SCARAロボットは今日、さまざまな業界の多くの生産ラインに不可欠な部分となっています。その速度と精度により、スループットの向上と製造コストの合理化のための人気のあるソリューションとなっています。しかし、生産ラインにSCARAロボットを導入して真にメリットを得るには、ニーズに合ったロボットを選択する必要があります。ロボット産業の成長に伴い、SCARAロボットの数も増加しています。 スカラロボットメーカー 市場で。したがって、適切なスカラ ロボットを選択する場合、選択肢の多さに圧倒されてしまうかもしれません。そこで、そのジレンマからあなたを救うために、情報に基づいた選択をするのに役立つ詳細なガイドをここに示します。
スカラロボットとは何ですか？
出典: robotiq.com SCARAはSelective Compliance Assembly Robotの頭字語です。この頭字語は2つの重要な事実を表しています。Selective compliance – SCARAロボットはX軸とY軸でのみ柔軟ですが、Z軸では剛性があります。Assembly robot – SCARAロボットが組み立てられたとき 1978で発明された それは単に次のように想定されていました 組立ロボットSCARAロボットは、剛性ベースに取り付けられた2つの部分からなるロボットアームで構成されるロボットと説明できます。ロボットアームはX軸とY軸に柔軟性があり、前後左右に移動できます。また、固定されたZ軸で垂直方向に移動でき、手首で回転運動も可能です。長年にわたり、SCARAロボットの設計が進化し、他の用途にも応用されるようになるにつれて、略語も変化しました。現在、SCARAはSelective Compliance Articulated Robot（選択的コンプライアンス関節ロボット）と定義されています。
スカラロボットのメリット
スカラ ロボットのコンプライアンスは限られているため、マテリアル ハンドリングなどの組み立て作業やピック アンド プレース作業に最適です。生産プロセスにもたらす数多くの利点には、次のようなものがあります。小さなフットプリント
スカラロボットはコンパクトな設計で、円筒形の作業領域内で指定されたタスクを効率的に実行します。そのため、スペースや部品のピックアンドプレースへのアクセスが制限されている状況でも容易に適用できます。設置に関しては、ほとんどのスカラロボットは台座や移動式カートに設置されます。これにより、必要に応じてロボットをさまざまな場所に移動できる柔軟性が確保されます。
速度
ロボットアームの速度は、動作に関わる関節の数によって左右されます。関節の数が多いほど、ロボットアームの動作速度は低下します。これは、複数の関節を介してモーターに動力を伝達するのに時間がかかること、そしてアームが長いほど一般的に重量が増し、動作中に受ける抵抗が大きくなるためです。 スカラロボットアーム 頻繁に行われるため、はるかに速く移動します。 4軸アーム 関節の数が少ないため、スカラロボットほど短い周期で動作できるロボットは他にはなかなか見つからないでしょう。さらに、人間の労働とは異なり、スカラロボットは疲労を感じたり、反復作業に飽きたりすることもありません。スカラロボットの寸法も、その高速性能に貢献しています。重心が低いため、ロボットアームと加工対象物の両方にかかる重力の影響を大幅に軽減できます。高圧的な産業環境においても、スカラロボットの生産効率は維持されることが保証されています。再現性と精度
繰り返し性と精度は 2 つの異なる特性ですが、密接に関連しています。たとえば、A 地点から B 地点へ電子部品をピックアップする SCARA ロボットを考えてみましょう。繰り返し性とは、ロボットが一定の速度で均一な動きで A 地点と B 地点の間を移動する能力を指します。一方、精度は、ロボットが各サイクルで目的の部品に到達できるかどうかの尺度です。SCARA ロボットは、最大 +/- 0.01mm の繰り返し性を実現できます。これは非常に高く、他のタイプのロボットではほぼ不可能です。これは主に、モーターの数が少ないため、動作中のエラーの余地が少なくなるためです。また、SCARA ロボットのロボットアームにビジョンシステムを搭載して、精度をさらに向上させることも可能です。ビジョンシステムにより、ロボットはピックアップ中にさまざまなオブジェクトを区別できるようになり、仕分けなどのタスクに役立ちます。あるいは、アイテムの識別が問題にならない場合は、 ロボットセンサー モーションの精度を向上させるために使用できます。同期
