LIPSLabがハンド・アイ・コーディネーションを実行するビジョンガイドロボットソリューションを開発

概要

ロボティクス (ロボット工学) とマシンビジョンは、スマートファクトリーにおける自動化アプリケーションにおいて普及しています。ロボットシステムは、メンテナンスや修復を待っている間に工作機械を検出してピックアップし、保管庫に収納することができます。Industry 4.0の発展に伴い、スマートファクトリーの構築には、品質、一貫性、製造効率を維持するために、インテリジェントロボットや産業用ゲートウェイなどが必要となります。

スマートファクトリーでは、いまやロボットアームは日常的に使用されています。ロボットアームがA地点からアイテムをピックアップしてB地点に配置する「ピックアンドプレース」という繰り返し動作は、反復作業における手作業の代替として頻繁に利用されています。この動作自体は単純なものですが、人間の身体にとって、1日あたり数万回に及ぶ反復作業は疲労や作業精度の低下を引き起こす要因となります。そこで、24時間稼働可能なロボットアームが開発されました。

課題

技術の進歩にともない、ロボットアームのアプリケーションは複雑な形状のアイテムを扱ったり、繊細な精密作業が必要な案件に対応するため、マシンビジョンを採用するようになりました複数の幾何学的形状や反射面を持つようなアイテムは、従来のロボットアームで扱うことが難しく、このため、ロボットアームが対象アイテムを認識してピックアンドプレースを行うことが困難になっていました。

課題の解決：VGRソリューション - Nuvo-7006 + LIPSLab 3Dカメラ

3DマシンビジョンカメラのリーディングエキスパートであるLIPSLabは、ABBのロボットアームにNeousys TechnologyのNuvo-7000シリーズを実装し、NVIDIAのグラフィックカード処理能力を活用して「ビジョンガイドロボット (VGR)」ソリューションを構築しました。

このソリューションは、Nuvo-7000シリーズと、アイテムのX/Y/Z軸を計測するために戦略的に配置された3台のレーザーフォーカス3Dカメラで構成されており、アイテムのA/B/C方向のアクセスと離脱角度を計算して調整することができます。LIPSLabは、厳しい高温環境でも動作可能なコンパクトサイズの組み込み向けエンクロージャーで、NVIDIAグラフィックカードの推論処理能力を活用できるNuvo-7000シリーズを採用しました。これにより、ソリューションのさまざまな幾何学形状、サイズ、形状認識能力が向上し、ロボットアームはアイテムの位置と形状を正確に特定してピックアップし、安全に回収してプラットフォーム上に配置することができるようになりました。

これは、ABBのロボットアーム (手) とLIPSLab 3Dカメラ (目) を組み合わせ、Nuvo-7000シリーズGPU搭載コンピューターで制御される、強力なハンド・アイ・コーディネーション (手と視覚の協調運動) ソリューションです。コンベアベルトで運ばれてくる不特定の位置にあるアイテムをピックアップし、プラットフォーム上に正確に配置して、スプレー、溶接、バリ取り、フラッシュ除去や、その他の表面処理プロセスを行うことができます。

VGRソリューションのメリット

LIPSLab VGRソリューションは、3台のLIPSLab 3Dカメラ、ABBのロボットアーム、Neousys TechnologyのNuvo-7006システムで構成されており、以下のメリットを提供します：

• カメラのレーザーフォーカス機能により、周囲光やカメラの配置方向・角度による影響を排除
• より高い精度を実現するマシンハンドアイ協調機能
• アイテムに適切な処理を適用し、処理エラーを削減
• ロボットアームにより24時間365日連続稼働を実現
• 長期的な労働コストの削減
• 大幅な作業効率の向上を実現

Neousysの広温度範囲対応組み込みシステム

ファンレス動作

ファンレス動作と効率的な熱放機能

幅広い温度範囲での動作に対応

Neousysのシステムは過酷な環境下でも安定した動作を実現し、特に高温環境 (最大70℃) での運用に最適化されています。

処理能力

Nuvo-7000/8000 GPU搭載シリーズは、第8世代/第9世代 Intel® Core™ i プロセッサーをサポートしています。

GPU搭載AI推論性能

Nuvo-7000/8000 GPU搭載シリーズシステムは、最大250WのNVIDIA®グラフィックカードをサポートしています。Nuvo-7164GC/7166GCは、NVIDIA® Tesla® P4/T4推論アクセラレーターをサポートしています。

耐衝撃・耐振動性

このシステムは、特許取得済みのダンピングブラケットを採用し、動作時の衝撃や振動にも耐えられるように設計されています。

ワイヤレス通信モジュールと各種I/Oポート

Neousys IGTシリーズ IoTゲートウェイは、拡張ソケット経由でWi-Fiまたは4Gセルラーモジュールを搭載でき、周辺のデバイス、中央コンピューター、クラウドシステムとのワイヤレス通信を可能にします。IGTシリーズのIIoTシステムは、アナログ入力 (0～10V、4～20mA)、デジタルI/O、CANバス、USB、LAN、COMなど、さまざまなインターフェースをサポートしています。

製品紹介

Nuvo-7000E/P/DEシリーズ

Intel® 第9/8世代 Core™ i7/ i5/ i3対応、GbE×6と特許取得済みカセットおよびMezIO™インターフェースを搭載されたファンレスの組込みコンピューター

• Intel® 第9/8世代 Core™ i 35W/65W LGA1151 CPU対応
• 特許取得済みのPCI/PCIeアドオンカードを取付可能なカセット※
• 手軽な機能拡張が可能なMezIO™インターフェース
• 堅牢、-25℃～60℃広い温度範囲でファンレス動作
• 最大6台のGigEポート、9.5KBのジャンボフレームに対応
• M.2 2280 Mキーソケット (Gen3×4)、NVMe SSDまたはIntel® Optane™メモリーに対応
• USB 3.1 Gen2ポート×4、USB 3.1 Gen1ポート×4
• VGA/DVI/DPのトリプル独立ディスプレイ、4K2K解像度に対応

R.O.C.特許番号M456527

製品詳細

出典：Neousys Technology Inc.