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【第3章】GFコンベアと通信して荷物の搬入出をしてみました

KeiganALIに搭載したSIOコントローラーと光伝送装置を用い、固定コンベアと通信しながら荷物の搬入・搬出を自動化。 光電センサーで在荷を検知し、ライントレースで位置決め、双方のSIOプログラムとALIタスクセットで受け渡しを実現しました。

前回は、SIOコントローラーを使ってKeiganALIのタスクセットからコンベアを制御することに成功しました。

今回はさらにステップアップし、光伝送装置を使用して別のSUS製GFコンベア(以降固定コンベア)と通信し、荷物の搬入・搬出まで自動化してみます。


センサーと光伝送装置を取り付ける

まずは、コンベア上のワーク(荷物)を検知するためのセンサーと、固定コンベアとの通信に使用する光伝送装置を取り付けます。

使用しているSUS製薄型コンベアは両端がGFパイプになっているため、このフレームを活用してセンサーを取り付けることにしました。

荷物の在荷検知には反射形光電センサーを使用します。

まずはおなじみのCAD設計から。

センサー取り付けCAD図
センサー取り付けCAD図

今回はセンサーを上から照射できるよう、フレームを1本立ち上げ、その先端へ取り付ける構造にしました。

ところが、固定用のダブルコネクターが手元にありません。

「無いなら作ろう。」

ということで、3Dプリンターの出番です。

3Dプリンター部品取付図
3Dプリンター部品取付図

ちゃんと取り付くか少し不安でしたが……

ぴったり装着できました!


光伝送装置も専用マウントを製作

続いて、光伝送装置を取り付けます。

こちらも市販ブラケットではなく、ALI専用のマウントを3Dプリンターで製作しました。

取り付け位置は、コンベアを固定しているフレーム前方です。

光伝送装置 取付CAD図
光伝送装置 取付CAD図

完成したマウントはこちら。

光伝送装置 3Dプリンター部品取付図
光伝送装置 3Dプリンター部品取付図

クリアランスも狙い通りで、気持ちいいくらいぴったり収まりました。

ビスで固定して完成です。


配線してシステムを構築

部品が揃ったところで配線を進めます。

ここまで来ると、さすがに配線の本数も増えてきました。

そろそろ配線ダクトが欲しくなってきましたね(笑)

システム構成はこのようになります。

システム構成図
システム構成図


SIOプログラムを作成

続いて、SIO Programmerで制御プログラムを作成します。

今回実現したい動作はこちらです。

コンベア搬出入動作フロー図
コンベア搬出入動作フロー図

今回はALIだけではなく、固定コンベア側にもSIOコントローラーがあるため、それぞれにプログラムを作成します。

まずはALI側。

ALI側SIOプログラム図
ALI側SIOプログラム図

続いて固定コンベア側。

GF側SIOプログラム図
GF側SIOプログラム図

基本的な流れはシンプルです。

ALIから搬入・搬出要求を送信し、固定コンベア側から許可信号が返ってきたら搬送を開始します。

この通信を担当しているのが、今回追加した光伝送装置です。

プログラム完成後、それぞれのSIOコントローラーへ書き込みます。


ALIのタスクセットを作成

最後に、ALI側のタスクセットを作成します。

GPIO信号をトリガーに光伝送装置経由で固定コンベアへ搬送許可を要求し、許可が返ってきたら搬送を開始する流れです。

また、固定コンベアまでの移動には位置精度が求められるため、ライントレースで移動するようにしています。

タスクセットはこのようになりました。

ALIタスクセット図 ←受け渡し動作 受け取り動作→
ALIタスクセット図 ←受け渡し動作 受け取り動作→

いざ動作確認!

それでは、ALIと固定コンベアを配置して……

スタート!!

……

……

通信しない。

「あれ?」

原因を探してみると……

ALI側のSIOコントローラーをRUNモードにしていませんでした。

完全に人為的ミスです(笑)

気を取り直して、RUNに切り替えてもう一度実行。

すると今度は、

荷物の搬出成功!

続けて、

荷物の受け取りも成功!

荷物の受け取り動作動画
荷物の受け取り動作動画

配線やプログラムではなく、単純な設定ミスだったので一安心でした。


まとめ

これで、移動しながら荷物の受け渡しを行える、移動式コンベアとしての基本機能が完成しました。

前回は「パトライト」や「非常停止スイッチ」を追加するとお話ししましたが、先にコンベアの昇降機構を製作することにしました。

昇降機構が完成したタイミングで、安全装置や各種機能もまとめて追加していく予定です。

少し時間は掛かりそうですが、さらに実用的なシステムへ進化させていきますので、ぜひ次回もお楽しみに!

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