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長良の落陽。

ブラシレスDCギヤードモータとは

ブラシレスDCギヤードモータはブラシレスDCモータと機械的減速装置(複数段のギヤまたは遊星ギヤ等)を一体化したものです。ギヤはモータの出力軸に組み付けられます。
ケースの中にギヤが入っている(オレンジと黄色 右側の見えない部分がモータ)のが分かると思います。
ブラシレスDCギヤードモータの回転速度は、複数のギヤがかみ合って回転する過程で元のモータ回転速度から減少しますが、他方でトルク(回転モーメント)はモータのトルクよりも増大します。
一般的なブラシレスDCモータは、効率に優れる2,000~3,000rpmの回転数で使われることが多いです。例えば1/20の減速比の減速装置を使用することによって回転数は100~150rpmに低下するとともにトルクは概ね20倍に増加します。
Bタイプ1/5060 rpm4.6 N・mCタイプ1/10030 rpm4.1 N・mDタイプ1/20015 rpm4.1 N・m
減速用のギヤは通常、ギヤボックスと呼ばれる専用のケースに収められた形でモータに組み付けられて働きます。ブラシレスDCモータと一体化されたブラシレスDCギヤードモータは外形寸法を小さくできるため、モータを組み付ける機器で、内部のスペースの有効利用にも貢献します。
最終的に求められる回転数とトルク、使用される機器で許容されるスペースなどによってブラシレスDCギヤードモータの設計が決まってきます。ブラシレスDCモータはその基本性能の選択の幅が広くなるので、実機の設計を容易にすることができます。
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垂直多関節ロボット導入するときに同時に導入したい周辺機器

垂直多関節ロボットは、様々な周辺機器と組み合わせてはじめて真価を発揮します。既製ロボットを周辺機器として取り入れることも多いですが、システムの用途・目的に応じてオーダーメードされることも多くあります。
垂直多関節ロボットと組み合わされることが多い周辺機器は、以下の3種類です。
エンドエフェクタ
エンドエフェクタは、水平多関節ロボットのアームの先端に取りつけられるパーツで、実際に対象物と接触する部品です。エンドエフェクタの種類には、物を掴む「グリッパ」、物を吸着する「吸着エンドエフェクタ」、マルチタスクの「汎用ハンド」等が有ります。多品種小ロットの製品に対しては、エンドエフェクタを工夫することで対応が可能です。
視覚センサ
垂直多関節ロボットの強みは、多軸を活かして対象物へ三次元的なアプローチが可能な点です。強みを充分に活かすために、周辺機器に視覚センサを設置し、対象物の視覚データ(面積、重心、長さ、位置等)を利用することがよくあります。
コンベア
垂直多関節ロボットは、連続的に運搬されてきた部品や製品に対する加工作業を担うことが多いです。コンベアは、加工の対象となる荷物を連続的に運ぶ機械を指します。運搬される荷物の速度や流量に応じて垂直多関節ロボットの稼働を調整するため、多くの場合、コンベアとセンサが一体化して運用されます。
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単軸ロボットの用途・導入事例

主な用途は搬送
複数台組み合わせることで工場の自動化を進める単軸ロボットと単軸ロボットの主な用途はワークの搬送です。
組み立て
加工
検査
といった各種作業工程においてワークを搬送する用途で使われています。
導入事例
ここでは単軸ロボットの導入事例を2つ紹介します。
現金(釣銭)出荷作業の自動化システム
釣銭作成機運搬工程において紙幣搬送を行うロボットを導入しました。
単軸ロボットと直交ロボットを組み合わせることでロボットの剛性を高めた結果、労働生産性が1.4倍に向上。
さらに、生産過程で生じていた不要物(ビニール)を削減することができ、環境にも優しいシステムを構築することができました。
球型冷凍おにぎりの成型システム
冷凍球型おにぎりの成型、計量工程にロボットを導入しました。
単軸ロボットと水平多関節ロボットを組み合わせることで作業員への腕への負担を軽減されるとともに生産数はおよそ6,000個/日から21,000個/日へ上昇。成型不良率は1%から0.1%以下に減少させることができました。
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産業用ロボットと協調ロボット・協働ロボットとの違い

