産業用ロボットと協働ロボットの違い

安全性

従来の産業用ロボットは、安全柵の中で駆動することが前提のため、作業者と干渉するようなことは考えられていません。ロボットの材質や駆動時の力も対人用に考慮されておらず、作業者が近づくのは危険な状態でした。

一方、協働ロボットは、作業者と一緒に駆動することを前提として設計されているため、作業者の安全を確保するための装置や機構が備えられています。例えば作業者の接近をセンサーが検知すると、作業速度を落とす・移動区域を制限する・作業を停止するなど、駆動範囲や速度を調整することが可能です。

このように、産業用ロボットと協働ロボットでは安全性に大きな差があります。

DINレール電源

ティーチング

ティーチングとは、ロボットに必要な動作を教え込むことです。

従来の産業用ロボットは細かい動作のティーチングが難しく、時間がかかっていました。特に、多品種少量生産の場合には、品種ごとに段取りを変えるたびにティーチングが必要であり、効率的な生産ができません。

協働ロボットは、カメラでの画像認識システムや対物・触覚センサーを搭載しているため、自動でキャリブレーション（較正）を行うことが可能です。そのため、従来の産業用ロボットよりも動作の教え込みが容易です。

※キャリブレーション（較正）：プログラムの座標位置を適切な箇所へ調整すること

また、協働ロボットは力制御も可能なため、駆動力の調整のみであればわざわざティーチングする必要がなくなる場合もあります。

インクリメンタルロータリーエンコーダ

制御の柔軟性

従来の産業用ロボットは、搭載しているセンサーの数も少なく、ティーチングによって教え込まれた位置制御が中心でした。

形状の異なる製品など、少しのずれにも対応できずうまく動けないことがありました。

協働ロボットでは、位置制御に加えて力制御を行うことも可能です。

柔軟な制御が構築されており、製品のばらつきや多品種少量生産にも対応できます。また、多くのセンサーが搭載されている場合には、繊細な作業にも対応しています。

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ロボットシステムインテグレータ（ロボットSler）に依頼するメリット

フラットな目線で導入するロボットを選択できるという点以外にも、ロボットシステムインテグレータに依頼するメリットは様々なものがあります。

PLEシリーズ遊星ギアボックス

例えば、ロボットをまだ一度も導入したことがない企業の場合は運用面に不安を抱えているものです。しかし、ロボットシステムインテグレータに依頼をすることで、導入前の支援だけではなく、導入後の運用・改善を含めたサポートを一括して請け負ってもらうことができます。

ブラシレスDCモータ

その他にも、データ収集を始めるサポートを受けられたり、ロボットをメンテナンスする上での消耗品の選定や供給など、ロボットシステムインテグレータに依頼するメリットがあります。

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ピッキングロボット導入のメリット

ピッキングをロボットに任せるメリットについて解説します。

作業効率が上がる 

ピッキングの作業は指定された製品を棚から取り出し、指定の場所に運ぶ単純作業です。この工程をロボットに任せると作業量を増やすことができ、ピックングの作業効率が上がります。

DINレール電源

さらに人手に比べると、重いものを運ぶなど過酷な労働環境にも対応できるばかりでなく、危険な環境での作業も可能になります。

ピッキングをロボットに任せた結果、複雑な作業に熟練者を回すことができ、工場全体の作業の割り当ての効率化にもつながります。

集積式ステッピングモータ用ドライバ

人為的ミスが削減できる

ピッキング作業は製品数が多岐に渡るため、物流業務の中でもミスの多い工程の一つです。人手の作業の場合はどれほど単純作業であっても人為的ミスはゼロにできませんが、ロボットの作業の場合はミスが回避できます。

製品のピッキングミスはダイレクトに消費者からのクレームにつながりかねません。メーカーの信頼度を上げるためにも、ピッキングをロボットに任せるメリットはあります。

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双腕ロボットには2種類ある

ヒト型双腕協働ロボット

ヒト型双腕協働ロボットとは垂直多関節ロボットとも呼ばれ、一般的には人間の腕に近い構造となっています。

特徴

ヒト型双腕協働ロボットは、まさにヒト型の造形をしています。人間で言う腰のあたりにも関節を持ち、前かがみの姿勢を取ることができます。

双腕型のため両手を駆使して、従来の垂直多関節ロボットよりも複雑な組み立て作業ができるのが特徴です。また可搬質量が大きいため、金属部品も扱うことができます。

動きの自由度が高い分、動作を入力するティーチングが難しくはなる点は課題といわれています。しかし技術革新とともに、作業者の負担を軽くするために直感的に扱える専用のソフトウエアも開発が進んでいます。

