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日立が物流倉庫向け双腕ロボ技術

集品作業の自動化を可能に

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  日立製作所はこのほど、日立物流の協力のもと、物流倉庫での集品作業を自動化する自律移動型双腕ロボットの制御技術を開発したと発表。目的の商品が保管されている棚まで移動し、2本のアームで取り出し、箱詰めまで行うなど、「人と同様の集品作業が可能となる」(同社)としている。
 開発したのは、走行台車と昇降台、さらに2本の市販の産業用アーム(エプソン製6軸ロボット)とグリッパ(手作業の手に相当する部分)を組み合わせた自律移動型双腕ロボット。集品作業の要となる走行台車・昇降台・2本のアームの各機構を、少ない通信量で効率的に連携できるように制御したのがポイントで、ロボットが動作するのに必要な情報や、動作する際の適切なタイミングを事前に定義することで、通信量を抑えたまま各機構を連携させることを可能にし、「人と同様の柔軟で素早い動作を実現した」(同社)としている。
 具体的には、 商品の取り出し動作を開始する際、走行台車は商品保管棚に到着する1㍍ほど手前で、カメラを搭載するアームに商品を認識するように通知。アームはその位置から商品のおおよその位置を認識し、走行台車の停止予定位置でグリッパが商品の直前に来るようアーム自らが動作しつつ、昇降台に動作開始を指示する。走行台車は停止直後に停止予定位置とのずれをアームへ通知し、アームはその情報に基づいてグリッパの位置を補正。これにより、停止直後に素早く正確に商品を取り出すことができるという。
 また、2本のアームを用いて商品を取り出す際、取り出す商品の材質やグリッパの性能に基づき、アーム同士に多少の位置ずれが生じても動作を継続できる許容範囲を事前に登録しておけば、アーム同士が相手の姿勢に合わせることなく連携することが可能になり、同社では「片方のアームで商品を支えながら、片方で商品を取り出す等の連携動作を一度の通信で行うことが可能になる」(同社)としている。
 新開発の制御技術により、商品取り出し作業で、従来のロボットが7秒掛かっていたものを、移動中に商品を認識して取り出し動作を開始することで3秒に短縮することに成功。1本のアームでは取り出せない箱(奥行き約30cm、重さ約1kg)をもう1本のアームで支えて取り出す動作や、保管箱の中のペットボトル飲料を引き出して取り出す動作、片手に持っている箱に商品を詰める動作など、人手を前提とした倉庫の集品作業に必要となる様々な動作をスピーディに確実に実行できるという。
 同社では、多品種少量の商品を扱う倉庫での集品作業が、「効率的かつ安定的に行えるようになる」としており、通信販売など多品種を扱う物流分野での活用を目指す。