロボット

高速食品加工によく用いられるデルタロボットは、高度な光学技術を用いて色、形状、サイズを識別します。フレームに大型モーターを取り付けたこれらのピッキング・梱包ロボットは、様々な構成がありますが、ほとんどは4軸で動作します。動作を容易にするため、各アームの両端の関節を連結するロッドに接続された3本の軽量アームを使用します。

高速ピックアンドプレースロボット

中～高量の処理能力が求められる環境に最適なこれらの高速ピッキング・プレースロボットは、ピッキング作業を完全に自動化し、作業員は製造工程内の他の作業に集中できるようになります。最速の機種は毎分最大150回のサイクル動作が可能で、これらのピッキング・梱包ロボットは、電池や販促品などを梱包材に同梱する場合など、販促品や追加注文品を梱包ラインに組み込む際によく使用されます。

協働ロボット（コボット）

協働ロボットは、人間と並行して別々の、しかし互換性のある作業を行う能力を持つことから協働ロボットと呼ばれ、作業員をピッキング位置へ誘導したり、特定の作業手順を案内したりすることで、人間の労働力を補完します。各作業の完了にかかる時間を最適化し、より生産性の高い製造プロセスを実現するのに役立ちます。

パレタイジングロボット

ピックアンドプレースロボットが活躍できる具体的な工程の一つに、梱包済みの商品をパレットに積み込み、出荷準備を整える作業があります。完成品をパレットに積み込むのに時間がかかるため、生産工程のスループットが低下する場合があります。パレット積みには既に他の自動化システムも存在しますが、設置スペースを多く必要とし、多様なパレット積み作業に容易に対応できないという問題があります。パレット積みはピックアンドプレース作業そのものではありませんが、その延長線上にある作業であり、カスタマイズされたピックアンドパッキングロボットであれば、こうした作業も容易に実行できます。