研磨ロボットの活用事例

自動車産業

研磨ロボットは、自動車のボディーやエンジン部品の研磨作業に活用されています。これにより、効率的な生産プロセスと一貫した品質が実現されています。また、塗装前の下地処理や、塗装後の仕上げ研磨にも使用されます。

航空宇宙産業

航空機や宇宙機の部品製造において、研磨ロボットは高精度の研磨作業を行います。研磨精度は部品の性能や耐久性に大きく影響するため、研磨ロボットの活用が重要です。

スイッチング電源ステッピング

半導体製造

ウェハーや基板の研磨作業に研磨ロボットが活用されており、品質と効率が向上しています。微細な研磨作業を正確に行うことが求められるため、研磨ロボットの精密な制御が重要です。

家具・木工産業

木材や家具の表面研磨に研磨ロボットが使用されます。一貫した品質を確保し、労働者の作業負荷を軽減します。

ステッピングモーター 高精度遊星ギアボックス

金属加工・機械部品製造

研磨ロボットは、金属加工や機械部品の研磨作業で活用されています。製品の仕上げやバリ取り、面取りなどの研磨作業を効率的かつ正確に行い、品質を向上させます。

医療機器製造

研磨ロボットは、人工関節や歯科用インプラントなどの医療機器の研磨にも使用されます。これにより、高い品質と衛生基準が保たれています。

これらの活用事例からもわかるように、研磨ロボットは様々な産業で効率的かつ正確な研磨作業を実現しています。

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ロボットティーチングについて

ロボット導入におけるティーチングとはいわば、『ロボットに動きを教えること』です。

導入後の産業用ロボットはティーチングに始まりティーチングに終わるといってもよいでしょう。

インクリメンタルステッピングモータロータリーエンコーダ 

みなさんが一番想像しやすいロボットアームと呼ばれる垂直多関節ロボットで例えると、”多関節”ということもあり、駆動する箇所がいくつかあります。なので、自由度が高く、例えば”右に回転してワークを取る”、”左に回転してハンドの向きを変えてネジ締めをする”、など作業工程に合った動作をさせることができます。

中空シャフト ステッピングモーター

しかし、作業工程は十人十色、会社ごとでそれぞれちがいますよね。そんな各作業工程に合ったロボットの動作を指示するために、ティーチングが必須となっています。具体的には、「どういう条件のときに、どういう順番で、どう動くか」を指示します。また、後ほどご説明しますが、ティーチング作業には”特別教育”の資格が必要なのでご注意ください。

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業務で活躍するロボット

最も多くロボットが利用されているのは物流倉庫です。棚を運ぶロボットが通販大手のAmazonを中心に多く利用されています。人が棚まで移動するのではなく、ロボットが棚を持ってきてくれるのです。それまでは商品を棚まで取りに行くため、作業員は毎日数キロもの距離を移動していましたが、ロボット導入により作業員が動く必要がなくなりました。物流ではこのほかにも、在庫確認ロボットや商品の運搬ロボットなどが多く使われています。

デジタルステッピングドライバ 

　また、清掃ロボットも活躍しています。業務用清掃ロボットは家庭用よりも大きいのですが機能はあまり変わりません。吸い込むパワーやゴミを溜め込む容量が大きくなったものと考えればいいでしょう。コロナの影響で清掃員が出社できなくなったことを背景に、コロナ禍での利用が大きく伸びました。最近はバリアフリーの建物が増え、ロボットの動きやすい環境が整ってきており、清掃ロボットは今後数年間で「当たり前」になると予測されます。

　医療向けロボットもコロナ禍で躍進しました。Intuitive Surgical社の「ダヴィンチ・システム」という手術用ロボットは、医者が遠隔から操作して手術を行うロボットです。このような遠隔操作型ロボットを「テレプレゼンスロボット」と言います。医療向けではそのほかに、院内搬送ロボットも多く使われています。搬送する物は多岐にわたり、入院患者用の食事や薬、書類などが自律運搬されています。

　昨今、急速にロボットを活用し始めたのはフード業界です。配膳ロボットは食事をテーブルまで自律的に配膳し、調理ロボットはオーダーされた食事を自律的に作ります。スパゲッティや蕎麦を茹でるロボットは人間が使うストレーナー（茹でる時に使う、ざる）を使って茹でたり揚げたりします。そのほか、ピザを焼くロボット、クレープを作るロボットなどもあります。調理業務はいくつかの業務工程に分けることができ、工程の多くをロボット化できますので、今後はますます活用されていくことでしょう。

