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生産設備に関する記事

ばら積みピッキングロボットとは?仕組みやメリット、導入事例を紹介

ロボット技術は進化を続けており、以前は人にしかできなかった作業にも次々に対応しています。そんなロボットの進化を象徴するものの一つが、ばら積みピッキングロボットです。

本記事では、ばら積みピッキングロボットの仕組みや特徴、おすすめメーカなどをご紹介いたします。

もし、ばら積みピッキングロボットの導入コンサルティングを受けて、

  • 省力化、省人化してコストダウンしたい
  • 生産性アップして売上を上げたい
  • 人的ミスを減らして品質価値を高めたい
  • どのメーカーの自動化設備を使えば効率的かわからない

という場合は、お気軽に日本サポートシステムまでお問い合わせください。
関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

1.ばら積みピッキングロボットとは?

自動化

ピッキングとは、製品や部品などのワークを取り出す作業のことを指します。では、ばら積みピッキングはどのような作業で、それを自動化するロボットはどのような仕組みをしているのでしょうか。それぞれ解説していきます。

(1)ばら積みピッキングとは

ばら積みピッキングとは、バラバラの状態で積まれているワークをピッキングする作業のことです。箱やかごの中で乱雑に積み重なっているワークを一つずつ取り出して、製造ラインに流したり、仕分けしたりする目的で行われています。

ばら積みピッキングは、ワークが整列した状態で行うピッキングよりもはるかに難易度が高い作業です。ワークの位置や姿勢、向きを正確に認識した上で取り出す必要があるため、ロボットによる自動化がしにくく、従来は人の手で行われてきました。

(2)ばら積みピッキングロボットとは

ばら積みピッキングロボットとは、ばら積みピッキング作業に対応したロボットです。

従来のロボットでは、ばら積み状態のワークを直接ピッキングするのが難しく、あらかじめ人の手でワークを整列させるといった前工程が必要でした。

ばら積みピッキングロボットは、そういった前工程が不要で、箱やかごの中でばら積み状態のワークを直接ピッキングすることができます。

(3)ばら積みピッキングロボットの仕組み

ばら積みピッキングロボットは、ワークの三次元形状をセンサで検知し、ロボットアームを制御することによってピッキングを行います。ここでは、ばら積みピッキングロボットを構成する3つの要素について解説します。

①3Dビジョン

ロボットがばら積みピッキングを行うためには、位置や姿勢、向きがバラバラで積まれているワークの状態を正確に認識しなければなりません。また、ワークが入っている箱やかごの形状を認識したり、ピッキング後の置き場所を認識したりする必要もあります。

ばら積みピッキングロボットでは、カメラやレーザなどのセンサを使ってワークの三次元形状を認識しています。センサが取得した情報を元にして制御システムがロボットアームを動かし、正確にピッキングを行うという仕組みです。

②ロボットアーム

ばら積みピッキングロボットには、垂直多関節ロボットを採用するのが一般的です。ばら積みされたワークをアームで取り出すためには、さまざまな姿勢を取らなければならず、可動域に制限のあるスカラロボットやパラレルリンクロボットでは対応できない可能性があります。

ロボットアームの先端には、ワークを掴むためのロボットハンドが取り付けられます。ロボットハンドには、チャック式や吸着式、マグネット式などさまざまなタイプがあり、ピッキングするワークに合わせて選定することになります。

③制御システム

ばら積みピッキングロボットでは、制御システムが極めて重要です。

ばら積みピッキングでは、ワークをピッキングする際にほかのワークに当たってしまったり、箱やかごに当たったりしてしまう可能性が高くなります。ロボットの停止や不具合につながるため、ロボットアームがピッキングするワーク以外には当たらないように制御しなければなりません。

最近では、AIを搭載したばら積みピッキングロボットが登場しており、ロボットアームが動く軌道を高度に制御できるようになっています。

2.ばら積みピッキングロボットのメリット・デメリット

ばら積みピッキングロボットを導入することで、製造業にはどのような効果があるのでしょうか。メリット・デメリットをご紹介します。

(1)ばら積みピッキングロボットのメリット

①人手不足の解消

ばら積みピッキングは人の手で行われることが多く、大変な手間になっています。ワーク量が多くなれば作業者の数を増やさなくてはならず、少子高齢化が進むこれからの時代では人員を確保できない可能性もあるでしょう。

ばら積みピッキングロボットを導入すれば、これまで手間のかかっていた作業を自動化し、人手不足を解消することができます。また、同時に人件費も削減できるので、企業の業績向上にもつながります。

②生産性や品質の向上

ばら積みピッキングをロボットに任せることで、生産性向上が期待できます。長時間の連続稼働が可能なロボットであれば、作業者の負担を大幅に減らしつつ、生産量を増やすことが可能です。

また、人が作業しているとどうしてもヒューマンエラーが起こってしまいますが、ロボットであれば一定の品質で作業をし続けるので、品質レベルの向上効果も期待できます。

③省スペース化

従来のばら積みピッキングの方法では、複数人での作業スペースを確保したり、ロボットでのピッキング前に整列作業をするスペースを確保したりする必要がありました。しかし、ばら積みピッキングロボットであればこれらのムダがなくなり、限られた製造現場のスペースを最大限活用できるようになります。

