仙台高専向けデジタルツイン (ロボット) 納入実績

製造ラインを意識した次世代型・簡易教育システム提案

背景と目的: 次世代エンジニアに求められるスキル

製造現場のシフト

従来の単なる「軸制御」から、複雑で実践的な「スカラ制御 (SCARA)」を用いた製造ラインへと移行中。

求められるエンジニア像

現実空間と仮想空間（シミュレーション）を差別化せず、両空間をシームレスに（意識せずに）往来・操作できる人材。

本提案の目的

オフラインティーチングから実機動作の即時検証までを網羅する、スカラーロボットとシミュレータを融合した次世代学習環境の構築。

システム全体像：環境を意識させない単一の学習空間

仮想空間

スケールロボットシミュレーションシステム

PC 上のアプリケーション内におけるシミュレーション環境

現実空間

スケールロボットシステム

実機による精緻な
ロボット制御環境

運用基盤

インストール・教育マニュアル

導入から操作、他高専への展開を見据えた
包括的なトレーニングマニュアル一式

「これらは独立したシステムではなく、環境を意識させない
単一のシームレスな学習環境として機能します。」

システム構成図：デジタルツイン・トポロジー

・Windows 11 Pro
・Core i3以上
・メモリ 4GB以上
・SSD 500GB以上
・スケールロボットシミュレータ搭載

構成詳細：ハードウェア連携イメージ

三菱製 GOT

(Graphic Operation Terminal)

PLCと接続され、直感的なHMI（ヒューマンマシンインターフェース）操作と状態監視を提供。

三菱製 PLC

(Programmable Logic Controller)

システムの頭脳。ラダー/SFCプログラムの実行基盤。電源ユニットと共に別空間に収納。

水平多関節ロボット

(SCARA Robot)

PLCからの指令に基づき高精度な物理駆動を実行。

ハードウェア制約・スペック

システム全体電源容量：2kW以下      フットプリント：1000×1000×1700mm以内

仮想空間：シミュレーションシステムの機能

3D可視化と環境構築

スケールロボットと動作環境を3D表示し、現実と同じ実験環境を仮想内に再現。

軌跡可視化とデータ出力

動作軌跡のビジュアル化と3D座標データの出力。

パラメータ&
オートチューニング

ターゲットマシンの各種パラメータ設定と、最適値のオートチューニング機能。

ダイレクト通信

制御用PLCとの直接通信によるオンライン/オフラインシミュレーション。

現実空間：スケールロボットシステムの実装

基本スペック

– 可搬重量: 3kg以上
– サイクルタイム: 0.44s以下
– 位置繰り返し精度: ±0.01mm以内
  (X-Y合成)

可動範囲 (Workspace)

– 水平: X=100mm, Y=450mm
– 高さ: Z=100mm

ツール&タスク

– エンドエフェクター: 吸着パッド方式
  (コンプレッサ搭載)
– 実習タスク: 3種類の受け治具間での円筒
  形ワーク (φ35~45mm樹脂製) 搬送

教育現場に最適化された安全性とモビリティ

安全性 (Safety First)

透明樹脂カバーによる保護スケール
扉開閉時のシステム電源自動遮断機能
緊急停止(非常停止) ボタンの標準装備
漏電時の自動停止機能

モビリティ (Mobility)

分割式構造(ロボット部とコントローラ部の分離運搬が可能)
ロック機構付きキャスターによる容易な移動
標準的なAC100Vコンセント駆動

デジタルツイン・ループ：双方向のデータ連携

3D CADデータのインポートとオフラインティーチング。

プログラム・座標データを実機の三菱製PLC/GOTへ転送。

スカラーロボットによる高精度な物理タスクの実行。

現実空間での稼働情報・センサーデータを取得し、仮想空間のシミュレータへフィードバック・状態表示。

教育的価値と学習ステップ

Step 4：データ連携・最適化

双方のデータを共通利用し、チューニングと最適化問題を解決。

Step 3：オンラインティーチング

実機 (GOT・ティーチングボックス)を用いた現実空間での動作検証。

Step 2：オフラインプログラミング

PC上でのラダー/SFCプログラム作成とシミュレーション。

Step 1：環境モデリング

仮想空間上でのロボット・実習環境の構築。

日本語版トレーニングマニュアル標準提供

導入実績：全国の高専ネットワークへの展開

「全く同じシステム構成での導入・運用実績があり、標準化された高度な教育プラットフォムとして実証済みです。」

Proven

実証済み

Proven

実証済み

1. 仙台高等専門学校広瀬キャンパス

2. 奈良工業高等専門学校

3. 久留米工業高等専門学校

安心の保守・運用支援体制

まとめ：次世代エンジニア育成の強固な基盤