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長良の落陽。

水平多関節ロボットの主な利用用途

組み立て
水平多関節ロボットは、製品の組み立てラインで広く使用されています。関節が多いため、難しい角度や位置での作業も可能です。
ピッキング&プレース
高速で正確な動作が求められるピッキング&プレース業務に適しています。食品加工業や電子部品の組み立てなど、多くの分野で利用されています。
溶接・塗装
自動車や航空機の製造業界では、水平多関節ロボットが溶接や塗装作業に使用されています。これにより、労働者が危険な環境にさらされることなく、高品質な製品が生産できます。
検査・品質管理
高い精度と繰り返し性を活かし、製品の検査や品質管理にも使用されています。これにより、人間が行うよりも正確で効率的な検査が可能になります。
これらの特徴と利用用途により、水平多関節ロボットは工業分野を中心に幅広く活躍しており、効率的で柔軟な自動化システムを実現可能です。
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産業用ロボットの種類

ひとくちに産業用ロボットといっても、構造によって得意な動きや特徴も変わります。ここでは、構造によって分類されたロボットの種類についてお話ししたいと思います。
垂直多関節ロボット
様々なシーンで使われることが多く、汎用性が高いロボットです。現在、一番よく使われているロボットです。垂直多関節ロボットは人間の腕の動きに近いため、複雑で自由な動きが可能です。
用途に合わせて機種を変えることもできるので、バリエーションも豊富です。その反面、動きの制御が複雑になる場合もあります。
スカラロボット(水平多関節ロボット)
日本生まれのロボットです。Selective Compliance Assembly Robot Armの頭文字を取って、スカラ(SCARA)と名付けられました。水平方向に動く部分と垂直方向に動く先端部分が付いています。真上から作業を行い、組立を得意とするロボットです。
パラレルリンクロボット
軽量で、曲げたりねじったりする力に対して変形もしづらい剛性のあるアームが付いています。スピード動作が得意で、ピッキングに用いられることが多いです。
直交ロボット(単軸ロボット)
1つの軸で動くロボットを複数個組み合わせることで必要な動作を叶えたロボットです。構造が簡易的で、安価なことが特徴です。
円筒座標ロボット
上下および前後に直線軸で動き、全体をぐるぐると旋回する回転軸を1つ持ったロボットです。
双腕ロボット
その名の通り、アームが2本付いているロボットです。アームが2本付いているため、より複雑な作業を行うことが可能です。
極座標ロボット
アームを上下左右に回転させることができ、さらにアームが伸縮するロボットです。アメリカのユニメーション社が世界で初めて製造した産業用ロボット「ユニメート」はこれに分類されます。
プレイバックロボット
人間が実際に機械を動かして教え込んだ動作を教えられた通りに記憶して、繰り返し行うロボットのことです。
協働ロボット
構造により分類されたロボットとは別になりますが、近年では「協働ロボット」という産業用ロボットが活躍しています。一般的な産業用ロボットは、柵やセーフティー機器を取り付けることが必要です。それに対して協働ロボットは、人や物に触れると動作を停止するなどの安全策が講じられているため、人と同じ空間で作業が可能です。
人と一緒に柔軟な作業ができる一方で、出力が制限されるために重い荷物や剛性が求められる加工などの作業が苦手という面もあります。
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配送ロボットとは

配送ロボットとは、注文者のもとに人間の代わりに商品を届けてくれるロボットです。配送ロボットには、カメラやセンサーが搭載されており、360°認識しながら自動走行します。周囲の状況を瞬時に判断し、障害物にぶつからないように回避したり停止したりするので、商品の品質を損なわずに注文者のもとに届けることが可能です。
配送ロボットが注文者のもとに届くと、自動音声による電話で到着を知らせ、注文者が事前に伝えられている暗証番号を入力して解除すると商品を受け取れる仕組みになっています。電話で到着を知らせてくれるので、少し外出していてもすぐに戻って商品を受け取れるだけでなく、暗証番号が設定されているため、第三者に中身を奪われる心配もありません。
エストニアやアメリカの一部州では法整備が進み、歩道の走行が認められているので、今後世界各地で配送ロボットによる宅配サービスが普及することが予想されます。日本ではまだ配送ロボットは普及していませんが、2019年の9月に「自動走行ロボットを活用した配送の実現に向けた官民協議会」が設立され、2020年度からはNEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)が「自動走行ロボットを活用した新たな配送サービス実現に向けた技術開発事業」を始めました。
各地で実証実験が始まり、日本でも配送ロボットの市場は広がるので、積極的に配送ロボットの導入を検討してみましょう。
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配送ロボットが注文者のもとに届くと、自動音声による電話で到着を知らせ、注文者が事前に伝えられている暗証番号を入力して解除すると商品を受け取れる仕組みになっています。電話で到着を知らせてくれるので、少し外出していてもすぐに戻って商品を受け取れるだけでなく、暗証番号が設定されているため、第三者に中身を奪われる心配もありません。
エストニアやアメリカの一部州では法整備が進み、歩道の走行が認められているので、今後世界各地で配送ロボットによる宅配サービスが普及することが予想されます。日本ではまだ配送ロボットは普及していませんが、2019年の9月に「自動走行ロボットを活用した配送の実現に向けた官民協議会」が設立され、2020年度からはNEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)が「自動走行ロボットを活用した新たな配送サービス実現に向けた技術開発事業」を始めました。
各地で実証実験が始まり、日本でも配送ロボットの市場は広がるので、積極的に配送ロボットの導入を検討してみましょう。

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力覚センサの種類(検査方向による分類)

力覚センサには、1軸、3軸、6軸と、検出可能な力の方向が異なる3つの種類があります。もちろん、より多様な情報が得られる6軸力覚センサの方が、より多くの利用シーンに適用可能であり、汎用性は高くなります。しかし、センサの構造と検出した計測信号を処理する回路が複雑になるため、小型・軽量・薄型化やコストの面では不利になります。利用目的に応じて、最適な種類のセンサを選ぶことが重要です。
1軸力覚センサは、一方向の力の変化だけを検出します。荷重センサやロードセルとも呼ばれており、一方向に圧縮や引張する加工機などの制御や空気や油の圧力や流量を計測する場合などに使われています。
3軸力覚センサは、X、Y、Zの3軸方向に加わる力を分解して検出します。工場の中では、組立工程や搬送工程などに利用する産業用ロボットや協働ロボットなどに活用されています。比較的小型で組み込み易いことから、単軸ロボット、スカラロボット、小型の垂直多関節ロボットなどでの適用例が多い傾向があります。
6軸力覚センサは、X、Y、Zの3軸方向に加わる力だけでなく、3軸の周りのトルクも同時に検出します。検出する情報が多様である分、センサ自体の構造が複雑になるため、かつては精度に劣り、サイズが大きく、剛性に難がありました。しかし、現在ではMEMS技術と構造設計技術の進歩によって、3軸力覚センサと同等の高精度・小型化・高剛性を実現できるようになり、高い汎用性が求められるロボットハンドに広く応用されています。さらに、機械学習など情報分析の手法が進化したことで、検出したデータを高精度解析し、人間の触力覚に近い感覚を再現できるようにもなってきています。

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