粉末計量配合型-多品種粉末自動計量＆搬送ロボットタイプ-

この装置は、

①ロボットが空容器を取得
②計量機まで搬送
③計量機による計量作業
④ロボットが計量済み容器を取得
⑤計量済み容器設置個所まで搬送
⑥計量済み容器設置

という作業内容を上記の順に自動で行う装置です。

＜スカラロボット搬送の効果＞

搬送時間短縮

搬送作業の正確性向上

この部分は天びん回転台、天びん、供給機6台で構成されています。
天びんが回転する台に乗せてあることで、随時必要に応じた供給機の下に空容器を乗せた天びんが移動し、計量が開始されます。
供給機は同種類のものが6台、円を描くように設置されています。それぞれ異なる種類の粉末を投入しておくことにより、天びんを動かしていけば、自動的に配合ができるようになっています。

この部分は装置に指示を出す制御盤と、
その制御内容を登録・入力するタッチパネルとパソコンで構成されています。
タッチパネルは2台設置されており、1台は計量内容に関する登録・管理をするための「計量制御用」、もう1台は主にスカラロボットの動作管理をするための「搬送制御用」です。
電源スイッチの切り替えで、状態確認用ランプが点灯・消灯し、装置の稼働状態が示されます。
稼働中には正常運転やアラーム発生の状態をシグナルタワーが示します。
緊急時の非常停止がしやすいように非常停止ボタンがこの制御動作部分に単独で設置されています。
計量作業内容の詳細情報の登録・更新・修正等、エクセルファイルを利用しての情報の管理などをするためのパソコンもこの制御動作部分に設置されています。

タッチパネル画面参考画像

計量作業を開始する前に、計量に使用される空容器が全て正しく設置されているかの検査を行います。
ターンテーブルが回転し、QRコードリーダーが容器側面とターンテーブル側面に添付されているQRコードを読み取っていきます。その間、2機のレーザーセンサが一組になり、容器の有無と傾きをチェックします。
一通り検査が終わると、ターンテーブルが作業開始位置に戻り、停止します。

～検査の内容としくみ～

検査にはQRコードリーダーと、レーザーセンサを2機使用します。
QRコードリーダーは各容器側面とターンテーブル側面に添付されているQRコードを交互に波長を描くように読み取り、容器番号と容器設置個所が一致しているかどうかのチェックを行います。

レーザーセンサは2機で一組となり、容器が設置されているかどうか（容器の有無）と、容器が正しい姿勢で設置されているかどうか（容器の傾き有無）の2点をチェックします。

スカラロボットのがターンテーブル上に設置されている空容器を取得します。
まず、スカラロボットは待機位置にいる状態から適切な軸を動かし、体とアームをスライド移動させて容器取得位置まで移動します。
次に、アームの先端にある2つの爪を空容器に対して垂直な向きに移動させます。
最後にそれらの爪を空容器方向へ伸ばし、空容器の縁部分にあて、下から上へ持ち上げて空容器を取得します。

空容器を持ち上げた後はまず、アームの軸を動かし、自分の方へ引き寄せる動きをします。
次に、アーム軸を動かして容器の向きを90°移動させます。
それから、ロボット本体上部と下部を繋ぐ軸を動かして、上部の向きを変えます。アーム軸を固定したまま、上部の正面を天びん上の空容器設置個所に垂直になるように本体上部を移動させます。最後に再びアーム軸を90°動かして空容器も設置個所に垂直になるような位置に移動させます。
このようにして体とアームを水平方向にスライド移動させ、スピーディーに空容器を搬送します。

アームを伸ばす動作で、空容器を天びん上の設置個所上部へ移動させます。
その後、アームを下降させて空容器を置き、アームを手前に引いて、スカラロボットは待機位置までスライド移動して戻ります。
空容器が天びん上に置かれると、天びん回転台が稼働し、指定された供給機の真下まで空容器を乗せた状態で天びんが移動します。天びん回転台は必要に応じて、時計回りと反時計回りを使い分けて回転します。
計量したい粉末の種類が複数になる場合は、指定された供給機箇所を数か所移動します。

天びんが指定された計量位置まで移動すると、高精度粉体供給機であるゼロバランサー底面型から粉末が排出され、設定された計量重量と精度に合わせた計量が行われます。

供給機ゼロバランサーにも2タイプあり、ここでは比較的流れにくい粉の粉末用の底面型タイプを採用しています。

6種類の粉末が全6台の供給機にそれぞれ貯蔵されていますので、1つの容器に対し最大6回の計量を行うことができます。
ここでは1つ目の粉の計量を行うと、次の粉へと順に進んでいくため、1つの容器の中に複数の種類の粉末が蓄積されていき、最終的に計量済み容器を取り出す段階では最大6種類の粉末が配合された状態になります。
※ここでは攪拌の動作は含まれておりませんが、ご希望の場合はご相談下さい。

必要な粉末全ての計量を終えると、天びんが計量前の空容器設置位置（＝天びん待機位置）まで戻ります。その後、スカラロボットが天びん上にある計量済み容器を取得し、ターンテーブルへ搬送します。

◆風防◆
風の影響を抑える設備として「風防」が設置されています。
右写真のように天びん周辺の計量箇所を囲むことが最低限必要です。風防は風の影響で正しい天びん値を出せないという状況を防ぐとともに、左右で多種類の粉を計量している場合の、2種類以上の粉末混入を防ぐこともできます。

この装置では制御動作箇所以外の計量と搬送動作箇所を大きくまとめて囲うように風防を設置しています。
これにより、より厳密に風の影響を抑えることを可能にするとともに、作業者が装置内部に誤って触れてしまう危険性も少なくすることができます。

～天びん周辺計量箇所に使用されている風防例～

～作業箇所を大きく囲う風防例～

通常天びんの電源ユニットは天びんに内蔵されています。電源ユニットは天びんを使用している最中に発熱し、熱を帯びた状態となります。天びんの目量が小さくなる（計量重量が細かくなる）ほど、このときに発生する熱の影響を受けやすくなります。
そのため、右写真のように天びん本体から電源ユニット部分だけを取り出し、その外部に設置し、2つを遠ざけることにより、熱の影響を受けにくくするような設計が採用される場合があります。

指定した容器と設置個所が合致しているかどうかを容易に確認してくれる設備がQRコードリーダーです。
まず、ターンテーブル側面にあるQRコードを読み取り、その直後に来る容器の側面にあるQRコードを読み取ります。先に読み取ったQRコードと、追従してきた容器のQRコードが同じであるかどうかを検査します。これをターンテーブルが一周するまで繰り返し行います。

ー利点ー
どの容器にも同じ粉末や重量を計量するなど、計量内容に相違がない場合などは容器とその設置個所の照合の必要性がありませんが、容器番号とその設置個所を指定したい場合にはQRコードリーダーを使用すると照合の手間が省け、間違いのリスクを減らすことができて非常に便利です。
特に使用する容器の個数が増えれば、作業者による合致の目視確認の負担が増えるため、QRコードリーダーによる検査が作業効率を上げます。

ターンテーブル上の容器設置個所に容器が存在している状態なのか何もない状態なのかの検査と、容器が設置されている場合、それが傾いていないかという正しい設置状態であるかの検査をする設備がレーザーセンサです。
この装置ではターンテーブル上に設置される容器の状態を確認する用のセンサと、天びん上に設置された容器の状態を確認する用のセンサがあるため、２か所に対になったセンサが設置されています。

ー利点ー
容器が置かれていない状態や誤った設置状態で作業工程がスタートし、正しい計量が行われず時間を浪費するという危険性を低くします。