先週7/5(水)～7/7(金)に東京ビッグサイトで開催された「第25回インターフェックスWeek東京」において、ボトル供給機メーカーである株式会社徳永製作所（以下徳永製作所）にCambrianビジョンシステムとファナック株式会社（以下ファナック社）産業用ロボットによるボトル供給ロボットのコンセプトモデルをデモ展示いただきました。

今回のBlogでは、徳永製作所のボトル供給ロボットの事業責任者である三橋 友宏様(FA機械事業部　事業部長)に、同社によるCambrianビジョンシステムを活用したボトル供給の自動化の取り組みについてお話を伺いました。

徳永製作所は、医薬品・化粧品・食品のいわゆる「三品」市場向けのボトル供給機を製造している機械メーカーです。シャンプーやドレッシングなど、普段利用している様々なボトル入り製品は、工場でボトルに充填されています。この充填工程の前に空のボトルを充填機に供給する機械がボトル供給機です。私たち徳永製作所のボトル供給機は、ロボットと組み合わせることで、省スペース化と多品種生産に対応しており、国内の多くのお客様からご評価をいただいております。

ボトル供給の自動化への取り組みの背景

ボトル容器の種類によっては、シュリンクフィルムやラベルなどが付き、破れや剥がれが懸念されるもの、高級化粧品のボトルのように意匠性にすぐれたコーティングがされたものなど、特にデリケートな仕様があります。私たちのボトル供給機は従来の機械式に比べるとボトルへのダメージは少ない機構ではありますが、ボトル同士がぶつかったり擦れたりするリスクをゼロにすることはできません。このようにデリケートなボトルを扱って製品を製造しているお客様の選択肢は、これまでは作業者の方々による手作業のみでした。こういった製造ラインは常に人手不足のリスクに直面しています。

Cambrianビジョンシステムによるさらなる自動化ニーズへの挑戦

人によるボトル供給作業では、入荷したボトルの箱や入荷ボトルが移し替えられたクリーンエリア用のコンテナから直接ボトルを取り出します。この工程を自動化するには、箱やコンテナからのバラ積みピッキングが必要です。さらに、特に三品市場は上流から下流までコンベアでつながれたインライン生産が一般的で、ラインの処理能力も相対的に高くなります。また、意匠性の高いボトルには半透明であったり、光沢があったりするものも少なくなく、総じて画像処理に時間がかかり、反射体や透明他の認識が苦手な従来の３Dビジョンではお客様の求めるニーズに合致することが難しい側面がありました。
Cambrianビジョンシステムは、私たち徳永製作所として初めて本格的に取り扱う3Dロボットビジョンです。ライトを用いないため半透明や光沢のあるボトルでも認識でき、しかも高速処理が可能な点で、私たちが目指す次世代型のボトル供給機のコンセプトにピッタリでした。

医薬品・化粧品装置の展示会インターフェックスWeek2023に参加、コンセプトモデルを出展

私たち徳永製作所は、展示会を顧客との重要な接点の場と考えており、今回はCambrianビジョンシステムを搭載したボトル供給機のコンセプトモデルを出展しました。協働ロボットによる自動化は展示会でもお客様のニーズにおいても非常に人気のあるものですが、処理能力を重視するなら産業用ロボットを用いる必要があります。Cambrianビジョンシステムの国内総代理店である株式会社ディジタルメディアプロフェッショナル様のお力添えで、ファナック社製の産業用ロボットとの接続を試みました。これは日本では初めての取り組みだと聞いています。化粧品メーカー様などに向けて、私たち徳永製作所の新たな自動化への挑戦を訴求したいと考えています。

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TOKUNAGA Corporation (TOKUNAGA), a manufacturer of bottle feeding machines, demonstrated a concept model of a bottle feeding robot using a Cambrian Vision System and an industrial robot by FANUC CORPORATION (FANUC) at the 25th INTERPHEX Week Tokyo held at the Tokyo Big Sight from July 5 (Wed.) to 7 (Fri.).

We interviewed Mr. Tomohiro Mitsuhashi, General Manager, FA Machinery Department, in charge of bottle feeding robot business about their efforts to automate bottle feeding using a Cambrian Vision System.

TOKUNAGA is a machine manufacturer that produces bottle feeding machines for the markets of pharmaceuticals, cosmetics, and food. Various bottled products that we use in our daily life, such as shampoos and dressings, are filled into bottles at factories. Bottle feeding machines feed empty bottles to the filling machine before the filling process. Combined with robots, TOKUNAGA’s bottle feeding machines save space and support multi-product production, and have been highly evaluated by many customers in Japan.

Background of efforts to automate bottle feeding

Some types of bottle containers have particularly delicate specifications, such as those with shrink film or labels that may tear or peel, or those with a highly decorative coating, such as bottles for high-end cosmetics. Although our bottle feeding machines are less damaging to bottles than conventional mechanical systems, they cannot eliminate the risk of bottles colliding or rubbing against each other. Until now, the only option for customers who manufacture products with such delicate bottles has been manual operation by workers. Their production lines are always facing the risk of labor shortages.

Cambrian Vision System meets further automation needs

In the manual bottle feeding process, bottles are taken directly from boxes of incoming bottles or clean area containers into which incoming bottles have been transferred. Automation of this process requires bulk picking from boxes or containers. Furthermore, inline production is common, especially in the pharmaceuticals, cosmetics, and food industries, where conveyors are connected from upstream to downstream, and the throughput of the line is relatively high. In addition, many of the bottles with high-quality design features are translucent or shiny, so image processing is generally time-consuming, making it difficult to meet customer needs with conventional 3D vision, which is not good at recognizing reflective or transparent materials.

The Cambrian vision system is the first 3D robot vision system that we, TOKUNAGA, handle on a full scale. It does not use lights, so it can recognize even translucent or shiny bottles, and is capable of high-speed processing.

Demonstration of a concept model at INTERPHEX Week 2023, an exhibition for pharmaceutical and cosmetics equipment

We, TOKUNAGA, consider trade shows to be important points of contact with our customers, and this time we exhibited a concept model of a bottle feeding machine using a Cambrian Vision System. Automation with collaborative robots is very popular at exhibitions and among customers, but when throughput is a priority, industrial robots should be the choice. With the help of Digital Media Professionals Inc, the exclusive distributor of Cambrian Vision Systems in Japan, we attempted to connect to a FANUC industrial robot, which seems to be the first effort in Japan. We would like to appeal to cosmetics manufacturers and other potential customers about our new challenge for automation.