産業用ロボットを正しく選ぶには?

産業用ロボットは多機能マニピュレーターで2軸またそれ以上の再プログラム可能です。様々な作業を実現するために資材、部品や道具を多様でプログラム可能な操作で動かすことができます。この柔軟性が産業用ロボットがどの分野でも役立つ理由です。この購入ガイドは産業用ロボット専用です。サ-ビス用ロボットや 検査用ロボット は別途です。

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どのように産業用ロボットを選べば良いか?

産業ロボット選ぶ上での重要な選択基準となるのはその応用分野です。ロボットが行う主要作業によって主に4つのタイプのロボット(垂直多関節型、直角座標型、水平多関節型(スカラ型)またパラレルリンク型)から選ぶことができます。これらのロボットには軸数、可搬質量(通称ペイロ-ド)また可動範囲などの制約と利点があります。このような基準が選択を絞り込む鍵となります。

主な産業用ロボットのタイプ

  • 直角座標型ロボット
  • スカラロボット(水平多関節型ロボット)
  • 垂直多関節型 ロボット
  • パラレルリンク型ロボット
  • 円筒座標型ロボット(一般的でない)

なぜ直角座標型ロボットを選ぶのか?

WITTMANN BATTENFELDの直角座標型ロボットの例
WITTMANN BATTENFELDの直角座標型ロボットの例

直角座標型ロボット直線軸上のみを動くので無駄が無くプログラムが容易です。例えば機械からの取り出しなどの繰り返し作業を行うのに最適です。その主な利点はどの作業場でも位置決め精度を高度にできる所です。

例えばほとんどの三次元測定機はこの構造で造られています。さらに構造モジュラリティは、中でも全ての機械を制御する大型ロボットの実現を可能にします。応用例としては、直角座標型ロボットを正確な位置決めを必要とする組み立て作業や工作機械の制御(加工部品の供給/取出しと部品の交換)、射出成形用のピックアンドプレース作業などに利用できます。

平均よりも重い可搬重量を取り扱っている場合、直交タイプの直角座標型ロボットとみなしてください。さらにこのタイプのロボットは可搬重量と可動範囲がより高度です。

直角座標型 ロボットの選択基準

  • 最大可搬質量(500kgまで)
  • 可動範囲
  • 自己学習
  • 詳細
  • 簡単プログラミング
  • 低価格

どんな場合にスカラロボットを選ぶか?

OMRONのスカラロボット
OMRONのスカラロボット

スカラロボットは同時に回転しながら垂直軸に沿って作業します。このロボットは直角座標型ロボットよりも柔軟で高速です。Z軸からのみの移動をしながら垂直挿入作業が特徴です。 このロボットの設定は低価格で簡単な構造を実現します。

ほとんどのスカラロボットは4自由度で造られており、加工部品の完全な方向づけを必要としない簡単な組み立て操作に使用されています。

このような作業では、スカラロボットは多関節ロボットより高精度で低価格です。しかし部品の完全な方向づけのために6自由度を必要とする場合、運転融通性を持つ多関節ロボットをおすすめします。

スカラロボットの選択基準

  • 組み立て作業
  • 繰り返し性
  • 可動範囲
  • 搬送作業

なぜ垂直多関節ロボットを選ぶのか?

KUKAの垂直多関節ロボット
KUKAの垂直多関節ロボット

多関節アーム型ロボット は人間の腕に近い構造になっているのが特徴です。連続的な関節が4から7自由度を可能にします。柔軟性の高いこの構造で様々な姿勢と方向で作業することができます。このロボットはアーク溶接、スポット溶接、搬送、ロードなどの幅広い作業に利用できます。

一方で他のロボットと比べ値段が高くプログラミングが難しいです。最近では協働タイプが増えてきています。

垂直多関節ロボットの選択基準

  • 最大可搬質量(2トンまで)
  • 可動範囲
  • 軸数が多い
  • 協働
  • 塗装
  • フレキシビリティ

なぜパラレルリンクロボットを選ぶのか?