SCARAロボットは、生産工程の他の部分と容易に同期させることができ、スムーズな運用プロセスを実現します。同期は、SCARAロボットの信頼性の高い精度と再現性、およびセンサーなどの電子制御によって促進されます。たとえば、コンベアベルトから部品をピックアップして梱包箱に入れるタスクを担うSCARAロボットアームを考えてみましょう。動作は次のようになります。SCARAロボットアームにビジョンシステムが取り付けられ、コンベアベルトの上に配置されます。部品は、均一な間隔でコンベアベルトに載せられます。コンベアベルトが始動され、部品がロボットアームに到達すると、ビジョンシステムによって検出されます。ロボットアームは、部品をピックアップして箱に入れるように指示されます。配置後、SCARAロボットアームはコンベアベルト上の元の位置に戻り、サイクルが続きます。これは、同期がどのように機能するかの一般的な例です。操作をどのように同期させるかは、関連するプロセスの性質によって異なります。多目的
スカラロボットの動作は限られていますが、複数の方法で応用できます。選択肢を検討するときは、スカラ ロボットは選ぶことと置くことしかできないという考えにとらわれないでください。これが彼らの運営の基本原則ですが、さまざまな方法で適応させることができます。 エンドエフェクター ロボットの動作の多様化にも大きく貢献します。
スカラロボットの限界
スカラロボットは非常に効率的ですが、達成できることには限界があります。購入する際に留意する価値のあるいくつかの制限事項を次に示します。制限付き作業エンベロープ
出典：image.slidesharecdn.com スカラロボットがカバーする円筒形の作業領域は、限られた用途にしか適していません。さらに、一部の作業では、スカラロボットアームが実現できる範囲とは異なる方向への動作や、より広い範囲への到達が必要となる場合があります。
限られた柔軟性
出典：veteng.edu.eg スカラロボットのアームはレバーであるため、動作は限られた範囲の平面内でのみ可能です。さらに、手首の第4軸は水平方向に部品を回転させることはできますが、傾けることはできません。アプリケーションでより広い動作範囲が必要な場合は、より柔軟性の高いロボットの方が適しています。 6軸ロボットたとえば、3D の柔軟性を提供し、より広い作業範囲をカバーできます。
小さなペイロード能力
出典：pexels.com スカラロボットの設計は、アプリケーションにおける速度と精度を最大限に引き出すように最適化されています。しかし、スカラロボットが扱えるペイロードには限界があり、最適な積載量は10kg未満です。様々なロボットアームメーカーが多様なペイロードを提供していますが、より高い負荷では動作効率が低下する可能性があります。
スカラロボットはメーカーにどのようなメリットをもたらしますか?
出典：Unsplash 他のあらゆる自動化と同様に、スカラロボットへの投資が自社の業務にメリットをもたらすかどうかを評価することが重要です。ロボットの購入費用以外にも、エネルギー消費などのコストが発生します。そのため、収益性を維持するには、メリットがコストを上回る必要があります。それでは、製造業者にとってのスカラロボットのメリットをいくつか見ていきましょう。
生産コストの削減
出典：Pixabay 反復作業を人手に任せる場合、いくつかの課題が生じます。まず、人間の脳はこうした作業に飽きて集中力が途切れ、ミスにつながる可能性があります。さらに、作業時間が長くなるにつれて疲労が蓄積し、生産性が低下します。最後に、高い生産性を維持するためには、相当数の従業員を雇用する必要が生じるかもしれません。一方、スカラロボット1台であれば、複数の従業員の作業をこなすことができ、高速かつ安定した速度で作業を進めることができます。これにより、人件費、ひいては生産コストを大幅に削減できます。
所要時間の短縮
出典: Pexel 適切なスカラロボットを選択すれば、保留中の注文や製品の供給不足は過去のものとなるでしょう。 スカラロボットの操作 実稼働システム全体がより迅速に進むのに役立つ可能性があります。その結果、納期が短縮され、顧客満足度も向上します。
スケールアップ機能
出典：Pexel 製品需要の高いメーカーのほとんどは、生産時間に制約を受けています。しかし、生産ラインにスカラロボットを導入して生産時間を短縮すれば、 拡大する。さらに、スカラロボットは大量の生産に対して追加料金を必要としないため、より少ないコストでより多くの生産を行うことができます。基本的に、ユニットあたりの人件費はほとんど影響を受けません。
スタッフの安全性と仕事の満足度の向上
出典：Pexel 反復作業はやりがいがなく、キャリアアップの機会もありません。また、長時間立ちっぱなしで、筋肉を繰り返し動かす必要があります。ロボットの関節とは異なり、人間の体はこのような筋肉の反復運動を長時間行うようにはできていません。これが、工場労働者が慢性的な腰痛や筋骨格系の疾患に悩まされる理由の一つです。さらに、工業プロセスでは、窒息性の煙や蒸気などの副産物が発生します。同様に、プロセス間で製品を扱うことは危険です。これは、加工機械の近くにいることによる危険性、あるいは製品自体が取り扱いに危険を伴うことが原因です。スカラロボットがこれらの不快で危険な作業を担うことで、 マテリアルハンドリング スタッフの安全性を向上させます。また、従業員が自分の才能を最適に活用できる他の職務を引き受けることも可能になります。その結果、仕事の満足度も向上します。
