産業用ロボット アーム: 仕事のやり方を変える

製造業から自動車、農業に至るまで、産業用ロボット アームは、現在使用されている最も一般的なタイプのロボットの 1 つです。

多関節ロボット アームとも呼ばれるロボット アームは、高速で信頼性が高く、正確であり、さまざまな環境で無限のタスクを実行するようにプログラムできます。これらは、機器や部品に塗料を塗布するなど、反復的なタスクの実行を自動化するために工場で使用されます。倉庫内で消費者の注文を満たすために流通コンベヤから商品をピッキング、選択、または仕分けする。または農場で熟した果物を摘んで保管トレイに置きます。また、ロボット技術が発展し、産業環境がより接続されるにつれて、ロボットアームの機能が拡張され、新しい使用例やビジネス運営モデルが可能になります。

これまで、ロボット アームでは、特定の向きで正確な位置から 1 種類の物体を選択するなど、狭義のタスクを実行するには教育が必要でした。ロボットは、多数の物体の中から特定の種類の物体を識別したり、ある程度の許容範囲（正確な位置ではなく面積）で物体の位置を決定したり、物体の向きに基づいて把握を調整したりすることはできませんでした。

今日では、次のようなデバイスのおかげで、Intel® RealSense™ 高解像度深度カメラ、強力な CPU と GPU、および次のような AI テクノロジーOpenVINO™ ツールキットのインテル® ディストリビューション、ロボットアームには、新しいタスクを実行するためのセンシングとインテリジェンスが強化されています。これらのスマートな視覚拡張ロボットは、周囲の物体を検出し、種類ごとに認識し、それに応じて操作できます。これらの機能により、ロボットは以前よりも正確かつ安定して、より安全かつ高速に動作できるようになります。また、ロボットが実行できるタスクの範囲も拡大します。

マシン ビジョン、AI、ネットワーク テクノロジーのこうした進歩により、ロボット アームは、貴重なデータと洞察を施設およびビジネス管理システムに送り返しながら、環境を確認、分析し、対応できるようになりました。この変革の恩恵を受ける領域の 1 つは、機器 (ロボットを含む) の保守です。ロボットはエッジでデータを計算したり、リモート監視のためにサーバーやクラウドにデータを送信したりできます。このプロセスにより予知メンテナンスが可能になり、マシンの稼働時間を向上させながらメンテナンス コストを削減できます。

産業用ロボットアームの利点

企業は産業用ロボット アームからいくつかのメリットを実現できます。

• 安全性の向上。ロボット アームは、危険な環境で動作し、人体に傷害を及ぼすリスクが高い作業を実行することで、作業者の安全を確保します。
• 効率と生産性の向上。ロボット アームは 24 時間、年中無休で疲れることなく稼働できるため、企業は生産、検査、その他の作業を継続的に継続して生産量を増やすことができます。
• 精度が向上しました。その性質上、ロボット アームは、極めて高い精度や一貫性が必要なタスクにおいて、人間よりも安定して正確に動作します。
• 柔軟性の向上。ビジネスの優先順位が変化すると、ロボット アームを新しいアクティビティに簡単に再利用したり、次のような異なるプラットフォームに取り付けることができます。自律移動ロボット (AMR)、必要に応じて、固定組立ラインプラットフォーム、または壁や棚。

産業用ロボットアーム部品

人間の腕に似ていることから適切に名付けられたロボット アームは、通常、ベースに取り付けられます。

腕には、ある程度の動きを可能にする軸として機能する複数の関節が含まれています。ロボット アームの回転ジョイントの数が多いほど、動きの自由度が高くなります。ほとんどの産業用ロボット アームは 4 ～ 6 個の関節を使用しており、動作に同じ数の回転軸を提供します。

回転ジョイントに加えて、ロボット アーム コンポーネントには、ロボット コントローラー、アーム先端ツール、アクチュエーター、センサー、ビジョン システム、電源システム、およびソフトウェア コンポーネントが含まれます。

以下の図でロボット アームを詳しく見てみましょう。

ロボットアームの応用例

産業用ロボット アームの主な利点の 1 つは、最も安全な環境または最も過酷な環境での最も単純な作業から最も複雑な作業まで、複数のアプリケーションをサポートできる多用途性です。この種のタスクを自動化すると、人間の作業者が危険な状況から解放されるだけでなく、顧客とのやり取りなどの価値の高い作業をそれらの作業者が引き受けることが可能になります。

現在、メーカーがロボット アームを使用する最も一般的な方法のいくつかを以下に示します。

パレタイジング

ロボット アームを使用すると、商品や製品をパレットに配置するプロセスを自動化できます。プロセスを自動化することで、パレタイジングがより正確になり、コスト効率が高く、予測可能になります。また、ロボット アームを使用すると、人間の作業者は身体的損傷のリスクを伴う作業から解放されます。