パナソニックのパラレルリンクロボット
パナソニックのパラレルリンクロボット

パラレルリンクロボットは、ベースから複数のリンクで並列に連結されている機構を採用しています。パラレルロボットの中でも特にデルタ型パラレルリンクロボットが有名です。繊細かつ精密な動きが可能な構造です。ダイナミックな動作で、少ないペイロ-ドの組み立てや梱包作業、また軽量物(10gから1kgまで)のピックアンドプレースに適しています。

これらの産業用ロボットは食品産業、医薬品産業、電子工業によく利用されています。

パラレルロボットの選択基準

  • 高速
  • 精密
  • 組み立て作業
  • 低積載量
  • 医薬品産業
  • 電子工業
  • 食品産業

ロボットの軸数はどう選べばいいか?

必要な軸数は作業の複雑さに比例します。例えば自動車産業に利用されている塗装ロボットは、6軸以上必要です。14軸以上を持つロボットもあり、2本のア-ムを持つ7軸づつで構成されています。一般的に軸があるほど精密さが低下します。メ-カ-は、パラレルリンク型ロボットに軸数を記載することはほどんとありません。

ロボットの最も一般的な用途は何か?

多くのロボットはフレキシブルで様々な作業ができます。一方で多くの製造者は特殊作業のためのロボットを提案します。これらのロボットには特殊設備が備えられています。例えば溶接ロボットは一般的に溶接ト-チを備えています。塗装ロボットは 特殊な防水と保護がされています。パレタイジングロボットはより頑丈な構造になっています。

産業用ロボットの主な用途

  • 溶接
  • 塗装
  • パレタイジング
  • ピックアンドプレース
  • 搬送

産業ロボットの寸法はどう決定するか?

ロボットの最大可搬質量 (ペイロ-ド) はKgで表示されています。最大積載量は、ロボットが持ち上げられる最大重量を意味します。EOAT(アームエンド金型)の重さも含んでいます。

可搬質量は用途、製品、使用ロボットにより変化するため、ロボットの寸法を測ることはとても大切です。Directindustryでは可搬質量のフィルタ-を使うことで、より簡単にロボットの選択ができます。

可動範囲また可動域はミリメ-トルで表示されています。一般的に「作業スペ ース」と呼ばれていて産業用ロボットの操作域を意味します。最大可動範囲はロボットの中心からア-ムの最大長までを含みます。それはロボットのモデルによって変化し、ロボットを必要な用途に適応するために重要です。

仕様表

  • 最大可搬質量 :Kg
  • 可動範囲 : mm
  • 繰り返し性 : mm

最近の市場傾向 :協働ロボット?

KUKAの協働ロボットの例
KUKAの協働ロボットの例

最新のロボットの中で 協働ロボットの登場は産業業界を革新しました。協働ロボットは環境と相互作用できます。

協働ロボットとオペレ-タ-は、安全バ-無しで同じスペ-スで働くことができます。協働ロボットは安全システムを備えており、力の制御に基づいており、常に監視下に置かれているため、人とロボットの協働作業が可能になりました。触覚、カメラ、衝突防止システムが事故を回避しながらロボットと人間の動作を連携させます。

協働ロボットの利点の中で、導入と開始時のコストが低いという点も大切です。協働ロボットの学習モ-ドは、プログラミングと始めのノウハウ学習を容易にします。他のロボットに比べより柔軟で作業場を移動できプログラムが容易にできます。

不利な点は、積載量が低いことと操作速度が他のロボットと比べ遅いことです。協働ロボットは製造産業、また自動車産業、検査作業、搬送、医療業界では手術で大いに活躍の場があります。

産業用ロボットの値段は?

ロボットのタイプ 最安値 最高値
直角座標型ロボット3-4軸 4万ユ-ロから6万5千ユ-ロ 7万5千ユ-ロから9万ユ-ロ
スカラロボット4軸 1万5千ユ-ロから2万5 千ユ-ロ 3万5千ユ-ロから6万ユ-ロ
垂直多関節ロボット6 軸 6万ユ-ロから9万ユ-ロ 12万ユ-ロから14万ユ-ロ
協働垂直多関節ロボット6軸 2万5千ユ-ロから3万ユ-ロ 4万ユ-ロから7万ユ-ロ
パラレルリンクロボット6軸 2万ユ-ロから3万ユ-ロ 4万5千ユ-ロから7万5千ユ-ロ