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あらゆる 産業用ロボットアーム 構造全体を使用できるようにするために連携して機能するいくつかの部分があります。これらには、コントローラー、エンドエフェクター、ドライブ、センサー、ロボット マニピュレーターが含まれます。これらの各部分は、相互にサポートしながら独自の役割を果たします。それらすべての中で、ロボットマニピュレーターは、ロボット構造の最も重要なコンポーネントの 1 つであると言えます。ロボットマニピュレーターとは何か、それらが果たす役割を詳細に検討し、従来のロボットアームと比較して、それらが互いにどのように連携するかを見ていきます。
ロボットマニピュレーターとは何ですか?
ロボットマニピュレーターは、操作を行う人が直接物理的に接触することなく材料を操作するために使用されるデバイスです。これらは、被ばくを避けるために人間が十分な距離を保つ必要がある放射性物質や生物災害物質にロボットが簡単に対処できるようにするために発明されました。しかし、時間の経過とともに、その原理は現代のロボットアームに引き継がれ、制御がより簡単かつ柔軟になりました。
彼らが活用されている現代の役割には、溶接、ロボット手術、 宇宙ステーションマニピュレーター自体は腕のような形をしており、クロススライドと呼ばれるセグメントが備わっており、物体をしっかりと掴む際に互いにスライドすることができます。これにより、動きの自由度が高まり、これはほとんどの通常のロボットアームには欠けているものです。
大規模製造現場では、ロボットマニピュレーターは、人間の作業者が扱うには多大な労力を必要とする重い貨物倉の持ち上げなどの集中的な作業に使用されます。また、伸縮可能なロマンチックなアームのおかげで、倉庫全体と同じくらいの高さになる荷物を整然と積み重ねるのにも便利です。その柔軟性により、ロボットは狭いスペースを通り抜けるのに理想的なツールとなっており、これが、医療分野で使用される多くのロボットがあらゆる作業でロボットマニピュレーターを利用する理由の 1 つです。他の体の器官を破壊する可能性があります。
ロボットマニピュレータの種類
さまざまなタイプのロボット マニピュレータがあり、あらゆる形態の製造、特に組立工場で積極的に使用されています。これらのマニピュレーターにはさまざまなサイズがありますが、すべて同じ原理で動作します。注目すべきは、これらのマニピュレーターを構成するジョイントです。動きをより柔軟にするパーツで、以下の2種類があります。
回転ジョイント: 回転と表現できる動きを持つ単一の自由度を持つロボット マニピュレータ ジョイントです。その構成は、動作時の回転数を表す 1 つの値で構成されます。
直動ジョイント: オブジェクト間を移動するときに表示される動きが並進的であるため、並進的と説明できるジョイントです。動作中は、軸に沿った 1 度の並進で表されます。
産業用マニピュレータにありがちな関節をクリアし、製造工程で活躍する注目のマニピュレータ型ロボットを能力別に紹介します。
直交座標ロボット
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これは直動関節マニピュレータを使用する産業用ロボットで、自動車製造業界での接着剤の塗布などの作業に最適です。このロボットは直線方向に移動することができ、これが最大の利点の 1 つです。高速で正確であり、マニピュレータに直線的な操作ラインを提供するため、最初の製品から最後の製品まで作業が均一になります。また、動きが単一の軌道に沿ってより明確に定義されているため、マニピュレータ型ロボットの中で最もプログラミングが簡単なロボットの 1 つです。唯一の欠点は、占有するスペースが大きすぎるにもかかわらず、そのほとんどが使用されることはほとんどないことです。そのため、他のマニピュレータ型ロボットや人間の作業者と一緒に作業することが困難です。
スカラロボット
スカラロボットは、セットアップにロボットマニピュレーターを使用する最も人気のある産業用ロボットの 1 つです。 Selective Compliance Assembly Robot Arm の頭字語で、人間の手と非常によく似た動きを示します。肩、肘関節、上下可動の手首が付属。これらもまた、柔軟な動きのために直動ジョイントを利用しており、他のマニピュレータタイプのロボットアームと比較して非常に高速です。
スカラロボットは耐久性もあり、非常に剛性が高いです。これにより、高速性と正確性の組み合わせが必要な最も複雑な種類のジョブを処理できるようになります。また、反復可能なタスクにも非常に理想的であるため、次の用途に使用されます。 パレタイジング作業、機械の積み込み、組み立て。スカラロボットで使用されるマニピュレータの唯一の欠点は、柔軟性がなく、動きが制限されることです。
円筒形ロボット