(2)ばら積みピッキングロボットのデメリット

①導入コストが高額

多くの導入メリットがあるばら積みピッキングロボットですが、導入コストがネックになる場合があります。多くの場合、1,000万円以上の導入コストがかかるので、気軽に導入することはできないでしょう。

なるべく汎用性の高いロボットを選定し、複数のワークで活用できるようにすれば導入メリットが大きくなります。

②メンテナンスの手間がかかる

ロボットに作業を覚えさせるティーチングのように、メンテナンスの手間がかかることもデメリットとして挙げられます。ティーチングにはプログラミングなどの高度なスキルが必要な場合が多く、属人的で時間もかかる作業です。ピッキングするワークが多ければそれだけティーチングの手間もかかってしまいます。

しかし、最近ではプログラミングのスキルが不要で、ティーチングレスのロボットも登場しています。うまく活用すれば、ばら積みピッキングロボットの導入メリットを最大限に得られるでしょう。

3.ばら積みピッキングロボットの活用事例

ここでは、ばら積みピッキングロボットの活用事例をいくつかご紹介します。

(1)自動車部品のばら積みピッキング

トヨタ自動車株式会社では、量産ラインにばら積みピッキングロボットを導入し、自動車のシャシーに溶接する小物部品を箱から取り出して整列させる作業を自動化しています。従来は人が箱から部品を取り出して治具にならべ、ロボットが治具からシャシーまで運んでいましたが、ばら積みピッキングロボットの導入によって一連の作業を完全に自動化できました。

出典:https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/04803/

(2)電子部品のばら積みピッキング

ばら積みピッキングロボットでは、電子部品のピッキング作業も自動化できます。上の動画では、ロボットが箱にばら積みされているコネクタの姿勢や上下左右をセンサで認識し、ピッキング後に治具へ搬送していく様子が分かります。裏面でピッキングした際は持ち直してから治具に置くなど、高度に制御されています。

出典:https://www.kyotorobotics.co.jp/case

(3)バルブ部品のばら積みピッキング

株式会社キッツでは、バルブの製造工程にばら積みピッキングロボットを導入しています。鋳造加工後のワークがばら積みされている箱からピッキングを行い、後工程であるバリ取り装置に自動で供給する生産ラインを構築。多品種のワークにも対応しており、生産性向上を実現しました。

出典:https://www.mujin.co.jp/solution/fa/picking/

4.ばら積みピッキングロボットのおすすめメーカー・ロボットシステムインテグレータ3選

日本サポートシステム株式会社

【特徴】
日本サポートシステムは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。

また、お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。

【ポンチ絵とお見積りのサンプル】

テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。

【所在地】
茨城県土浦市卸町2丁目13-3
TEL.050-1743-0310(代表)
FAX.050-3156-2692(代表)
https://jss1.jp/

【営業品目】

  • 産業用ロボット
  • 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
  • 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
  • 治具の設計・製作

【実績】
NM社(電子部品の製造販売)、HS製作所(情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売)、TT社(ショッピングセンターなどリテール事業)、SM社(自動制御機器の製造・販売)、OR社(自動車安全システムの製造販売)

株式会社Mujin

【特徴】
株式会社Mujinは、知能ロボットコントローラの開発・販売をしているメーカです。物流業界やFA業界向けにロボットソリューションを提供しており、ばら積みピッキングロボットの豊富な導入実績があります。同社の強みはロボット制御技術で、ロボットの性能を最大限引き出しています。

【所在地】
東京都江東区辰巳3-8-5
TEL.03-4577-7638(代表)
FAX.03-4577-7639(代表)
https://www.mujin.co.jp/

川崎重工業株式会社

【特徴】
川崎重工業株式会社は、産業用ロボットのメーカでさまざまなロボットを開発・提供しています。多種多様な多関節ロボットのラインナップがあり、大手自動車メーカでばら積みピッキングロボットとして採用された実績があります。

【所在地】
東京都港区海岸1丁目14-5
TEL.03-3435-2111(代表)
FAX.03-3436-3037(代表)
https://www.khi.co.jp/

5.ばら積みピッキングロボットの導入に関するご相談は日本サポートシステム

本記事では、ばら積みピッキングの概要から始まり、ばら積みピッキングロボットの仕組みやメリット・デメリット、導入事例、おすすめメーカまでをまとめてご紹介しました。

ロボット技術やセンシング技術の進化に伴って、従来は難しかったばら積みピッキングの自動化が実現できるようになっています。本記事を参考に、ばら積みピッキングロボットの導入を検討していただければ幸いです。

日本サポートシステムは、関東最大級のロボットシステムインテグレーターとしてロボットの導入コンサルティングを行っています。ばら積みピッキングロボットに興味のある方は、お気軽にお問い合わせください。

関東最大級のロボットシステムインテグレーター 生産設備の設計から製造ならお任せください

050-1743-0310 営業時間:平日9:00-18:00

本社:茨城県土浦市卸町2-13-3、相模原事業所:神奈川県相模原市中央区上溝1880番2 SIC3-317

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