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自動化製造業向けリニアガントリーシステム

産業分野におけるロボットの活用が拡大するにつれ、利用可能な様々な種類のロボットとその性能について最新の情報を把握しておくことは賢明である。

今日の産業オートメーション分野では、ロボットは困難で危険な反復作業を担っています。これらの作業には、重い物の持ち上げ、部品のピックアンドプレース、コンポーネントの組み立て、製品の仕分けにおける手作業の補助などが含まれます。ロボットは、その動作、自由度、回転軸、機能に応じて、いくつかのカテゴリに分類できます。

固定式ロボット

固定型ロボットとは、位置を変えずに作業を行うロボットのことです。「固定型」という用語は、ロボット全体ではなく、ロボットのベース部分を指すことが多いです。ロボットは、目的の操作を行うためにベース部分の上を移動します。これらのロボットは、エンドエフェクタの位置と向きを制御することで、周囲の環境を操作します。エンドエフェクタには、ドリル、溶接装置、グリッパーなどがあります。

固定型ロボットは、以下の異なるグループに分類されます。

直交座標系/ガントリーロボット

直交座標ロボット(ガントリーロボットとも呼ばれる)は、直交座標系を使用する3つの直線関節を備えています。これらのロボットは、直線ガイドレールを使用してx軸、y軸、z軸内で動作します。これらのガイドレールは、各直線ガイドレールを対応する軸に沿って移動させることで、エンドエフェクタを正しい位置に移動させるのに役立ちます。これらのロボットは、一般的にピックアンドプレース作業、シーラント塗布、組み立て作業、工作機械のハンドリング、アーク溶接などに使用されます。

円筒形ロボット

円筒形ロボットは、基部に少なくとも1つの回転関節と、リンクを接続するための少なくとも1つの直動関節を備えている。回転関節は関節軸に沿って回転運動を行い、直動関節は直線運動を行う。これらの動きは、円筒形の作業領域内で行われる。円筒形ロボットは、組立作業、工作機械やダイカスト機のハンドリング、スポット溶接などに用いられる。

球形ロボット

これらは極座標ロボットとも呼ばれます。アームはねじりジョイントでベースに接続されており、2つの回転ジョイントと1つの直線ジョイントが組み合わされています。これらのジョイントの軸は極座標系を形成し、球状の作業領域内で動作します。これらのロボットは、工作機械のハンドリング、スポット溶接、ダイカスト、仕上げ加工機、ガス溶接、アーク溶接などに使用されます。

SCARAロボット

SCARAロボットは主に組立用途に使用されます。円筒形のコンプライアントアームは、2つの平行な関節で構成されており、選択された平面内で柔軟性を発揮します。これらのロボットは、ピックアンドプレース作業、シーラントの塗布、組立作業(例えば、組立品の穴あけやねじ切り、工作機械のハンドリングなど)に使用されます。

ロボットアーム

ロボットアーム、または多関節ロボットは、単純な2関節構造から10個以上の関節を持つ複雑な構造まで、回転関節を備えています。アームは、回転関節を備えたベースに接続されています。回転関節はアーム内のリンクを接続し、各関節は異なる軸となり、自由度をさらに高めます。産業用ロボットアームは、4軸または6軸を備えています。このようなロボットは、主に重量物の持ち上げや危険な動作を伴う組立作業、ダイカスト、仕上げ加工機、ガス溶接やアーク溶接、塗装などに使用されます。

並列ロボット

パラレルロボットはデルタロボットとも呼ばれます。共通のベースに接続された関節付き平行四辺形で構成されています。平行四辺形は、ドーム状の筐体内でアームツールの片端を動かします。主に食品、医薬品、電子機器業界で使用されています。ロボット自体が精密な動作が可能であるため、医薬品や食品の仕分け作業など、ピックアンドプレース作業に最適です。

車輪型ロボット

車輪型ロボットは車両をベースとしており、駆動システムまたは履帯システムによって位置を変更します。このようなロボットは機械的に容易に構築でき、コストも低く抑えられます。移動が容易なため、さまざまな環境で動作し、単輪、二輪、三輪、四輪、多輪、履帯式など、多様な形態があります。

無人地上車両として運用することを想定したこの設計は、特許取得済みのセーフガードジョイントのおかげで、多種多様な積載物に対応し、ほとんどの地形を走破できます。このジョイントは、困難な地形でもプラットフォームの安定性を確保し、転倒することなく階段を登ることを可能にします。不整地での使用はもちろん、倉庫やオフィスビル内での機器運搬にも適しています。ロボットはカスタマイズ可能で、ユーザーはセンサー、ロボットアーム、または異なるペイロードを追加して、タスクを完了させることができます。

脚式ロボット

脚式ロボットも移動ロボットの一種ですが、より複雑な動きをします。これらのロボットは、電動式の脚部を備えており、それによって移動を制御し、不整地でも効果的に動作することができます。ただし、その複雑さゆえに、価格が高くなる傾向があります。脚式ロボットの種類には、1本脚、2本脚(ヒューマノイド)、3本脚、4本脚、6本脚(六足歩行ロボット)、そして多数の脚を持つロボットなどがあります。

このロボットには、車の運転、壁への穴あけ、ドアの開閉、起伏の激しい地形の走行など、複雑な作業を実行することが求められた。ロボットは2本の脚で動作するが、膝に内蔵されたローラーを利用できるという利点がある。

動物型ロボット、群ロボット、モジュール型ロボット

ロボットの設計の多くは動物の動きに基づいている。泳いだり飛んだりできるロボットは、魚や鳥から着想を得ている。ロボットはこの傾向を象徴するものであり、現代の自動化において自然界の力学をどのように活用するかを研究する上で役立っている。

群ロボットとモジュール型ロボットは、一連のロボットで構成されています。群ロボットは、協調モジュールとして動作する複数の小型ロボットから成りますが、単一の統合ロボットを形成するわけではありません。モジュール型ロボットも複数のロボットで構成され、群ロボットよりも多機能です。単一のモジュールが自律移動し、単独で動作することも可能です。モジュール型ロボットは、その多様な構成により、広範囲をカバーする必要がある作業に適しています。


投稿日時:2021年6月7日
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