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円柱状のポールを中心に動く産業用ロボットマニピュレーターです。動作には 3 つの軸があります。円形の 1 つと直線的な 2 つで、アームに柔軟な水平方向と垂直方向の動きを与えます。他のほとんどのマニピュレーター型ロボット アームとは異なり、円筒形ロボットには 3 つの関節があります。回転ジョイント、直動ジョイント、円筒ジョイントです。これらのロボットはほぼ同じ速度です スカラロボットアームこのため、他の多くの困難な作業の中でも特に、ピックアンドプレース、つかみ取り、保持などのペースの速い環境で使用されます。直交ロボットに比べて、より速く、より多くの方向に移動できること、周囲の空間を有効利用できることがスカラロボットよりも優れている点が挙げられます。
プーマロボット
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プログラム可能な組立用ユニバーサルマシン (PUMA) は、実践的なアプローチが必要な組み立てや溶接作業で最もよく使用されている産業用ロボットの 1 つです。このロボットは人間の腕と似たデザインをしているため、人間の腕と混同されやすいです。 スカラロボット マニピュレーターはほぼ同じに見えるので。 2 つを区別する唯一の違いは、PUMA の方が柔軟性に優れていますが、スカラ ロボットに見られる精度が欠けていることです。それでもなお、これらのロボットは、速度と正確さの両方を観察する必要があるペースの速い作業に今でも使用されています。 3 つの回転ジョイントがあり、PUMA は 3 つの軸すべてに準拠しています。このタイプのロボットの唯一の欠点は、重要なタスクを処理するための精度が欠けていることですが、それほど集中的ではない他のタスクには依然として役立ちます。
極地ロボット
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マニピュレータ型ロボット アームの最後のタイプは、球形ロボットとしても知られる極性ロボットです。これらは、球状の作業範囲で支持されたアームを備えた固定タイプの機械です。その構造は、このリストにある他のほとんどのロボットよりも洗練されています。直動ジョイントと並行して機能する一対の回転ジョイントを備えています。 Polar ロボットは、繰り返し作業の中でも特に、ピック アンド プレースやパレタイジングなどの処理作業に使用されます。
ロボットマニピュレーターの用途
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ロボット アームにロボット マニピュレータを追加すると、さまざまな機能が実現します。すでに述べたように、ロボット マニピュレータは柔軟性があり、高速で、狭いスペースを通り抜けることができ、高精度が求められる反復作業に非常に効果的です。以下は、ロボット マニピュレータが最も適した用途の一部です。
自動車組立: 自動車の製造に関与する重量部品には、かなりの強度と優れたグリップ力を備えたロボット アームが必要であり、マニピュレーターはそれを提供できます。また、全方向への柔軟な動きにより、車のシェル全体を素早く回転させてすべての部品をカバーできるため、スプレー塗装などの作業も非常に簡単になります。
外科的プロセス: 自動手術は非常に繊細な手術であり、手術台の上では人命が危険にさらされているため、最高の精度が要求されます。医療ロボットは通常小型ですが、より正確な手術を行うには、状況を悪化させることなく、どんな小さな隙間でも素早く通り抜けることができ、高速な小型のマニピュレーターが必要です。
溶接マニピュレータ: 工業用溶接では大量の熱が発生するため、人間の作業員が間近で作業するには少々熱が高すぎる可能性があります。ここがロボットの場所です 溶接マニピュレータ 精度、速度、効率を損なうことなく、離れた場所から操作できるため便利です。
ピックアンドプレイス: 重い材料の積み下ろしは製造工程の一部であり、適切なロボットがあれば、チェーンが途切れることがなくなります。マニピュレーターは最も柔軟なエンドエフェクターを備えており、重い荷物をつかんで整然と配置できる強力なロボットアームによってサポートされています。
塗装ロボット： ロボット塗装は、塗布されるすべてのコートが表面全体に均一であることを保証する精度に依存するもう 1 つのプロセスです。これを適切に行う唯一の方法は、制御とプログラムが簡単なロボットマニピュレーターを使用することです。
結論
ロボットマニピュレーターは、その信頼性の高さから、製造業にますます浸透しつつあります。ロボットマニピュレーターは産業用ロボットの次の進化段階であり、プロセスの自動化を目指す人は、ロボットマニピュレーターを採用しなければ取り残されてしまいます。ロボットアームとマニピュレーターの詳細については、 私たちのウェブサイトをチェックしてください できるだけ早く、利用可能なすべてのリソースに目を通してください。