エラーの減少
出典：Pinterest 生産ラインでは、エラーは微妙なものから明らかなものまであります。微妙なエラーとは、一貫性の欠如のことです。例えば、従業員が2つの異なるワークピースをはんだ付けした場合、それらが完全に同一になる可能性は低いでしょう。些細なことのように思えるかもしれませんが、微妙なエラーは製品品質の標準化を損ないます。場合によっては、製品の仕上がりが非常に悪く、廃棄されることもあります。 リジェクトユニット一方で、取り扱い中の部品の破損や誤った配置など、明らかなエラーも多く発生します。スカラロボットを使用することで、生産工程におけるエラーの可能性を大幅に低減できます。スカラロボットは再現性が高く、人間の能力を超える精度を実現するため、投資する価値があります。
適切なスカラロボットの選び方
スカラロボットのすべての機能を念頭に置いて、最終的には自分の用途に適したロボットを選択する必要があります。選択する際に考慮すべき重要な要素がいくつかあります。予算
出典: Pinterest 予算に応じて入手できるスカラロボットの種類が決まります。 幅広いオプション 最低価格が 6000 ドルから 25,000 ドル以上まであります。この大きな価格差はどのような場合に起こるでしょうか?それには複数の要因が関与します。それらには次のものが含まれます。
- ペイロード
- 速度
- ブランド
- カスタマイズの詳細
精度
出典：Pinterest スカラロボットの性能は、その精度によって決まります。ブランドを比較する際には、この点に特に注意を払う必要があります。高精度なスカラロボットを提供するブランドを選ぶのが望ましいでしょう。ほとんどのブランドは、製品詳細にスカラロボットの精度の詳細を記載しています。精度は繰り返し精度として記載されている場合もあり、一部のブランドでは「ミクロン」または「ミリメートル」で表記されています。10ミクロンまたは±0.01mmの精度を提供するロボットは良い選択肢と言えるでしょう。
エンドエフェクターの互換性
エンドエフェクタとは、ロボットアームの手首に取り付けられ、作業中に物体を扱うために使用される装置です。例としては、グリッパー、はんだ付け装置、吸引装置などがあります。 エンドエフェクタ 使用するエンドエフェクタは、ロボットアームに実行させたいタスクによって異なります。そのため、選択するスカラロボットが、想定する用途に適したエンドエフェクタに対応できることが不可欠です。さらに、おそらくより重要な点として、エンドエフェクタの使用がロボットのサイクルタイムにどのような影響を与えるかを検討する必要があります。理想的には、スカラロボットは効率を維持しながら、エンドエフェクタと負荷の両方を処理できる必要があります。
サイクルタイム
出典：Pexel スカラロボットアームの製造に使用されるモーターと減速機の種類は、サイクルタイムと全体的な速度性能に影響を与えます。スカラロボットアームの関節は独特な配置になっているため、動きを駆動し高速動作を維持するには高品質のモーターが必要です。ブランドを評価する際には、高いサイクルタイムを実現する最高級のコンポーネントを使用しているものを選ぶのが最善でしょう。
カスタマイズオプション
出典: Unsplash 生産ラインによっては、独自のニーズがあります。スペースや取り扱う商品などの要因によっては、カスタム設計の調整が必要になる場合があります。生産ラインがこれに該当する場合は、まず、 産業用ロボットメーカー カスタマイズが可能です。カスタマイズオプションには、以下のようなものがあります。
- スカラロボットのブランディング
- 特殊なアーム先端ツール
- 天井取り付けなどの代替設置オプション
- ビジョンシステムの設置
ペイロード
出典: img.interempresas.net 理想的なスカラロボットは、対象物だけでなくエンドエフェクタも収容できるペイロードを備えている必要があります。たとえば、ロボットが最大 3kg のアイテムを扱う場合、ペイロードは 4kg または 6kg を目指すのが最適です。扱う部品の重量とエンドエフェクタの重量の合計がペイロードを超えてはいけません。スカラロボットアームの性能が低下します。とはいえ、ペイロードは妥当な範囲内にとどめてください。 より高い積載量のロボット 追加の機能が必要ない場合、コストが高くなり、生産効率が非効率になります。
プログラミングと制御
