Technology
AMR搬送
(AMRはんそう)
AMR搬送とは、自律走行搬送ロボットであるAMRを使用して、原料、部品、容器、完成品などを工場や倉庫内で搬送することです。AMRはAutonomous Mobile Robotの略で、周囲の地図やセンサ情報を利用して現在位置を推定し、目的地まで自律的に走行します。
床面に磁気テープや誘導線を敷設する搬送車と異なり、AMRは登録された地図上で経路を計画し、障害物を避けながら走行できる点が特長です。製造設備の配置変更や搬送先の追加に対応しやすく、人が台車を押して行っていた運搬作業の省力化に利用されます。
AMRの走行の仕組み
AMRは、レーザスキャナ、カメラ、距離センサ、車輪の回転情報などを利用して、自機の位置と周囲の状況を認識します。導入時に作成した地図とセンサ情報を照合しながら走行します。
目的地が指定されると、地図上で走行可能な経路を計算します。通路に人や台車などの障害物がある場合は、減速、停止、迂回などを行います。
複数台を運用する場合は、上位の管理システムが各AMRへ搬送指示を割り当て、経路の混雑や充電状態を管理します。
AGVとの違い
AGVはAutomated Guided Vehicleの略で、一般に磁気テープ、磁気マーカ、誘導線などの決められた経路に沿って走行します。AMRは地図とセンサを利用し、状況に応じて経路を変更できます。
AGVは走行経路が明確で、固定された繰返し搬送に適しています。AMRはレイアウト変更や複数経路への対応が必要な設備で利用しやすい傾向があります。
ただし、製品名称としてAGVとAMRの区分が異なる場合もあるため、選定時には実際の走行方式と機能を確認します。
AMR搬送の主な用途
- 原料容器を計量設備まで搬送する
- 計量済み材料を混合工程へ運ぶ
- 部品箱を組立ラインへ供給する
- 完成品を検査・梱包工程へ移動する
- 空容器やパレットを回収する
- 倉庫と製造設備の間を往復する
計量設備と組み合わせる場合は、原料容器を秤へ搬入し、計量完了後に次工程へ搬送する一連の流れを自動化できます。
搬送物の受渡し方法
AMRの上部には、棚、ローラコンベヤ、リフタ、フック、ロボットアームなどを搭載できます。搬送物の形状や重量、受渡し先の設備に応じて選定します。
ローラコンベヤ型では、固定設備側のコンベヤと高さを合わせ、双方のローラを連動させて荷物を受け渡します。リフタ型では、棚や台車の下へ入り込み、持ち上げて搬送します。
受渡し時には、AMRが所定位置へ正確に停止したこと、搬送物が存在すること、固定設備が受入れ可能な状態であることを相互に確認します。
設備との連携
AMRと製造設備は、無線LAN、接点信号、PLC通信、上位システムなどを通じて連携します。例えば、計量設備が搬出可能になったときにAMRを呼び出し、到着後に搬送物を受け渡します。
一般的な連携手順は次のとおりです。
- 設備から搬送要求を出す
- 管理システムがAMRを選択する
- AMRが搬送元へ移動する
- 到着と位置決め完了を確認する
- 搬送物を受け取る
- 搬送先まで走行する
- 搬送物を引き渡す
- 搬送完了を上位システムへ通知する
各工程で確認信号を設け、受渡し途中にAMRや固定設備が誤って動作しないようインターロックを構成します。
経路とレイアウトの設計
AMRの走行には、本体幅に加えて安全に通過できる通路幅が必要です。曲がり角、すれ違い場所、充電場所、待機場所も考慮します。
床面の段差、傾斜、溝、滑りやすさは走行安定性に影響します。エレベーターや自動扉を通過させる場合は、設備との通信連携が必要です。
人やフォークリフトが多い通路では、AMRが頻繁に停止して処理能力が低下する可能性があります。人と車両の動線を分けることも検討します。
処理能力の考え方
必要台数は、搬送距離、走行速度、積み降ろし時間、待機時間、充電時間から検討します。
1回の搬送に必要な時間は、概念的に次のように表せます。
搬送時間＝往路走行時間＋受渡し時間＋復路走行時間＋待機時間
実際には、障害物による停止、交差点での待機、充電などを考慮して余裕を持たせます。必要処理量に対して台数が少ないと、搬送待ちによって製造設備が停止する可能性があります。
安全機能
AMRは、レーザスキャナやバンパセンサなどで人や障害物を検知し、減速または停止します。ただし、安全機能の範囲や性能は機種によって異なります。
搬送物が本体からはみ出す場合や、上部に可動機構を搭載する場合は、AMR本体のセンサだけでは危険範囲を十分に検知できないことがあります。設備全体としてリスクアセスメントを行います。
非常停止ボタン、警告灯、音声案内、走行表示なども運用環境に合わせて検討します。
充電方法
AMRはバッテリーで動作します。作業者が充電器へ接続する手動充電と、AMRが自動的に充電ステーションへ移動する自動充電があります。
自動充電では、搬送要求が少ない時間や、残量が設定値を下回ったときに充電します。複数台を運用する場合は、充電設備の数と位置も処理能力へ影響します。
異常時の確認方法
AMRが目的地へ到着しない場合は、経路上の障害物、地図情報、無線LAN、バッテリー残量、走行エラーを確認します。特定位置で停止する場合は、床面状態や周囲形状が位置推定に適しているか確認します。
搬送物を受け渡せない場合は、停止位置、設備側センサ、コンベヤ、インターロック信号を確認します。AMR単体が正常でも、固定設備との信号不一致によって動作しないことがあります。
導入時のポイント
搬送物の重量、寸法、搬送回数、搬送距離、通路幅、床面、受渡し方法を確認します。必要な可搬質量と走行速度から機種を選定します。
既設設備と連携する場合は、PLC、通信方式、搬送要求、到着信号などのインターフェースを整理します。無線LANの通信品質についても、走行経路全体で確認します。
導入後の運用を安定させるため、通路へ物を置かない、搬送物を所定位置へ置く、異常停止時の対応者を決めるなどのルールも必要です。
保守・更新
定期的に車輪、センサ、バッテリー、充電端子、非常停止機能を点検します。床面や設備レイアウトを変更した場合は、地図や走行経路を更新します。
上位システムやPLCを更新する場合は、搬送指示や完了信号の通信仕様を確認します。AMRの台数を増やす場合は、通路の混雑、充電設備、無線LAN容量も見直します。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、計量設備や原料供給設備とAMRを組み合わせた搬送自動化について、搬送物、処理能力、受渡し方法、既設設備などの仕様を確認して検討します。
PLCによる搬送要求、到着確認、コンベヤ連動、計量実績との連携についても、AMRメーカーの通信仕様を確認して構成します。
よくある質問
Q. AMRとAGVは何が違いますか？
A. 一般にAGVは決められた誘導経路を走行し、AMRは地図とセンサを利用して経路を判断します。
Q. 人がいる通路でも走行できますか？
A. 障害物を検知して減速・停止できる機種がありますが、通路幅や人の動線を含めた安全設計が必要です。
Q. 計量設備と自動連携できますか？
A. 搬送要求、到着、受渡し完了などの信号を連携することで、自動搬送できる構成を検討します。
Q. 床に磁気テープを貼る必要はありますか？
A. 地図を利用して自律走行するAMRでは、通常、走行経路全体への磁気テープは必要ありません。
Q. 既設工場にも導入できますか？
A. 通路幅、床面、受渡し設備、無線通信などの条件を満たせば対応できる場合があります。