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An 産業用ロボットアーム 多くの部分があります。それぞれが他の部分を補完する特定の機能を果たします。可動式のものは、タイヤがある場所から別の場所に移動します。頭上の飛行機に沿って移動できるグライダーを持っている人もいます。しかし、産業用ロボットの最も重要な部分はロボット アームです。
溶接、持ち上げて配置、仕分けなど、重要かつ繊細な作業はすべてロボット アームによって処理されます。ロボットアームが損傷したら、ロボットはそれで終わりです。修理が完了するまでできることはほとんどありません。
その方法を見ていきます ロボットアーム 製造で利用されるもの、その歴史、存在する種類、それらが好まれる理由、それらの使用に伴う危険性、 ロボットアームメーカー 世界中で積極的に大量生産を行っています。
製造業におけるロボットアームの歴史
公式には、最初の機能的なロボット アームは、1954 年にジョゼフ エンゲルバーガーと協力して最初のプログラム可能なアームを設計したジョージ デボルの功績とされています。 二人は後に、最初のプログラム可能なアームである Unimation を設立しました。 産業用ロボット会社 2年後の世界ではアメリカ。
それが人々がロボット工学に興味を持ち始め、急速な発展の始まりでした。ゼネラルモーターズは、1962 年に自動車組立ラインで初めて Unimate ロボット アームを利用し、最初に行動を起こしました。 1969 年までに、コンピューターによって完全に制御されたロボット アームが動作するようになりました。
より多くの企業や国家がこの争いに参加し、1973 年までに世界ではすでにさまざまなバージョンの商用版が存在するようになりました。 6軸アーム 日本とドイツのロボット。
現代世界の製造業はほぼ完全に産業用ロボットによって行われており、その数は将来的にさらに増加すると予想されています。
製造におけるロボット アームを定義するパラメータ
製造に使用されるロボット アームは、以下を含む約 8 つのパラメータによって定義されます。
軸の数: 軸は、ロボット アームの柔軟な動きを担う部品です。ほとんどのロボット アームには 2 軸以上の軸があります。軸の数が多いほど、機能も増えます。
作業範囲: ロボットが占有し、最大限に伸びて取り囲むことができる空間の領域です。
作業スペース: 作業スペースとは、ロボットアームが他の物体にぶつかることなく完全に相互作用できるスペースです。
ペイロード：ペイロードとは、 大きなロボットアーム 壊れることなく持ち上げることができます。
再現性: これは、速度や精度を損なうことなく、ロボット アームが同じタスクを何度も繰り返し実行できる能力です。
モーション コントロール: 作業スペース内の定義された領域内で動作するように設定された動作です。モーション コントロールはタスクに応じて調整できます。
コンプライアンス: これは、力が作用したときにロボットのジョイントがカバーする合計距離または角度の測定値です。
ドライブ: ロボット アームの動きを作り出すためにモーターによって供給される動力を指します。通常は、ギアを使用して 1 つの動きが次の動きをトリガーする調和のとれたシステムを作成するという高度な方法でセットアップされます。
ロボットアームの種類
ロボットを製造業に活用する業界で広く使われているロボットアームには、大まかに言って 4 種類ほどあります。それは以下のとおりです。
ガントリーロボットアーム
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このロボットアームの軸は直交座標系と一致しており、ピックアンドプレースロボット、シーラント塗布ロボット、機械ハンドリングなどとして使用されます。 MIG溶接ロボット。ガントリー ロボット アームには通常、3 つの直動ジョイントが付属しています。
円筒型ロボットアーム
このタイプのロボット アームでは、軸が円筒座標系を形成します。円筒形のロボットアームは主に次の用途に使用されます。 ロボットアセンブリ 工作機械の取り扱い、溶接、ダイカストマシンの操作などの作業。
多関節ロボットアーム
多関節ロボット アームには、少なくとも 3 つの回転ジョイントがあります。主にフェッチングマシンの組立工場で使用されます。としても使用されます アーク溶接ロボット、スプレー塗装、ダイカスト用。
球形ロボットアーム
円筒形のロボット アームと混同しないでください。球形のロボット アームは、極座標系を形成する軸を持つタイプです。スポット溶接ロボットとして使用されており、 マテリアルハンドリングロボット、機械ハンドリングロボット、ダイカスト、フェッチングマシン、ガス溶接など。
製造におけるロボットアームの主な用途
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ロボット アームは、製造において次のようなさまざまな機能を果たします。
ロボットビジョン