出典: robodk.com SCARAロボットをプログラミングする方法はいくつかあります。それらには以下が含まれます。オフラインモード – このモードでは、さまざまな動作をシミュレーション、テスト、およびロボットシステムにインストールできますが、生産を中断することはできません。ティーチング – この方法は、センサーを備えたSCARAロボットに使用されます。アームは一連の動作で動かされ、センサーがそれを「学習」してデータとして記録します。記録されたデータは、将来同じタスクを実行するために使用されます。プログラミングソフトウェア – プログラミングソフトウェアは多くの場合プリインストールされています。コントローラーはリストからタスクを選択するだけで、ロボットはソフトウェアのガイドコマンドに従います。 プログラミングの方法操作が簡単なほど良いでしょう。スタッフの時間を節約し、生産プロセスをスムーズに進めることができます。さらに、プログラミングが複雑なスカラロボットでは、熟練していないスタッフでは操作できないため、専任のプログラマーを雇う必要があります。また、コントロールパネルやデバイスのユーザーインターフェースも考慮してください。エラーや技術的な問題を回避するために、ユーザーフレンドリーなコントロールインターフェースを備えたスカラロボットのブランドを選択することをお勧めします。操作が難しいシステムは、安全上の危険にもなり得ます。
熱への曝露
出典：Pexels 高温工程が行われる工場では、そのような環境に対応できるスカラロボットが必要になる場合があります。例えば、溶接の火花がロボットのケーブルに引火して火災を引き起こす可能性があります。安全のため、防爆型スカラロボットなどの選択肢を検討してください。
IP評価
出典：linearmotiontips.com 取り扱い業界 医薬品食品や飲料と同様に、液体を扱う作業には高い衛生基準が求められることがよくあります。粉塵などの汚染物質は、何としても避けなければなりません。ロボットのケーブルが露出している場合、液体のこぼれは危険となる可能性があるため、液体のこぼれを防ぐことも同様に重要です。IP規格に準拠したスカラロボットは、こうした課題を克服するのに役立ちます。このようなロボットはケーブルがしっかりと固定され、衛生基準に従って簡単に清掃できる防水ロボットアームを備えています。また、粉塵や錆に対する特別な保護機能を備えている場合もあります。ロボットメーカーによっては、IP規格に準拠したスカラロボットを標準装備として提供している場合もあれば、カスタムオプションとして提供している場合もあります。いずれにしても、このような機能が必要な場合は、ロボットサプライヤーと相談するのが最善です。
用途
出典: linearmotiontips.com どのような種類のスカラロボットが必要かという最終的な決定要因は、それを使用する目的です。そこで疑問となるのが、スカラロボットは何に使用できるのかということです。 プロセス間搬送 – これは、部品をある生産段階から別の生産段階へ移動させることです。たとえば、スカラロボットは、ラックから充填済みのローションボトルを集めて、ラベル貼付機に置くことができます。 逆ハンドリングを必要とするプロセス間搬送 – 逆ハンドリングとは、ハンドリングする部品を上からではなく下から持ち上げた方が良い状況を指します。たとえば、ガラススライドをある生産段階から別の生産段階へ移送する場合、下から持ち上げた方が速く安全です。スカラロボットでは、これはZ軸のネジに取り付けられたエンドエフェクタを使用して実現されます。 電子マイクロ部品の組み立て – 電子製品 数百個のマイクロ部品で構成された回路基板から成り立っています。手作業で組み立てるのはほぼ不可能なため、スカラロボットが重要になります。スカラロボットは精密な動作により、他の繊細なデバイス部品に干渉することなく、マイクロ部品を簡単かつ迅速に挿入できます。はんだ付け - マイクロ部品を挿入したら、はんだ付けで固定する必要があります。スカラロボットアームにはんだ付けエンドエフェクタを取り付けることで、その精度を活かしてこの作業を実行できます。レーザー彫刻 - レーザー彫刻エンドエフェクタを使用することで、スカラロボットは高い判読性を実現できます。これもまた、その剛性制御された動作によるものです。品質検査 - スカラロボットは、タブレット、キーボード、電話などの製品の検査に使用できます。エンドエフェクタはタイピングフィンガーとして機能し、検査員はデバイスの入力に対する応答性を監視します。用途は枚挙にいとまがありません。さまざまなエンドオブアームツールとカスタマイズされた改造を使用することで、非常に多くの可能性が実現できます。ただし、あらゆる用途において、スカラロボットの可動範囲とペイロード能力を考慮し、その用途に適しているかどうかを判断する必要があります。
結論
外部から見ると、ロボット工学の概念全体は非常に複雑に見えるかもしれません。これは、製造業者がスカラロボットのような有益な資産に投資することを躊躇させる要因の一つです。しかし、その複雑さを解き明かせば、ロボットが製造業の未来を担うものであることが明らかになります。競合他社に先んじることは常に有利です。究極のガイドを手に入れた今、あとは適切なものを見つけるだけです。 スカラロボット販売こちらもご覧ください：
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