3Dビジョンを備えたAI搭載ロボットによる表面仕上げ

01ストーリー

GrayMatter Robotics社は、製造効率の改善、品質の向上、作業者の負担軽減を目的としたAIを搭載したロボットソリューションを開発している。同社の高度なロボットセルは、サンディング、グラインディング、バフ研磨、ポリッシング、ブラスト、スプレーなどの複雑な表面仕上げ作業を自動化します。これらのソリューションは、あらゆる規模の製造業者に対応し、多品種・高変量生産環境の課題を容易に解決します。

GrayMatter Robotics のアイデアは、労働力不足、一貫性のない品質、手作業による表面仕上げに伴う身体的負担に対処する差し迫った必要性から生まれました。従来のオートメーションは、プログラミングの複雑さや適応性の問題から、このような環境では苦戦を強いられる。AIとロボティクスを統合することで、GrayMatter Roboticsは、サブスクリプションモデルを通じて提供されるターンキー自動化ソリューションを生み出し、しばしば導入の妨げとなる高額な初期費用を排除した。

同社のソリューションは、幅広い業界（航空宇宙・防衛、自動車OEM、海洋・造船、産業機器・重機、特殊車両、金属加工、エネルギー...）に対応している。

02 課題

表面仕上げ用の堅牢なロボットビジョンシステムを実装するには、いくつかの課題がありました：

1. 変化の激しい環境：システムは、周囲の照明が変化しても一貫性を維持しながら、色、表面テクスチャ、形状、反射率が異なる部品を正確にスキャンして処理する必要がありました。
2. 高精度の要件：正確でノイズのない3Dスキャンは、その後の表面仕上げ作業の精度を保証するために不可欠でした。
3. スピードの制約：スキャンは顧客から見て直接価値を付加するステップではないため、品質を損なうことなく効率的に行う必要がありました。
4. 固定と配置の柔軟性：部品を確実に保持する必要がある一方で、わずかな配置のずれでスキャニング・プロセスが中断されることは許されません。システムは、部品の位置が多少ずれていても適応し、信頼性の高い3D表現を生成する必要がありました。
5. 色と特徴の認識：ターゲット処理には詳細な色情報の取得が不可欠であり、高忠実度の色取得が可能なビジョンシステムが必要でした。

03 ソリューション

このような課題に対処するため、GrayMatter Robotics社は複数の重要なコンポーネントを統合した先進的なロボットセルを開発した。Zivid 2+ Rシリーズカメラは、高解像度で色精度の高い3Dスキャンを可能にし、処理のための正確なデータキャプチャを保証します。アクティブ・コンプライアンス・デバイスは、表面仕上げ作業全体で一貫した力を維持し、6自由度の産業用マニピュレーターは、多様な部品形状に対応する柔軟性を提供します。安全で信頼性の高い操作を保証するため、このシステムには厳しい製造基準に準拠した工業用安全システムも装備されています。

Rシリーズファミリーの一部であるZivid 2+ MR60は、精度と適応性を実現する上で重要な役割を果たしました。主な利点は以下の通り：

• 統合された3Dと2Dのデータキャプチャ1台の カメラで3D、2D、カラー、法線データをピクセル単位で整列させ、処理ワークフローを簡素化。
• 安定したキャリブレーションと 寸法 真度：ダイナミックな環境でもサブミリメートル精度を保証。
• 高いダイナミックレンジ：光沢のある表面や暗い表面も撮影可能。
• 優れた色 忠実度：選択的な表面仕上げ作業のための特徴認識が可能。
• 堅牢なSDK統合：Zividの文書化されたAPIは、シームレスなソフトウェア実装を容易にし、開発プロセスを合理化しました。

GrayMatter Robotics 社は、社内でのプロトタイピングと顧客先での実環境テストを組み合わせてソリューションを改良しました。この反復的アプローチにより、即座にフィードバックを得ることができ、産業条件下での最適なパフォーマンスを確保することができました。

04結果

GrayMatter Robotics の AI 搭載ロボットソリューションと Zivid 2+ R-Series の導入により、精度、効率、拡張性が大幅に向上しました。ビジョンシステムは一貫してサブミリメートル精度を実現し、最高品質の仕上げ結果を保証しました。スキャンプロセスが合理化されたことで、ダウンタイムが短縮され、生産サイクルが最適化されたため、メーカーは品質に妥協することなく、高いスループットを維持できるようになりました。エンドユーザーは、システムの精度、統合の容易さ、全体的な信頼性を高く評価し、高い満足度を報告している。当初の焦点は北米にあるが、世界的な関心の高まりは、将来的な拡張の大きな可能性を示している。