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産業用ロボットOSとしてのプラットフォーム

産業用ロボット制御ソフトウェア「クルーボ」は、
多様なニーズに対応可能な柔軟性の高い制御ソリューションです。

独自の新方式によるビジュアルフィードバックを採用しており、
従来必要とされていた煩雑なキャリブレーション作業を行うことなく、
カメラを用いたロボットシステムの構築が可能です。

「crewbo studio」はクルーボの旧製品名です。「ALGoZa Library」「Chitose Robot Service」「crewbo system」はクルーボに統合されました。

概要

産業用ロボット制御ソフトウェア「クルーボ」は、産業用ロボットを高精度・高速に制御するためのリアルタイムビジュアルフィードバック技術を搭載しています。
各メーカのロボット、PLC、センサ、カメラ、Ethernet/IPデバイスに自在につながる産業用ロボットOSとしてのプラットフォームです。

標準同梱品

必要なソフトウェアをすべてインストール済みの制御コンピューターの他、チュートリアルで使用するサンプルハンドやワーク、多様な制御に使えるUSBカメラ、クルーボのセットアップから使用方法まで丁寧に説明したスタートアップガイドが標準で付属します。

  • クルーボインストール済み制御コンピューター:1式
  • USBカメラ:2台
  • サンプルハンドおよびワーク:4種類
  • スタートアップガイド:約180ページ(データ)

※制御コンピューター外観は変更になる場合があります。

国内の主要なロボットに対応

日本国内で流通している一般的なロボットアームに対応しています。産業用ロボットアームに加え、協働型ロボットアームも接続可能です。お客様が保有しているロボットに対応しているか確認させていただくこともできますので、お気軽にお問い合わせください。

クルーボは、ベースキットに、カスタムユニットを追加することで、機能を拡大させることができます。

ベースキットは、クルーボの基本ソフトウェアパッケージです。
納品時には、ビジュアルフィードバック制御を行うための制御PCが同梱します。制御PCはロボット通信や画像認識を高速に行うためのもので、クルーボ基本ソフトウェアがインストール済みで納品いたします。

制御PCは約12cm角の小型PCであり、制御盤内に設置して使用できる産業用コンピュータです。Intel core i5以上のCPU、16GB以上のメモリを備えます。また、動作電源は制御盤内のサプライに合わせて、24Vで駆動します。

詳細はお気軽にお問い合わせください。

ロボットのビジュアルフィードバック制御

ビジュアルフィードバック制御とは

教示再生方式で動くロボットには、人の目に相当するカメラなどはなく、環境の変化に対応できませんでした。

対称物の位置と姿勢が変化するなどの環境変化にロボットが対応するためには、カメラによる外部環境の認識に基づくロボット制御が必要です。この技術はビジュアルフィードバック制御と呼ばれ、工場内でのロボットにも導入されつつあります。

従来方式のビジュアルフィードバック制御とキャリブレーション問題

環境変化に対応可能なビジュアルフィードバック制御ですが、精度よくロボットを動作させるためには、カメラの座標系、ロボットの作業座標系、ロボットの関節角座標系などの座標を正確に設定して、対称物の位置と姿勢を計算する必要があります。

これらの変換の誤差を校正する方法をキャリブレーションと呼びますが、実際の現場ではエンジニアが大変苦労する作業であり、従来方式のビジュアルフィードバック制御では到達できない精度も存在します。

従来方式のビジュアルフィードバック制御方法

座標系の誤差があると、位置/姿勢の精度が劣化します。また、初期設定は高精度に実現できても、利用中に振動などにより座標系がずれる場合があります。 座標変換を繰り返す構造のため、誤差が累積しやすいという弱点があります。

キャリブレーションは日々必須の作業

ロボットは、時間の経過とともにプログラムの座標位置からずれが発生します。始業時や段取り替えで都度キャリブレーションを行う必要があり、ロボットの導入が進まない、導入しても生産性が上がらない要因となっています。

新方式のビジュアルフィードバック制御

「クルーボ」を使った新方式のビジュアルフィードバック制御

クルーボはロボットのビジュアルフィードバック制御のキャリブレーション問題を解消するソフトウェアです。

従来方法は、座標系の誤差を極小化して、精度を高めようとしていました。一方、クルーボでは、対象物と手先の相対位置/姿勢情報のみに着目してロボットを制御します。したがって、座標変換の誤差が累積することはなく、カメラとロボットの座標系は想定した設定位置/姿勢から大きくずれていても、まったく問題はありません。

