日本超级工厂之三菱电机：如何用机器人团队，完成复杂任务？

小姐姐有话说：

日本制造业商谋求在灵活地应对生产量变动的同时提高生产率。作为应对措施，机器人的应用被认为是最有效的方式。通过变更机器人程序，可以在某种程度上灵活地改变零件和产品。

人工的单元式生产也是一样，有应对各种零件和产品的灵活性。然而，正如雷曼事件发生时我们所看到的，当生产量发生巨大变化时，需要对人员进行重新分配，随之而来的对人员的再教育也需要花费时间。

这是一个重要的课题。若将单元式生产机器人化，在解决这一课题的基础上，也有望通过自动化实现生产品质的稳定和生产效率的提高。

由多个机器人分担任务

三菱电机开发出了能将零散的零件整理到零件箱的机器人系统。设想其在小型电器、化妆品、药品等的生产现场中应用，通过在程序上下功夫，将动作周期缩短到了原来的一半以内，即3秒（最快情况下）。

机器人的动作周期并不逊色于人工的工作周期，即使变换了零件，机器人也能通过变更程序来进行应对（所需时间约为半天）。而且，还可以应对零件供给装置难以处理的复杂形状零件。关于零件供给装置，如果所处理的零件发生变化，就需要进行改造夹具等的硬件开发工作，每个零件需要约两个月的时间。

该公司开发的机器人系统由4台垂直多关节型机器人、1台三维视觉传感器、1台二维视觉传感器、操作台、货盘构成。

第一台机器人上装有三维视觉传感器，从零散的零件中一个一个地挑出零件，然后将它们放置在平展的操作台上。第二台机器人上配备有二维视觉传感器，在确认了放置在操作台上的零件的姿态后将其抓起。

如果是普通零件，则由第二台机器人对货盘上的零件进行排列。如果是复杂的零件，不仅需要操作台上的零件姿势符合要求，还需要机器人对零件进行翻转处理。为此，第二台机器人负责把零件传递给第三台机器人，将零件调整为符合要求的姿势。接着再传递给第四台机器人，对货盘上的零件进行整理排列。

最大的技术攻破点并不是对不同形状和姿势的零件进行整理，而是要通过其放置在平展操作台上的状态进行识别。

在平展的操作台上规定好零件的姿势

从识别的观点来看，第一台机器人从散装零件中找出向上突起的零件，并决定其把持的位置。用两台小型照相机，利用从视差角度描绘出三维画像的三维视觉传感器，识别高度方向距离最小的突起部分。

然而，进一步确认其周围是否留有持握零件的空间，决定应抓取的零件和持握位置。机器人会抓起该零件，将其放置到平展的操作台上。这样一来，零件的姿势会被操作台的平面限制，因此容易对零件的形状和姿势进行识别。

三菱电机工厂

负责进行识别的是搭载在第二台机器人上的二位视觉传感器。根据传感器识别出的零件影像，推算出零件的形状和姿势。

今后，三菱电机将会把该机器人系统导入到FA事业总部的热敏继电器（大型继电器）的组装现场，对系统的可靠性进行确认。

三菱热敏继电器

此外，三菱电机在将该机器人系统中的重要技术——三维视觉传感器商品化的计划中指出，不排除把这次开发的软件的一部分作为该传感器的中间设备提供给客户的可能性。

此系统的硬件使用了4台机器人，成本（除去三维视觉传感器）约为1000万软。该公司估算，需要进行排列的零件种类只要超过10个，与使用零件供给装置的零件供给系统相比，引进该系统在成本上就会更有利。

来源：小姐姐办公桌上的图书《精益制造049：工业化4.0之数字化车间》，日本日经制造编辑部著。