製造現場では、箱やパレットから部品を取り出し、加工機や組立機へ供給するピッキング作業を人が行っているケースが多くあります。

ピッキングは一つひとつの動作は短時間でも、繰り返し行うことで作業者の負担になります。また、加工機や組立機が自動化されていても、ワークの取り出しだけ人が担当しているため、作業者が設備から離れられないケースもあります。

こうした課題に対して検討されるのが、ロボットなどを活用したピッキング作業の自動化です。

ただし、すべてのワークが簡単に自動で取り出せるわけではありません。

ワークの形状、材質、重量、供給状態などによって自動化の難易度は大きく変わります。

株式会社ティーエイチエーでは、ロボット、ロボットハンド、グリッパー、治具、自動化設備などの設計・製作を通じて、製造現場の自動化に取り組んでいます。

この記事では、ピッキング作業を自動化する方法と、ロボット化が難しいワークを自動化する際の考え方について解説します。


【目次】

1. ピッキング作業の自動化とは？
2. ピッキング自動化で最初に確認するポイント
3. 整列されたワークは自動化しやすい
4. バラ積みされたワークは難易度が上がる
5. ロボットハンド・グリッパーの選定が重要
6. ロボット化が難しいワークとは？
7. ピッキングだけでなく前後工程まで考える
8. ティーエイチエーが考えるピッキング自動化


1. ピッキング作業の自動化とは？

ピッキングとは、箱、パレット、コンベアなどから目的のワークを取り出す作業です。

製造現場では、

・箱から部品を取り出す
・パレットからワークを取り出す
・コンベア上の製品を取り上げる
・加工機へ投入するワークを取り出す
・完成品を取り出して次工程へ移動する

といった作業があります。

人であれば、目でワークの位置や向きを確認し、掴みやすい場所を判断して取り出すことができます。

自動化する場合には、この「見る」「判断する」「掴む」「運ぶ」という動作を設備側で成立させる必要があります。

そのため、ピッキング自動化ではロボットだけでなく、ワークの供給状態やロボットハンド、位置検出などを含めた設備全体の検討が必要です。


2. ピッキング自動化で最初に確認するポイント

ピッキングを自動化するときに最初に確認したいのが、対象となるワークです。

例えば、

・ワークの大きさ
・重量
・材質
・形状
・表裏の有無
・掴むことができる場所
・傷を付けてはいけない部分
・変形しやすいか
・油などが付着しているか
・ワーク同士が絡みやすいか
・どのような状態で供給されるか

