何ですか産業用ロボット？
"ロボット"意味の幅が広く、大きく変動するキーワードです。人型機械や、人が乗り込んで操作する大型機械など、様々なものが連想されます。
ロボットは20世紀初頭にカレル・チャペックの戯曲で初めて構想され、その後多くの作品に描かれ、その名を冠した商品も発売されました。
こうした中、今日のロボットは多種多様であると考えられますが、産業用ロボットは多くの産業で活用され、私たちの生活を支えてきました。
産業用ロボットは、自動車・自動車部品業界、機械・金属業界に加え、半導体製造や物流など、さまざまな業界での活用が広がっています。
産業用ロボットを役割の観点から定義すると、主に人間ではなく重労働や重労働、正確な繰り返し作業を必要とする作業に従事するため、産業の生産性向上に貢献する機械と言えます。
歴史産業用ロボット
アメリカでは、最初の商用産業用ロボットが 1960 年代初頭に誕生しました。
1960年代後半の高度成長期にあった日本に導入され、1970年代から国産ロボットの生産・実用化に向けた取り組みが始まりました。
その後、1973年と1979年の二度のオイルショックにより価格が上昇し、生産コストを削減する機運が強まり、それが業界全体に浸透していきました。
1980年はロボットが急速に普及し始め、「ロボット大流行の年」とも言われています。
ロボット導入の初期目的は、製造業における高負荷な作業の代替でしたが、ロボットは連続動作や正確な反復動作といった利点も備えているため、今日では産業生産性の向上のために広く活用されています。その適用分野は、製造工程だけでなく、運輸・物流など様々な分野に広がっています。
ロボットの構成
産業用ロボットは、人ではなく作業を運ぶという点で、人体と似た仕組みを持っています。
例えば、人が手を動かすときは、脳からの命令が神経を通して伝わり、腕の筋肉を動かして腕を動かします。
産業用ロボットには、腕とその筋肉として機能する機構と、脳として機能するコントローラーがあります。
機械部品
ロボットは機械ユニットです。様々な重量の可搬型があり、作業内容に応じて使用できます。
さらに、ロボットには複数の関節（ジョイントと呼ばれる）があり、それらはリンクによって接続されています。
制御ユニット
ロボットコントローラーはコントローラーに対応します。
ロボットコントローラは格納されたプログラムに従って演算を行い、それに基づいてサーボモーターに指示を出してロボットを制御します。
ロボットコントローラには、人とのコミュニケーションのためのインターフェースとなるティーチングペンダントと、起動・停止ボタン、緊急スイッチなどを備えた操作ボックスが接続されています。
ロボットは、ロボットを動かすための電力とロボット コントローラからの信号を伝送する制御ケーブルを介してロボット コントローラに接続されます。
ロボットとロボットコントローラは、メモリ動作を備えたアームを指示に従って自由に動かすことができるようになりますが、用途に応じて周辺機器を接続して特定の作業を実行できるようになります。
作業に応じてエンドエフェクタ（ツール）と総称される様々なロボット取り付け装置があり、これらはロボット先端のメカニカルインターフェースと呼ばれる取り付け口に取り付けられます。
さらに、必要な周辺機器を組み合わせることで、希望の用途向けのロボットになります。
※例えばアーク溶接では、溶接ガンをエンドエフェクタとして用い、溶接電源や送給装置は周辺機器としてロボットと組み合わせて使用します。
さらに、センサーはロボットが周囲の環境を認識するための認識ユニットとしても活用できます。人間の目（視覚）や皮膚（触覚）のような役割を果たします。
センサーを通じて物体の情報を取得・処理し、その情報を利用して物体の状態に応じてロボットの動きを制御することができます。
ロボットの仕組み
産業用ロボットのマニピュレータを機構別に分類すると、大きく分けて4つの種類に分けられます。
1台の直交ロボット
アームは直動ジョイントによって駆動されるため、高剛性・高精度という利点があります。一方で、ツールの動作範囲が地面との接触面積に対して狭いという欠点があります。
2 円筒形ロボット
第一アームは回転関節で駆動されます。直交座標型ロボットよりも可動範囲を確保しやすいです。
3 ポーラーロボット
第1アームと第2アームは回転関節によって駆動されます。この方式の利点は、円筒座標ロボットよりも可動範囲を確保しやすいことです。ただし、位置計算は複雑になります。
4 関節型ロボット
すべてのアームが回転ジョイントによって駆動されるロボットは、地面に対する可動範囲が非常に広くなります。
動作の複雑さがデメリットではありますが、電子部品の高度化により複雑な動作を高速に処理できるようになり、産業用ロボットの主流となりつつあります。
ちなみに、多関節型産業用ロボットの多くは、回転軸が6軸となっています。これは、6つの自由度を与えることで、位置や姿勢を任意に決めることができるためです。
ワークの形状によっては、6軸位置の維持が難しい場合があります。（例えばラッピングが必要な場合など）
このような状況に対応するため、当社では7軸ロボットのラインナップにさらに1軸を追加し、姿勢許容度を高めました。
投稿日時: 2025年2月25日
