KUKAにおける生産での移動型ロボット - 安全以上の価値

2016/03/11

未来の工業生産は、モジュール式で多様な移動型のヘルパーを目指しています。KUKA Roboter GmbHは、KMR iiwaと共に、計量ロボットLBR iiwaとモバイルプラットフォームOmniMoveを統合し、完全自動化を実現した自律型ソリューションを提供しています。KUKAは、SICKとの実績ある提携に信頼を寄せています。KMR iiwaに搭載されたセーフティレーザスキャナは、防護機能の他にナビゲーションサポートも提供しています。これにより作業員は自律作業を行うロボットと、ガードなしで直接共同作業を行うことができるようになり、まさに継続的な生産柔軟化を実現しています。

KUKA_KMRiiwa

移動型ロボットは、工場室内を自主的に移動して商品やワークピースを搬送し、生産における物流プロセスを最新レベルに改善します。このシナリオはKUKAのロボット生産ですでに実践されています。KMR iiwaはワークを箱に詰め込み、これを必要に応じて生産ラインに搬送します。この時ロボットは、その走行経路とラック領域を構内搬送車と作業員に通知します。インダストリー4.0に対応した新材料はKUKAおよびそのサプライヤーのERPシステムを介して自動的に発注されます。その後KMR iiwaによって完全自動で作業ステーションに分配されます。しかし独自のロボット生産だけに焦点を当てているわけではありません。「KMR iiwaの使用範囲は極めて広範囲です」と、KUKA Industrial Business Development、モバイルロボット技術部門のペーター・グマインダー氏は述べます。「ピックアップサービスやデリバリーサービス、複数のワークステーションにおける少量生産での使用、さらには自動車・エレクトロニクス業界における複雑で柔軟に構築可能な製造プロセスに至るまで幅広く導入できます。品質保証の分野でも、LBR iiwaの感度の良さとKMR iiwa可動性を組み合わせることにより、非常に価値あるサービスを実現できます。」

 

ナビゲーションと安全における大きな課題

KMR iiwa (KMR: Kuka Mobile Robotikの略) においてKUKAは、高感度軽量ロボットLBR iiwaのメリットを移動型および自律型プラットフォームに統合させることに成功しました。画像: KUKA Roboter GmbH KMR iiwa (KMR: Kuka Mobile Robotikの略) においてKUKAは、高感度軽量ロボットLBR iiwaのメリットを移動型および自律型プラットフォームに統合させることに成功しました。画像: KUKA Roboter GmbH

KUKAは、すでに何年にもわたり重量プラットフォームOmniMoveにおいてSICKのソリューションを採用し、成功を収めています。この車両は最大90トンまで動かすことができ、SICKのセーフティレーザスキャナS3000とKUKAのナビゲーションソフトウェアの相互機能を基礎としています。KMR iiwaの開発時には、最適な技術とそれに応じたアプリケーションノウハウ、そして綿密な連携も決定的な役割を果たしました。ここでは二つのコンパクトなセーフティレーザスキャナS300が採用されています。これらのスキャナのスキャン角度は270°であるため、全周囲を完全に監視することができます。特にコンパクトな移動型ロボットでは、フレキシブルに設定可能な防護フィールドが必要とされます。S300の自由に設定可能な16の防護フィールドにより、様々な走行状況や環境に合わせて柔軟に設定できます。移動ロボット技術におけるもう一つの要件は、車両ができる限りコンパクトで堅牢に設計されているということです。加えて、コンポーネントのエネルギー消費量も重要となります。ここでもS300は、その小型形状により適切な技術的条件を備えており、要件を満たすソリューションの重要な構成要素となっています。  

 

自律型ナビゲーションのスキャンデータ

単純な防護以上のものを提供: セーフティレーザスキャナS300 単純な防護以上のものを提供: セーフティレーザスキャナS300

KMR iiwaは、どのようにしてある位置への発進制御信号を受信し、自律型ナビゲーションは、どのように機能するのでしょうか?KUKAのソフトウェアはSICKのセーフティレーザスキャナのデータを利用します。つまりS300は、単純な防護以上のものを提供していることになります。「ナビゲーションソフトウェアは、セーフティレーザスキャナの距離測定を恒久的に評価し、いわゆる周辺の「地図」のようなものを生成し、この座標内のKMR iiwaの位置を特定します。」とKUKAのモバイルロボット技術部門Omni-Moveチームリーダーであるクラウス・マットゥシャット氏は説明します。「ホールの柱など常に再現するオブジェクトや、定位置に固定された設備要素は、基準として固定されます。反対に、動いたり動的に変化したりするオブジェクトは「マスク」されます。KMR iiwaは通常定義された経路に沿って分岐点から分岐点に移動するか、自由にナビゲートして動きます。その際、経路上にあるオブジェクトは自ら回避します。」    

 

モバイル産業ロボットの安全性

モバイルロボット技術において最も難しい課題は、関連する規格を考慮した上でのシステム設計です。例えば、ロボットアプリケーションの設計では規格EN ISO 10218 パート1および2を遵守していなければなりません。さらに共同作業を行うシステムでは、技術仕様ISO/TS 15066がこれに加わります。システム設計以外にも、KMR iiwaの各アプリケーションでEN ISO 12100に従って個別にリスクアセスメントを行わなくてはなりません。このリスク総合評価においても、KUKAはお客様およびシステム統合専門技師と綿密に協力し合いながら作業をしています。    

 

インテリジェントな工場の構成要素としてのモバイルシステム

インテリジェントな工場という意味では、生産中に個々の要素を互いにネットワークに接続しなければなりません。この際の条件は、センサによって検出、評価および転送されるデータの信頼性が高くなければならないということです。生産チェーンおよびサプライチェーン全体を通して利用できるこのデータの透明性は、重要な役割を果たしています。特に自動化されネットワークに接続された生産では、データのネットワーク化の他にもKMR iiwaのようなモバイルシステムが個々の作業ステップを結ぶ柱として必要となります。これこそ人物や材料を保護する上で革新的なソリューションを形成するための新しいモビリティの形なのです。    

 

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