ロボットグリッパー向け伸縮自在な接触センサーユニットを開発――傷みやすい物のピッキング作業の自動化へ 大日本印刷

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大日本印刷は2020年10月9日、AIやセンサーなどを生かして物をつかむロボットグリッパー向けに、独自の伸縮自在な配線構造を持ち、樹脂などの柔軟な部分にも直接装着できる接触センサーユニットを開発したと発表した。同接触センサーユニットを用いれば、これまで人が担ってきた果物や野菜などのピッキング作業を、柔軟性のあるロボットグリッパーで自動化でき、省人化につながるという。

ロボットグリッパーは、製造業以外の分野でも導入が進んでいる。傷みが生じやすい果物や野菜などを扱う食品分野では、柔軟性のあるロボットグリッパーが用いられている。この種のロボットグリッパーには、物を握って持ち上げる把持力を検出する接触センサーの装着が必要だ。

しかし、接触センサーをつなぐ配線ケーブルがピッキング作業の邪魔になり、誤ってケーブルをつかむことで断線する問題があった。また、作業の邪魔にならないよう、ロボットグリッパーに直接ケーブルを装着した場合、伸縮性のないケーブルが断線するという課題もあった。

そこで大日本印刷は、伸縮性ハイブリッド電子実装技術を活用し、伸縮自在な配線の接触センサーユニットを開発した。柔軟性のあるソフトなロボットグリッパーに、この接触センサーユニットを直接装着しても断線は発生しないという。

開発された接触センサーユニットは、伸縮配線と感圧ゴムを組み合わせた構造を持つ。一般的な接触センサーの方式には静電容量式と感圧式があるが、配線の容量変化を考慮/補正する必要のない感圧式を採用した。全体の厚みは約2mmで、配線材料には銅を使用。130%までの伸縮動作を、食品ピッキングに必要とされる100万回程度繰り返しても、電気的/機械的特性が損なわれないことが確認済みだ。

なお、本製品の開発に用いた伸縮性ハイブリッド電子実装技術は、柔軟な基材を曲げ伸ばししても抵抗値が変わらない電極配線を可能とする技術だ。剛直な部品を電子回路基板上に実装しても伸縮時に断線しにくい工夫も盛り込んでいる。

大日本印刷は今後、把持力の検出だけではなく、ロボットのフィードバック制御や駆動でもさらなる精度の向上を図り、きめ細やかなロボット制御の研究を進めていくとしている。

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