株式会社 新興技術研究所 取締役会長

熊谷 卓

1955年03月 東京大学工学部精密工学科卒業
...もっと見る 1955年03月 東京大学工学部精密工学科卒業
1955年04月 マミヤ光機株式会社入社
1962年11月 技術士国家試験合格・機械部門技術士登録
1963年03月 株式会社 新興技術研究所設立　代表取締役就任、現在　同社取締役会長（業務内容：自動組立機をはじめ各種自動化設備機器等の開発・製作・技術指導）

【歴任】
米国・欧州自動化技術視察団コーディネータ　8 回
自動化推進協会　理事・副会長
精密工学会　自動組立専門委員会　常任幹事
日本技術士会　理事・機械部会長
中小企業大学校講師
日本産業用ロボット工業会　各種委員
神奈川大学講師
自動化推進協会理事
高度職業能力開発促進センター講師
等を歴任

【業績】
著書
自動化機構300選（日刊工業新聞社）、メカトロニクス技術認定試験教本（工業調査会）ほか多数
講演
アジア生産性機構講演で自動化システムを W・T・MACS で表示・解析を提示（世界初）ほか多数
論文
自動化システムのデバッギング理論「チェック機構と最適稼働率」が欧州年間論文大賞にノミネイトほか多数
発明
メカトロニクス技術実習モジュールの発明、地震予知システム「逆ラジオ」の発明ほか多数

株式会社新興技術研究所 熊谷会長様のご好意による「生産性向上とメカトロニクス技術講座」の 40 回目、第 5 章「これから面白くなる自動化の考え方・第 4 世代のシステムへ」の 4 回目です。

当月は「文学的表現から工学的表現にしてシステムを構築」について紹介します。

5 これから面白くなる自動化の考え方・第４世代のシステムへ（4）

ベテランの説明を技術的に理解する

ここで、ベテラン作業員に弟子入りしたのはエンジニヤです。

しっかりした技術を持ったエンジニヤが、ベテラン作業員に弟子入りして実際にやってみれば

「ギューッと・・・」とは “袋の口を上方に\(10kgf\)ぐらいの力で引っ張り上げて食い込み部分を伸ばすことで、必要ストロークは\(200mm\) ぐらいである”

「グイッと・・・」とは “さらに、掴んだ袋の口を上に引っ張りながら二回転ぐらい捻じって袋を細く絞ることである。そうすれば紐の食い込みが緩むことになる。しかしバラツキが多いので捻じり用のチャックには末端増力機構は使いにくい” というように内容を技術的に理解できます。

つまり、弟子入りして自分でやってみればベテラン作業員の文学的な表現の説明を工学的な表現に変換でき、それで初めて自動化システムに適用できるのです。

そこで設計したシステムは図 5-8A のように、まず袋の口に近い部分を強力に掴み、上に引っ張りながら捻じる機構を用意（準備 1・準備 2 ）し、袋の上部を細く絞った状態にしてから V 字型の切込みを持ったセンサプレート 2 枚で挟み、これを上にスライドして紐に引っかかった位置を検出する「紐高さ検出装置」です。

 

これをブロック図にすると図 5-8B のようなバラツキ対応のできるアルゴリズムを持った第 4 世代のシステムになります。

これで紐の位置が見つかるとその高さを記憶して、その位置までカッターを移動して紐を絞めている駒の根元を切断しなければなりません。ところが駒の位置は袋の口の周囲 360 度の何処に来るかわかりません。作業員はこの駒の根元に鋏の先を突っ込んでカットしていますが自動化ではこの位置検出は相当厄介と思われます。図からは光電検出できそうに思われますが、現実には、前回の写真でわかる通り紐には駒の何倍も大きな布製のリボンがついていて、これが光電センサの邪魔をするのでうまくいきません。

そこで考えられることは固形物に接触したことを検出する「接触センサ」を周辺で一回りさせる、など、もう一度センサに頼る方法があります。現実に作業員も駒がリボンの陰で見えないときなど、半分手探りで駒を見つけて、そこに鋏を突っ込んでいます。

 

「接触センサ」が駒に当たった位置を見つけて、そこに作業員の鋏に相当するカッターを突っ込めば切断可能であり、実際作業員が行っていることを忠実に再現した工程になるでしょう。

 

ではこれが自動化システムとして最良の方法でしょうか？

ベテランの動作実現か自動化の工夫か

ここでもう一度考え直してみます。

本来、この自動化システムの目的は「袋の開封」であり「ベテラン作業員の動作の実現」ではないはずです。

エンジニヤが弟子入りしたのは自動化するときに参考にするための巧妙性技法を理論的に学ぶことであって、すべてを模倣するためではありません。作業員の持つ手作業の巧妙性をそのまま実現するより、自動化としてもうひと工夫加えた方が良さそうな場合が往々にしてあるのです。

「ひと工夫」の考え方はいろいろあります。

「どこにあるかわからなければセンサで見つける」というのは常道ですが「どこかわからなければ、やみくもに全部やる」という考え方もありそうです。そこで例えば「爪切りのような 30 度幅のカッターを 30 度づつ移動しながら 12 回切れば駒は 360 度どこにあってもいい」ということに気が付きます。

つまりセンサを一回りさせるのでなく直接カッターを一回りさせるので、2 度手間になるのを省けます。

となると、爪切りのカッターの刃を 90 度づつ切れるようにすればカッティング動作は 4 回で済む、・・・

180 度づつにすれば 2 回で済む・・・180 度カッターを 2 セット用意して両側から切れば一回で済む！！

となります。（どう考えても 360 度カッターにするわけにはいきません）

そこで開発したのが図 5-9A（写真 5-4）に示すような 180 度カッターで、これを左右対称に 2 セット用いたのです。駆動は空気圧シリンダを用い最終端で出力無限大になるトグルを使っています（カッターの方はストロークエンドが定位置なので末端増力機構が使えます）。

写真 5-5 に全周カッティングステーションを示します。180 度カッターセット二組を置いて両側から袋の紐のある位置を挟み込んで切断します。

上述のように作業員の鋏を使った手作業をそのまま実現しようとするとセンサによる駒の位置検出を含む第 4 世代のシステムになりますが、この 180 度カッター方式は図 5-9B のように、極めてシンプルな第 1 世代のシステムで済むのです。

次回は第 1 世代から第 4 世代のまとめとその先について考えてみることにします。

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