対象物と手先の相対位置/姿勢情報のみに着目

カメラ、ロボットの座標系を高精度にキャリブ レーションする必要がなく、作業中に座標系が変化しても問題ありません。

クルーボを使った新方式のビジュアルフィードバック制御の性能

精度が低い作業から精度が高い作業まで、システム構築の負担を少なく実装可能です。位置精度が0.5mm以下の超高精度な作業も、負担を 少なく実装できます。

クルーボのメリット

メリット1ラフな環境でロボットを使用できる

ロボットとカメラ、カメラとカメラのキャリブレーション負担ゼロで産業用ロボットアームを制御できます。おおざっぱな環境設定でもロボットを活用できるから、ロボット導入がはじめての現場にも適しています。
たとえば、水はけのために床面にテーパがかかっている現場でも導入いただいています。
また、アンカー打ち不可の環境でも固定せずにロボットをご使用いただくことが可能です。

メリット2超高精度制御が可能

ロボット手先制御精度0.02mmの高精度ハンドリングを実現できます。変形・変動する柔軟な対象物にも対応しています。また、複数メーカーのロボットを用いた多腕同時制御や、複数台のカメラを併用した多視点制御も可能です。まさに、針の穴に糸を通すレベルの制御をかんたんに実装することができます。

メリット3高速&スムーズな動作を実現できる

ロボットへの制御指令を常時調整することで、揺れをおさえてタクトタイムを短縮し、加速度を制御してガタツキを低減します。ロボットへの制御指令を自動調整し、軌道をリアルタイムで変更するので、高速なピック&プレイスや高速で滑らかなトラッキングも可能です。ロボットの駆動能力の限界を考慮した運動制御によって高速スムーズモーションを実現します。

クルーボの活用

活用カメラキャリブレーションが不要だからどこでもカメラを設置可能

ワークが見える位置であればどこでもカメラを設置できます。たとえば、運動するロボットの手先にカメラを搭載するハンドアイカメラ方式は手軽に広い領域を視界に収めることができて便利です。また、作業環境にカメラ用の櫓(やぐら)を用意する手間がなく、移動式ロボットにも適しています。

活用ロボットのベース座標系が変わっても大丈夫

ロボットのベース座標に依存しないクルーボの制御なら、ロボットアームを台車に搭載しても、不意に移動しても、段差に乗り上げて傾いても、制御中に揺らされても、影響がありません。軽量な協働型ロボットアームを手押し台車やAGV/AMRに搭載するアプリケーションにもおすすめです。

活用ワークが移動しても自律的に追従して作業を続行

コンベア上のワークを産業用ロボットアームでハンドリングする場合、従来はエンコーダ連携が必要で手間が大きいものでした。クルーボはロボットアームに搭載されたカメラで対象ワークを認識することで、エンコーダレスでコンベアトラッキングを実現します。挿入やピッキング、プレイシングもお任せください。

活用リアルタイムにワークの位置姿勢変化に迅速対応

センサやカメラを使ってリアルタイムに対象ワークへの位置姿勢制御を実現できます。たとえば、被写体深度の浅い検査検品用カメラを産業用ロボットアームに搭載して、自動位置決めすることや、ラインカメラを搭載して等速で移動しながら検査画像を撮像するなど、幅広い用途で応用いただいています。

従来方式と新方式の制御の比較

比較クルーボなら、細いもの・細かいものが見える

従来の点群を用いたデプスカメラでは、細いものや小さいものを認識することが困難です。これは、デプスカメラがパターン照射の反射によって形状を認識するため、反射領域が小さいワークに対応できないからです。クルーボなら、一般的な2Dカメラと安価なレーザーセンサを組み合わせることで、極細のワイヤや、極小のパーツを認識してピッキングすることが可能です。

比較クルーボなら、ロボットシステムの取り回しが楽

従来のロボットビジョンシステムはカメラのキャリブレーションパラメータが変わらないように、ガッチリとした高剛性のフレームにカメラを取り付ける必要がありました。これは移動させることが難しく、取り回しがよくありませんでした。クルーボなら、キャリブレーション不要の高精度制御が可能で、ロボットシステムの設置場所をかんたんに変更したり、移動式の台車に搭載してモバイルマニピュレーターとして運用することが可能です。

比較クルーボなら、シンプル&低コストに構成できる

従来のロボットビジョンは高価なものが多く、費用の面で導入を断念するケースもあります。これはビジョンカメラが高い、制御用のコンピュータが高い、キャリブレーションやセットアップの人件費がかかる、などの理由があります。クルーボは、市販のUSBカメラや、中古のロボットアーム、加工精度の高くない安価な部品を組合せても、高精度・高速動作のロボットシステムをシンプルに実現することができます。