解決できる課題

ヒト型双腕協働ロボットは自由に動かせる関節が多いため、立体的な作業に向いています。

双腕部分は人間の腕の構造に似た設計をしているため、人間の代替作業をさせるロボットとして合理的な形になっています。

ギヤードクローズドループステッピングモーター

また稼働範囲に比べて設置面積が少ないため、工場現場などでレイアウトしやすく、水平多関節ロボットと比較し上下方向の動作範囲の全てに手先が届く事が特徴です。

従来、仕分け・箱詰め作業 など細かくて複雑な作業は、ロボットによる自動化が難しく、人が作業しなくてはならない課題を抱えていました。ヒト型双腕協働ロボットは複雑な現場であっても、人の作業の代替が担える存在として注目を浴びているのです。

スカラ型双腕協働ロボット

スカラ型双腕協働ロボットは、水平多関節ロボットとも呼ばれ、水平方向の作業に適した構造になっています。

防水ステッピングモーター

特徴

スカラ(SCARA)とはSelective Compliance Assembly Robot Armの略です。スカラ型双腕協働ロボットは、平坦な人作業の置換えのために開発されました。

スカラ型ロボットの双腕に旋回する腰軸を加えることで、部品などを持った腕の姿勢を維持したまま、腰軸で姿勢を変えることができる構造となっています。このため同じ型で複数の場所へのアクセスが安定的に行えることが特徴です。

名前の通り、水平方向の動きに特化したロボットで、関節の回転軸が全て垂直に揃っています。高速に移動して平面上の位置を決めてから、先端部を上下に動かす仕組みになっており、平面的な作業に向いています。

解決できる課題

スカラ型双腕協働ロボットは他の産業用ロボットと比べると小型な造りです。広いスペースを確保しなくても導入できるため、製造現場の限られたスペースを有効に活用しつつ生産性を高めることが可能です。

一般的には作業工程が一方向の半導体ウエハの搬送や、基板など起訴部品の組み立てなどで幅広く利用されています。またスカラ型双腕協働ロボットは他の産業用ロボットに比べて構造が単純なため、制御がしやすくなっています。その分、価格も他の大型ロボットと比べて安価です。

ロボットの運用パワーや導入コストが課題だった中小企業においても、スカラ型双腕協働ロボットは注目を浴びる存在です。

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双腕ロボットの導入事例

協働ロボットと人工知能技術を組み合わせた多品種油圧機器外観検査作業の省コスト化

建機用の多品種油圧パイロット弁の外観検査を、画像認識できるAIと双腕ロボットで自動化しました。

これまで、作業者が目視で傷や刻印の検査を行っていましたが、熟練者でないと困難な作業でした。

ユニポーラステッピングモータ 

そこで、AIと双腕ロボットを活用します。3台のカメラが搭載された画像認識機能付き双腕ロボットを導入したことにより、良品の判定が行え、生産性を向上することができました。

免疫検査抗体製造における凍結真空乾燥準備工程へのロボット導入

インフルエンザの診断に代表されるイムノクロマトという方法の製造工程で凍結真空乾燥があります。

その準備工程で多種のチューブ状容器と濾紙状シートを目視検査を行いながらトレイの上に整列させ、試薬を分注するという複雑な作業を作業者がしなければなりませんでした。

そこで、双腕ロボットと検査カメラをユニット化したシステムを構築し、多種の部材に対応できるようにします。

PM型リニアステッピングモータ

結果、目視検査と整列をロボットに任せることで、作業者は部材の投入と試薬塗布分注された部材の取出しを行うのみとなり、作業時間の削減と品質の安定化が実現できました。

少量多品種化粧品のパウチビニール袋詰め工程のロボット化

化粧品の受託生産では受託先の形状・規格に合せた工程が必要で人手作業が求められており、化粧品パウチビニールの袋詰めを3名で行っていました。

過去にロボットや専用機を導入したことはありましたが、少量多品種であるため、設備に合わせた商品の修正ができず、一般的な産業用ロボットでは自動化が困難でした。

そこで、双腕ロボットと周辺設備を導入し、自動化を行います。結果、双腕ロボットによる多品種変量のビニール袋詰めが実現できました。

作業者も3人から1人になり、人件費も削減可能に。数量の入れ間違いも亡くなり品質向上もできるようになりました。

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