などを確認します。

特に重要なのが「どのような状態から取り出すのか」です。

同じ部品でも、専用パレットに一定方向で並べられている場合と、箱の中にバラバラに投入されている場合では、ピッキングの難易度が大きく変わります。

自動化設備を検討する場合は、ロボットを先に決めるのではなく、まずワークと現在の作業状態を確認することが重要です。


3. 整列されたワークは自動化しやすい

一般的に、一定方向に整列されたワークはピッキングを自動化しやすくなります。

例えば、専用パレットの決められた位置にワークが並んでいれば、ロボット側も「どこにワークがあるのか」を判断しやすくなります。

毎回同じ位置、同じ姿勢でワークが供給されれば、複雑な画像認識を使用しなくても自動化できる可能性があります。

これは設備をシンプルにするうえでも重要です。

自動化というと高度なカメラやロボットを使用する方法に注目しがちですが、ワークの供給方法そのものを改善することで、設備構成を簡単にできる場合があります。

ティーエイチエーでは、自動化設備だけでなく治具の設計・製作にも取り組んでいます。

ロボット側を複雑にする前に、「ワークを取りやすい状態にできないか」という視点で考えることも、自動化を成立させる方法の一つです。


4. バラ積みされたワークは難易度が上がる

箱の中にワークがランダムに入っている「バラ積み」の状態では、ピッキングの難易度が高くなります。

ワークごとに、

・位置が違う
・向きが違う
・重なっている
・一部が隠れている
・ワーク同士が接触している

といった状態になるためです。

人であれば箱の中を見て、「この部品なら取り出せそう」と判断できます。

設備では、ワークの位置や姿勢を検出し、どこを掴むか判断する仕組みが必要になります。

そのため、カメラやセンサーなどを使ってワークを検出する方法や、そもそもバラ積み状態を解消してからロボットへ渡す方法などを検討します。

重要なのは「バラ積みだから必ず高度なロボットシステムが必要」と決めつけないことです。

供給方法を変更することで、よりシンプルな自動化が可能になるケースもあります。


5. ロボットハンド・グリッパーの選定が重要

ピッキングを自動化する際、ロボット本体と同じくらい重要になるのが、ワークを直接掴むロボットハンドやグリッパーです。

代表的には、

・外側から挟んで掴む
・内径を利用して掴む
・吸着して持ち上げる
・複数箇所で保持する
・複数ワークを同時に掴む

などの方法があります。

例えば、平らな面があるワークなら吸着できる可能性がありますが、表面が粗い、穴がある、空気が漏れるといった条件では、安定して吸着できない場合があります。

反対に、指で挟む方式でも、ワークが柔らかかったり、傷を付けられなかったりする場合は注意が必要です。

ティーエイチエーでは、ロボットハンド、グリッパー、エンドエフェクタについて、ワークや作業内容に合わせた検討を行っています。

「どのロボットを使うか」だけではなく、「どう掴めば安定して搬送できるか」を考えることが重要です。


6. ロボット化が難しいワークとは？

ピッキング自動化では、特に扱いが難しいワークがあります。

例えば、

・柔らかく変形する
・薄くて1枚ずつ取りにくい
・ワーク同士が絡み合う
・形状が一定ではない
・表裏の判別が難しい
・掴める部分が少ない
・傷や変形が許されない

といったワークです。

ティーエイチエーでは、自動化への取り組みとして、Oリングの組付けやゴム製品を広げながら組み付ける作業、フィルムをはがして折り曲げる作業など、単純な把持だけでは対応しにくいテーマについても検討しています。

こうしたワークでは、ロボットだけで解決しようとするのではなく、

・専用治具を使用する
・ワークを整列させる
・掴みやすい姿勢に変える
・専用ハンドを設計する
・人作業を一部残す

といった方法も含めて考えます。

完全自動化が難しい場合には、人と設備の作業を分けた部分自動化も有効です。


7. ピッキングだけでなく前後工程まで考える

ピッキング作業を自動化しても、その前後工程とのバランスが悪ければ、期待した効果が得られない場合があります。

例えば、

ワーク供給
↓
ピッキング
↓
位置決め
↓
加工・組立
↓
検査
↓
製品排出
↓
箱替え

という一連の工程で考える必要があります。

ピッキングを高速化しても、次工程の加工時間が長ければ、ロボットが待機する時間が増えるだけかもしれません。

反対に、加工設備の能力が高くても、人によるワーク投入が追いついていないのであれば、ピッキング自動化によって設備能力を活かせる可能性があります。

ティーエイチエーでは、製品排出や箱替え、ロボット搬送、検査自動化などについても取り組んでいます。

単独工程だけではなく、どこが生産ライン全体のボトルネックになっているのかを見ることが重要です。


8. ティーエイチエーが考えるピッキング自動化

ピッキング自動化では、最初から「ロボットを導入する」と決めるのではなく、

現在の供給状態
↓
ワークの形状・材質・重量
↓
ワークの位置・姿勢
↓
掴み方
↓
搬送方法
↓
次工程への受け渡し

という順番で整理することが重要です。

例えば、

「整列だけ人が行い、取り出しを自動化する」

「ワーク供給とピッキングだけ自動化する」

「加工機への投入・取り出しまでロボット化する」

「検査や箱替えまで含めて自動化する」

といった段階的な方法も考えられます。

株式会社ティーエイチエーでは、自動化設備、ロボット、ロボットハンド、グリッパー、治具、検査設備、既存設備の改造など、製造現場に合わせた自動化を検討しています。

「箱から部品を自動で取り出したい」
「ピッキング作業に人が付き続けている」
「このワークをロボットで掴めるのか分からない」
「バラ積みされた部品を自動化したい」
「既存設備へのワーク投入を自動化したい」

このような構想段階からでもご相談ください。

実際のワークや現在の供給状態、作業方法、生産数量、前後工程などを確認しながら、自動化できる部分と難しい部分を整理し、現場に合った方法を一緒に検討します。



【企業情報】
株式会社ティーエイチエー
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