ロボットビジョンとは、産業用ロボットが作業時に持つ認識を指します。必要なものを見つけ出し、近くにある他の物体との衝突を避けることができなければなりません。ロボットビジョンは、移動する物体の距離と速度を判断してロボットアームの動きを適切に再調整できる非常に高度なセンサーを利用することで、これらすべてを可能にするテクノロジーです。
ロボットビジョンがなければ、ロボットアームは、あらかじめ決められた経路で動く単なる硬い機械にすぎません。
自動溶接プロセス
スポット溶接とアーク溶接は、自動車および航空宇宙産業の製造において最も重要なプロセスです。車やその他の動く機械を所定の位置に保持する方法です。 ロボット溶接システム 製造部門においてロボット アームが設計されているすべての役割の 50% 以上を、それだけで占めています。この作業は多量の熱を伴うため、人間の作業者にとって安全ではない可能性があり、それがこの役割にロボットアームが好まれる理由です。
アセンブリ
航空宇宙、自動車、エレクトロニクスなどの組立産業では、物を組み立てる作業が数多く行われます。ほとんどの場合、問題の部品は重すぎるため、人力に頼ると必ずエラーが発生します。
組立ラインロボット ロボット組立システムは、誤差をほとんど許容せずに物を接合しながら重量を扱えるように設計されています。特に自動車や医療機器など、人々の健康に大きく関わる品物を扱う場合には、ロボット組立システムにはスピードと正確さが求められます。
自動塗装ロボット
人間の手では、ロボット アームが塗装を行う場合に実現できる滑らかで均一なテクスチャを生成することはできません。たとえば、車の塗装は見た目の美しさを高めるだけではありません。また、機械部品の錆びを引き起こす可能性のある太陽やその他の要素から車を保護します。したがって、塗装作業を完了する必要があります。 塗装ロボット 戦場に出ます。
機械の管理と部品の搬送
時間を考慮すると、すべての原材料を組み立てラインに積み込む前に、加工のために原材料を降ろすのに人がかかり、最終製品が反対側から出てくるまでに、多くの時間が無駄になっています。あ 機械管理ロボット プロセス全体をより高速かつ正確に処理します。生産プロセスをシームレスにするには、すべてが適切なタイミングで適切な場所に配置される必要があります。
マテリアルハンドリング
ピックアンドプレイスの自動化 製造の一部です。含まれる物質は重い場合があり、人々に身体的危険をもたらす可能性があります。仕事の繰り返しの性質と、タスクを完了するために必要な速度により、産業用ロボットはこの仕事に最適です。工場内で 1 トンを超える重量の荷物をロボット アームが軽々と移動させているのを見かけることは珍しいことではありません。これは多くの人がやり遂げる必要があることです。
ロボットアームが製造業で好まれる理由
ロボットアームの使用は年々増加していますが、これは偶然ではありません。それによって多くの人が職を失っている一方で、製造業者が工場の自動化によって得ている利益は、訴訟などの面でメーカーに降りかかる可能性のある影響を上回ります。
製造現場でロボットアームが好まれる主な理由は次のとおりです。
安全性
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人間の作業員が減り、ロボットビジョンを備えた産業用ロボットの存在により、製造現場での事故が減少しています。産業革命が現代世界の原動力となった日から、企業が訴訟を起こされ、負傷した従業員に巨額の現金の支払いを迫られるケースが続いている。
将来的には、より高度なロボットアームの導入に伴い、組立工場の安全性はさらに向上すると予想されます。
速度
製品の需要を満たすのは難しいです。世界中で消費率が供給を上回っているため、多くのメーカーは品質を損なうことなく作業をスピードアップする新しい方法を検討する必要に迫られています。あ 高速ロボットアーム はこの問題に対する最良の解決策です。設計されたタスクをはるかに迅速に処理できる能力こそが、彼らを労働力にとって貴重な存在にしているのです。
これは人間が太刀打ちできない多くの特質のうちの 1 つです。
一貫性
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品質管理は製造において不可欠な部分です。原材料は日によって異なる場合がありますが、優れた生産者は変動を平準化して、品質スケールで常に高いスコアを獲得できるものを生産できる必要があります。ロボット アームは反復的な作業を問題なく実行できます。これが、最終製品の品質に目立ったばらつきがなく、一貫して動作できる主な理由です。
精度
ロボットが製造に関与する場合、エラーはほとんど、またはまったく許容されません。ロボットアームは、同じ手順を使用し、同じ手順を守り、同じタスクを繰り返し完了するように事前にプログラムされています。このレベルの精度と焦点が、重量、パッケージング、品質が同一の製品を生産する理由となっています。消費者が本当に感謝しているもの。
生産性の向上
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安全性、スピード、一貫性、正確性を組み合わせることで、生産性が向上します。ロボットアームは、休憩や睡眠が必要な人間の労働者とは異なり、何日も監督なしでペースを乱すことなく働くことができます。彼らは、数日間にわたる多数の人向けの仕事を数時間以内に行うことができます。これにより、多くのメーカーは需要に対応できるようになりました。
