大学校及び設置科 関東職業能力開発大学校生産システム技術系
課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 自動化機器設計、CAD/CAM応用実習、精密加工応用実習、精密機器製作課題実習、電子装置設計製作実習、電気装置設計製作実習、自動化システム応用実習、通信プロトコル実装実習、セキュアシステム構築実習、組込みシステム構築課題実習
課題に取り組む推奨段階 応用課程2年
課題によって養成する知識、技能・技術

機械設計技術、CAD/CAEによる機構解析技術、機械加工技術、組立て技術、電子回路設計技術、基板製作技術、自動化システム制御技術、画像処理技術、通信技術、組込みシステムプログラミング技術

製作の目的と概要

本開発課題は、茨城県つくば市の紫峰銀杏組合からの依頼によるものです。同組合では、薄皮に傷がなく市場価値の高いA級品剥き銀杏を主力商品として出荷していますが、図1に示すようにほとんどの工程は手作業であり、“人材確保が困難”、“人材の高齢化”、“コスト高”といった問題がありました。昨年度は、「殻割り」と「品質判定」の工程を一体化した装置を開発しました。今年度は、「殻割り」を分離し、「品質判定」と「大きさ判別」を一体化した「判別装置」と、最終工程である「箱詰め装置」を開発することにより、銀杏出荷に係る全工程の自動化を図るとともに、企業の状況に応じて所望の工程を機械化し、人と機械との協働作業を可能とするシステムの構築を目的としました。
★技能・技術習得目標:
ブレーンストーミング等を活用した柔軟な発想法を習得します。また、実験と検証に基づいた構想設計を行ない、3科の知識・技能・技術の有機的融合と創造を習得します。

成果

銀杏は収穫後の保存期間により薄皮の色が変化するため、傷の判別は薄皮の色合いによる閾値をパターン化し、作業前に選択する方式としました。また、依頼企業によって大きさ判別された銀杏を検証した結果から、大きさ判別は統計的に妥当性のある重量判別とし、判別装置の成功率91%を達成しました。
ブレーンストーミングにより発想された複数のアイデアを実験により検証しました。その結果、斜めに傾けた木箱を振動させながら銀杏を投入する構想(図2)を採用し、箱詰め成功率100%を達成しました。
★アピールポイント:
11月のアグリビジネス創出フェア2015への出展を目指して開発に取り組んだ結果、新規開発の装置でありながら、確実な工程管理により早期に動作が確認できました。
アグリビジネス創出フェアでは、述べ300人を超える来場者に学生が主体となって装置の説明を行ないました(図3)。その結果、来場者の貴重なご意見やアドバイスを学生が直接聞き、フェアの後に学生が主体的に装置の改良に取り組み、箱詰め成功率100%を達成しました。
フェアでは、銀杏より更に市場規模の大きな「ピスタチオ」にも本装置の発想が役立つのではないかというご意見も頂いており、本装置のアイデアを活用した装置開発依頼の可能性も見えてきました。
剥き銀杏の判別・箱詰め装置の開発(H27)の画像1
図1.銀杏出荷作業の工程
剥き銀杏の判別・箱詰め装置の開発(H27)の画像2
図2.ブレーンストーミングによる箱詰め装置の構想
剥き銀杏の判別・箱詰め装置の開発(H27)の画像3
図3.アグリビジネス創出フェア2015への出展