マテリアルハンドリング

マテリアルハンドリングロボットアームは、商品や資材が適切に保管され、見つけやすく、正しく輸送されるようにすることで、安全で効率的な倉庫の構築に役立ちます。これらのプロセスを自動化すると、顧客への商品の配送が迅速化され、職場での事故が防止され、施設の効率が向上します。

溶接

溶接は、自動車製造などの高度な産業環境でロボットによって実行できるタスクです。製品品質に重大な影響を与える溶接は、インライン品質検査用のビジョンと AI 拡張を備えた高度なロボット工学の優れた候補です。

検査

品質検査の実行は通常、生産ラインの最後で完了するため、生産品質の問題の検出が遅れます。ロボットをビジョンおよび AI システムで強化することで、企業はリアルタイム検査の恩恵を受け、無駄やダウンタイムの削減に役立ちます。

ピックアンドプレイス

ピックアンドプレイス ロボットは通常、現代の製造業や物流現場で使用されています。これらの製品には、物体を識別し、把握し、ある場所から別の場所に迅速かつ効率的に移動するための高度なマシン ビジョン システムが装備されており、商品の生産と流通の速度が向上します。

お客様の事例

さまざまな業界の企業が、インテリジェント ロボット アームの導入にインテル® テクノロジー、ソリューション、パートナーを使用しています。

例えば自動車メーカーアウディは、Intel および Nebbiolo Technologies と提携して、Intel 対応のロボット アーム、機械学習、予測分析を使用して、工場内の溶接検査を強化し、重要な品質管理プロセスを強化しました。1

ライトハンド・ロボティクスまた、Intel と協力して、ソフトウェア主導のハードウェア対応 RightPick2 プラットフォームを使用して自動倉庫フルフィルメントに革命をもたらしました。RightPick2 は、インテル® RealSense™ カメラによって誘導され、コンピューター ビジョン テクノロジーを使用して、あらゆるアイテムを自動的に処理できるエンドツーエンドのソリューションを提供し、数千の SKU を高速かつ高い信頼性でピッキングおよび配置します。

インテル® テクノロジーを使用した産業用ロボット アームの構築

AI 推論アクセラレーションを内蔵した CPU や GPU から、無料のアルゴリズム、ミドルウェア、リファレンス実装に至るまで、インテルは産業用ロボット アームの開発と導入に必要なハードウェア、ソフトウェア、すぐに実行できるソリューションを備えています。

IoT および組み込み用途向けのインテル® プロセッサー自動化された操作に必要な強力なコンピューティング機能を提供します。

インテル® RealSense™ 製品ロボットアームに周囲を認識し、物体を理解する能力を与えます。堅牢な深度カメラのラインナップにより、ロボット アームが複数の環境やさまざまな条件で動作できるようにするために不可欠な深度マッピングが可能になります。

そしてそのOpenVINO™ ツールキットのインテル® ディストリビューションこれにより、開発者は、付属のモデル オプティマイザー、ランタイムおよび開発ツールを使用して包括的な AI 推論を最適化、調整、実行できるようになり、よりスムーズな開発プロセスが促進され、一度書き込めばどこでも導入できるモデルが可能になります。

エッジ向けインテル® テクノロジーとソリューション

インテルのソリューション ポートフォリオと業界エコシステムは、エッジ ソリューションの設計と導入に役立ちます。

インテル® エッジ ソフトウェア ハブエッジ向けソリューションを学習、開発、テストするための事前検証済みソフトウェアを提供します。

産業用インテル® エッジ・インサイトは、ビデオおよび時系列データの取り込みのための、事前検証済みですぐに展開できるソフトウェア リファレンス デザインとして提供されます。AI 分析が含まれており、ローカル アプリケーションまたはクラウドに公開できます。また、Docker 上に構築されているため、アプリケーションの変更やカスタマイズが簡単です。

産業用インテル® エッジコントロールは、産業用制御用のソフトウェア デファインドの無料リファレンス プラットフォームです。リアルタイムの確定的コンピューティングと機能安全、標準ベースの産業用接続を IT のような管理と組み合わせます。

コンピュータービジョンソリューション向けのインテル® ビジョン製品エッジにビジョンを展開するための汎用 CPU と専用アクセラレータの強力な選択肢を提供します。

インダストリー 4.0 向けインテル® マシン・ビジョン・ソリューションハードウェア、ソフトウェア、すぐに実行できるソリューションを統合して、ロボット ソリューション、産業オートメーション、予知保全、欠陥検出のための自動ビジョン検査などに不可欠なマシン ビジョン、スマート マニュファクチャリング、および産業用制御システムを強化します。

インテル、ロボットアームを次のレベルへ

あらゆる業界の企業は、職場の安全性を向上させながら、新たなレベルの生産性と効率性を達成するというプレッシャーを感じています。インテルと協力することで、企業は高度なセンシング技術、AI、マシンおよびコンピュータービジョン、エッジネットワーキングによって自社のロボットアームを大幅に強化し、新たな生産性とパフォーマンスの要件を満たすだけでなく、絶え間なく変化する世界で競争力を高めることができます。