繊細な役割
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エレクトロニクスやエレクトロニクスのことになると、 医療および製薬産業、メーカーは評判どおりに不良品を作るわけにはいきませんし、その製品を使用するはずだった人々の命がかかっています。電気部品のセンサーや小型医療機器など、人の手では作ることができない繊細な部品。この仕事を遂行できるのは、高度に専門化されたロボット アームだけです。
柔軟性
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工場がロボットから得られる最大の利点は、その柔軟性です。専門化されているとはいえ、メーカーがロボットを再プログラミングして別の役割に再利用することを妨げるものはありません。これが意味するのは、冗長性がまったくなく、ロボットが寿命に達する前に工場内のすべての役割にロボットを使用できるということですが、それには何年もかかる可能性があります。
彼らは協力的です
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依然として人間の労働力が必要な地域では、人間がロボットと一緒に働くことを可能にする方法が発見されています。これに該当する産業用ロボットはこう呼ばれます。 協働ロボット、 そして、それらは労働者の労働率を大幅に向上させることがわかっています。協働ロボットは、ロボットが人々の仕事を奪うために存在するのではないかという人々の間で高まる不安に対する解決策です。自動化された世界でも人間にはまだ果たすべき役割があります。
メーカーには選択の余地がない
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1世紀半前、世界が馬から自動車に切り替える以外に選択肢がなかったのと同じように、今日の製造業者には、これを受け入れる以外に選択肢はありません。 ロボット自動化システム。競合他社に追いつけないために製造を自動化しないのは、実際には経済的自殺行為です。
ロボットアームのトップ5メーカー
産業用ロボット分野の覇権争いは激化するばかりだ。これにより、生産量が増加しただけでなく、ロボット アームでできることも日々拡張されています。いくつかの ロボットアームメーカー この成長の中心には以下のものが含まれます。
EVS
EVSは中国の産業用ロボットメーカーで、世界中のさまざまな分野で使用されている多種多様な産業用ロボットの製造を専門としています。同社の産業用ロボットアームは3kgから800kgまでの荷重を処理でき、 6軸ロボット スカラ、デルタ、防爆ロボットなど多数。
彼らの典型的なロボットアームは、 パレタイジングロボットアーム溶接、打ち抜き、切断、パレット積み込み、ピッキングと配置、機械管理、ハンドリングなどに使用されます。
ファナック株式会社
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ファナックは世界のロボット大手の中でも上位に位置します。同社は 1956 年以来日本で自動化ソリューションを開発しており、SERVO メカニズムの設計に成功した最初のロボット メーカーの XNUMX つです。組立ラインの一部には以下が含まれます スカラロボット、デルタ、ジェントリー、協働ロボット。ファナックのロボットは製造分野で高く評価されており、その黄色い外観が最もよく知られています。
図
出典：global.abb
この記事を執筆した時点で、ABB は世界中の製造業で 400,000 万台以上のロボットを導入しています。同社は、カスタマイズを担当する専門部門を持つほか、最も広範なロボット カタログを所有しています。ブランドとして ABB は XNUMX 世紀以上もの歴史があり、そのおかげで、これまでに見たことのないような最先端の工場用ロボット アームの製造に絞り込むことができました。
エプソンのロボット
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EPSON は通常エレクトロニクスと関連付けられており、特にプリンターで世界的に有名です。しかし、このブランドは高度な産業用ロボットにも手を出しており、かなり長い間取り組んでいます。 EPSON のロボット部門は、セイコーが自社の時計製造工場にロボットを必要としていた結果として設立されました。セイコーはそれを外注するのではなく、社内に投資することを決定し、EPSON ロボティクスが誕生しました。
EPSON の低価格 SCARA ロボットは、業界最高クラスの製品です。同社は多関節ロボットや直交ロボットも製造しています。
WHO