クルーボのシステム構成

PCベースのロボット制御

クルーボは、産業用ロボットを制御するためのPCベースのソフトウェアです。制御用コンピュータにインストールして使用し、各ロボットコントローラのEthernetポート(RJ45)を介して、TCP/IPで直接ロボットへ制御指令を送信します。

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LANケーブルで接続

接続例

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制御用インダストリアルPCが付属

クルーボには、ロボット用に最適化されたインダストリアルコンピュータ(IPC)が付属します。電源は一般的な100V・単相200V・DC24Vに対応しており、制御盤内への設置にも適しています。画像認識処理に十分な性能を持ち、Core i5以上・メモリ16GB以上を搭載しています。

多様なカメラインタフェース

USB・GigE(Gigabit Ethernet)・PoEなど、さまざまなカメラのインターフェースをご用意しています。用途や予算に応じてカメラを柔軟に選択できます。

産業用デバイスとの接続

専用入出力ユニットを通じて、24V駆動の産業用機器(パトライト、制御盤ボタン、測距センサ、在荷センサ、電磁弁、汎用リレーなど)を接続可能です。センシングやアクチュエーション、既存の加工機との電気接点による通信など、幅広い用途でお使いいただけます。

EtherNet/IPによる高い拡張性

EtherNet/IP準拠の各種デバイス(電動ハンド、電動チャック、アクチュエータなど)と接続することで、メーカーや仕様に縛られない、自由度の高いロボットシステムを構築できます。

力覚センサによる繊細な制御

ロボットの手先にかかる力を検出し、繊細な動きを可能にするのが力覚センサです。クルーボは、6軸で計測可能な静電容量式センサと、高耐久な圧電方式のセンサの両方に対応しています。
複数のセンサを組み合わせることで、より高度な自律制御を実現できます。

セーフティセンサとの連携

協働型ロボットとセーフティレーザスキャナを用いて柵なしでロボットを運用する場合や、作業者とのワーク受け渡しのためにセーフティライトカーテンを用いる実装など、クルーボは幅広い安全対策に対応しています。
セーフティセンサが危険を検知した際は、ロボットコントローラを停止させ、停止信号をクルーボPCが受け取ることで制御を管理しすることで、効率的な現場運用を実現します。

クルーボの開発環境

開発者支援スタートアップガイド

クルーボには、ロボット制御プログラムの基礎から学べるマニュアル「スタートアップガイド」が付属します。
PCによる制御手法、ロボットとの接続方法、カメラを活用した認識処理、産業用デバイスの扱い方などを網羅しており、初めてロボットシステムに取り組む開発者にも最適です。
クルーボ導入企業様は、当社主催の技術講習会にも無料でご参加いただけます。

開発者支援APIリファレンス

ロボット制御用APIを網羅した専用リファレンスマニュアルを提供。
豊富な解説とサンプルにより、現場での開発効率を大幅に向上させます。クルーボPCからいつでも参照可能で、アプリケーション開発を力強くサポートします。

開発者支援統合開発環境

クルーボ内部のアプリケーションは、必要に応じてユーザー側でも開発可能です。
たとえばSIerのエンジニアがアプリケーションを開発し、自社製品としてパッケージ展開することも可能です。一度構築したアプリケーションはそのまま別のロボットへ転用できるため、開発コストを大幅に抑えたシステム構築が実現します。

導入と運用自動起動(オートスタート)モード

クルーボをインストールした制御コンピュータは、自動起動モードを設定することで、主電源が通電した際に自動的にPCが起動してロボットアプリケーションをオートスタートすることができます。
ログインやマウス操作は不要で、電源投入から数秒で自動化システムを運転開始することができ、効率的な運用を実現します。

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LANケーブルで接続

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LANケーブルで接続

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LANケーブルで接続

導入と運用上位PLCからの制御

クルーボは、工場全体の管理を担う上位PLCとの通信にも対応しています。
もっともシンプルな接続方法は、専用の入出力ユニットを介して24Vの電気信号を受け取る方式です。これにより、検査用の管理システムや上位PLC、あるいはMES(製造実行システム:Manufacturing Execution System)からの指示に応じて、ロボットの動作を制御・変更することが可能となります。

導入と運用破損時・修復時のバックアップ

PCベースの自動化においては、「コンピュータが故障した場合の対応」に不安を感じる現場も少なくありません。クルーボでは、ロボットアプリケーションのプログラムをバックアップしておくことが可能です。
万が一、制御用PCが故障した場合でも、あらかじめ用意した予備のPCにプログラムを復元するだけで、速やかにロボットの運転を再開できます。
キャリブレーションを必要としない高精度な技術を活用しているため、復旧作業もシンプルで確実。安心して現場の自動化運用を継続いただけます。