協調ロボットと協働ロボットは厳密な意味では異なる意味がありますが、人間と一緒に働くロボット全体を指して使うときはほぼ同義なため、特に使い分けはしません。協調ロボットと協働ロボットは、いずれも産業用ロボットの一種で、「人と協力して作業をしていく」ことに重きをおいた新しいタイプ(概念)のロボットといえるでしょう。
人と協力して作業するという概念が生まれる前の従来の産業用ロボットと、協働ロボット・協調ロボットには、以下の4つのポイントにおいて大きな違いがあります。どのように違うのか見ていきましょう。
ロボット本体の大きさ・重量
協調ロボットや協働ロボットは、ロボット本体の大きさが小さく、従来の産業用ロボットと比べて重量も少ないことが多いです。小型なので万が一制御できない状態になったときも、周囲の人々に危害を及ぼすことが少ないという特徴があります。協働ロボット・協調ロボットは人と同じ作業スペースで働くことを前提として作られているので、大きさや重量は扱いやすいものとなっています。
また、小型かつ軽量なので設置が簡単な点も協働ロボット・協調ロボットの特徴です。従来の産業用ロボットは大型で重量も大きいため、一度設置してしまうと移動することが難しく、人の働くスペースに合わせて位置を調整することも不可能なことが多いです。
ロボットの設置に必要なスペース
協調ロボットや協働ロボットは、小型のため広い設置スペースは不要です。また、従来の産業用ロボットと比べるとアームが短く、可動域も狭いために、同じ場所で作業している人とぶつかることが少ないというメリットもあります。
そのため、協働ロボット・協調ロボットは元々の作業レーンを変更しなくても利用できることが多く、設置環境を整えるためのコストを削減できます。一方、従来の産業用ロボットはロボット設置用の環境が必要で、重量に耐えられる特別な作業台や、可動域に配慮した広い空間が不可欠なことが多いです。
ロボットの可搬重量
協働ロボット・協調ロボットは小型かつ軽量なので、ロボットの可搬重量も少ないという特徴があります。500g程度のものから多くても35kg程度のことが一般的です。そのため、重量物の運搬にはあまり適していません。重量物を運ぶ用途でロボット導入を検討している場合は、協働ロボットや協調ロボットではなく、従来の産業用ロボットが適しているでしょう。
安全柵の必要性
協調ロボットや協働ロボットは元々人と協力して作業を行うために開発されているので、ほとんどの種類において安全柵不要で利用できます。その他の産業用ロボットは柵が必要なため、安全柵の費用や設置費用、専用の広いスペースなども必要になるでしょう。
また、従来の産業用ロボットを設置するためには、元々の作業レーンを移動させる必要が生じることもあり、工場の構造自体に手を加えなくてはならないこともあります。ロボット導入時にかかるコストも協働ロボット・協調ロボットを導入する場合と比べると高額になりがちです。
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非鉄金属業界で産業用ロボットを導入されやすい工程

注湯工程
金型への注湯作業は、時には数百度を超える製品を扱う重労働であり、作業員が行うには危険が伴う上に熟練技が必要ですが、垂直多関節ロボットにより代替することが可能です。
金型の清掃工程
鋳造の全工程を1台のロボットで自動化する場合も多いですが、金型の清掃工程が生産量のボトルネックになる場合が多いです。
そこで、垂直多関節ロボットをもう一台導入し、金型の清掃工程のみ行わせることで、生産量を上昇させることが期待出来ます。
表面研磨工程
製品表面に発生するヒートラック等の凹凸除去のための表面研磨作業を、産業用ロボットによって補助することが可能です。
作業者にツールチェンジャーを持たせ、力センサーを用いて工具の押付力を制御することで、ロボットの微調整不要で作業者人数を減らすことが可能です。
バリ取り工程
従来、リューター等により人力で除去されているバリやカエリを、多関節ロボットにより除去させることで、品質のバラツキや、作業員の安全性、生産性の向上の実現が可能です。
検査工程
多くの鋳造企業で検討されている、鋳造品の検査の自動化ですが、多関節ロボットを行うことで一定の成果が得られます。
例えば、ロボットで製品を所定の向きにそろえ、様々な角度からカメラによる外観検査を行うが可能です。
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