CNC空冷スピンドルモーター

　業務利用のロボットは上記で挙げた業界のほかに農林水産業、建設業などでも活発に利用され始めています。前号でも述べましたが、ビジネスシーンでのロボット活用は生産効率を大きく向上させ、働き方を大きく改善します。また家庭内ロボットは人々に、家庭における時間的、心身的な余裕を与え、結果的に家庭の外で働ける人の数と生産性を向上させます。つまりロボット活用は経済活性の鍵であると言えるのです。

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切削加工で製作できる部品

切削加工で作れる部品とはどのような形状でしょうか。ここでは、まずはイメージを持っていただくために、代表的な部品例をご紹介します。

1、1～2軸加工品

一つの方向から穴をあけたり、切込みを入れたりしてできる形状が最も簡易に製作できる部品となります。穴加工のように1軸方向のみの加工や、同じ高さで輪郭を加工したり、窪みを入れたりする平面的な加工も比較的簡易な加工です。下の例のように、フラットな板にネジ穴やキリ穴などをあけただけのベースプレートや、一部切り欠きや面取りを施したブロックなどが典型的です。穴や切り欠きに加え、輪郭、ポケット(窪み)の加工も可能です。

一体型ステッピングモータ

2、多面加工品

1～2軸加工品を1方向だけではなく複数の方向から施したような加工品です。左図のブラケットのように、1方向からの輪郭形状、穴加工、ポケット加工、切り欠き加工のほか、横方向から穴加工を施しています。右図のハウジングは横方向から溝加工、別の方向から穴加工を施しています。このような加工は、素材をひっくり返して向きを変えて、それぞれの向きで形状加工をします。1方向から加工を施した後、素材をひっくり返して再度固定するわけですが、このような作業を段取り替えとも呼びます。

3、多軸加工品

ブロック状ではなく、全体的に複雑な形状をした部品も加工できます。素材を色々な向きに固定しなおしたり、5軸加工機と呼ばれる最新の機械を使ったりすることで、多面的な複雑形状の製作が可能です。

航空機部品などで多用される加工方法です。下の図は、典型的な航空機部品の形状(イメージ)です。

自由曲面と穴加工などが組み合わさっており、ボスが立っていたり、全体的に肉抜き形状になっているなど複雑で薄肉構造が多いのが特徴です。

4、3軸加工

1方向からの加工でも、滑らかな局面(自由曲面など)を削る方法を同時3軸加工と言います。曲面に沿ってボールエンドミルという先端が丸い刃物を動かして、仕上げていきます。左図のように自由曲面を持つ部品はもちろんですが、右図のように人や動物をスキャンしたような曲面も加工することができます。曲面に沿って3次元的に同時に主軸を動かさなければいけませんので、3次元加工に対応したCAM(Computer Aided Manufacturing)と呼ばれる専用のアプリケーションでNCプログラムを作成します。射出成型部品などの金型の切削加工などでもよく使われる加工方法です。

バイポーラステッピングモーター

5、同時多軸加工

最新の5軸加工機や複合加工機の中でも、工具の動きと同期して素材もぐるぐる回転させながら加工する同時加工によってしか加工できない形状もあります。

左図のようなローターブレードと呼ばれる形状(同時4軸)や、右図インペラのような形状(同時5軸)が典型的です。このように一定の素材方向からだけでは加工できないような入り組んだ形状加工にも、切削加工は強みを発揮します。

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軸流ファンモーターの特徴

軸流ファンモーターの主な特徴は以下の2つです。

取り付け簡単

ステッピングモーター 平行軸ギアボックス

軸流ファンモーターは遠心式のファンなどに比べて構造がシンプルなため、取り付けがしやすいのが特徴です。サイズや特性のバリエーションが多く、選択肢が豊富です。

バイポーラステッピングモータ

風量が多い

軸流式のプロペラファンは、静圧が低い代わりに風量が大きいという特徴があります。風量の大きさは冷却効果に直結しやすいため、機器内部の温度を素早く下げたい場合に最適です。コンパクトで風量が大きいことから、省スペース性と機能性を両立させることができます。

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