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アウグスブルクに本社を置くKUKAは、総売上高が3.2億ユーロを超えるヨーロッパ最大のメーカーの14,000つです。同社は、地球上のさまざまな地域に広がる多くの支店で XNUMX 人以上の従業員を雇用しています。 KUKA ロボットは頻繁に使用されるロボットの一部です 自動車製造におけるロボット工学、ドイツ最大の産業。
産業用ロボットの危険性: 人々の安全を守る方法
製造における先進的なロボットの使用により事故は大幅に減少しましたが、危険は依然として存在します。ロボットは人間ではないため、完全に自律的であるとみなされるまでには、まだ長い道のりがあります。
良好な労働条件をさらに高めるために、産業用ロボットの危険を最小限に抑える方法は次のとおりです。
自己学習ロボットを使用する
自己学習ロボット 彼らは、プログラムを実行する事前にプログラムされたコードに固執するのではなく、自分自身を改善し続けるタイプです。彼らは環境を観察し、新しい仕事や状況に有機的に適応することができます。この周囲の監視により、ロボットは安全を第一に考えているため、他のロボットや人の近くにいるときもより安全になります。
現時点ではこのタイプのロボットの開発には多額の費用がかかりますが、時間が経てば製造部門の標準的な操作オプションになるでしょう。
定期点検
ロボットアームやその他の部品を定期的に検査することは、損傷や事故を引き起こす可能性のある損傷を早期に発見する唯一の方法であるため、不可欠です。産業用ロボットにはまだ自己診断機能がありません。したがって、メンテナンスを人に頼っています。そうしないと、壊れるまで働き続けることになります。ロボットアームに欠陥があると、作業に支障をきたすだけでなく、ロボットアームの近くで作業している人が身体を傷つける危険にさらされます。
ソフトウェアの更新
修理の確認と損傷した部品の交換は、ソフトウェアのアップグレードと並行して行う必要があります。ロボットの進歩について話すとき、人々はソフトウェアのアップグレードについて話します。ロボットを実行するプログラムを改善すると、他のすべてが改善されます。プログラムがスムーズに実行されると、ロボットが暴走して他の人に危害を加える可能性がある破損や故障のリスクが少なくなります。
安全教育
人とロボットが一緒に働くことは難しいことではありませんが、安全教育は重要です。人間の作業者は、作業中に自身の安全が損なわれないように適切な訓練を受ける必要があります。ロボットとは異なり、人間は疲労するため、集中力に影響を与える可能性があります。そのため、多くの工場では、人々に常に注意を払うよう常に注意を促すために、非常に厳格なガイドラインが壁に貼られています。
ロボット用ワークステーションの設計
安全性を確保する最も効果的な方法は、人間の作業者がいる場所から離れたロボット用の特別なワークステーションを設計することです。これにより、双方間の接触が遮断されるだけでなく、ロボットが衝突を避け続けることなく作業を行うために必要なスペースが確保されます。
不正アクセスの防止
産業用ロボットは、多くの可動部品と高価な技術を活用した高度な機械です。このため、資格のある技術者のみが取り扱う必要があります。誰でもロボットをいじり始めることを許可すると、ロボットの動作方法が再構成される可能性があり、これは作業環境にとって安全ではありません。ロボットの設置やメンテナンスに直接関与していない人は、決してロボットに近づけないでください。
製造におけるロボットアームの使用における新たな問題
製造の自動化には独自の課題があり、それが職場へのロボットの完全な統合を遅らせています。課題には次のようなものがあります。
コスト
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自動化は製造コストの削減に役立つと何度も言われてきましたが、それは長期的な評価です。製造の自動化の初期コストは、運用を開始する前に会社を破産させる可能性があります。産業用ロボットは安くはありません。販売されている溶接ロボット 40,000 台のコストは約 XNUMX ドルで、これはメンテナンス コストを加算する前の価格です。これはほとんどの企業にとって高すぎます。
スキルギャップ
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この分野のロボット専門家の不足は、自動化製造に悪影響を及ぼしています。工場でのロボットの使用は古くからあるにもかかわらず、技術者やプログラマーの不足は十分に解決されておらず、より多くの工場がロボットに目を向けるにつれて、最終的には機械を扱い、保守するのに十分な資格のある人がほとんどいないという状況に陥ります。これにより、一部の工場が一時的に生産を停止する可能性がある。
セットアップには時間がかかります
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ロボットを作業用の位置に配置することは別のことです。それらを最適なレベルで実行することは別の山です。他の機械とは異なり、産業用ロボットは、設計されたタスクに合わせて校正および調整する必要があります。これには、調整や変更に数か月かかる場合があります。 産業用ロボットのトレーニング ワーカーがそれを操作できるようにするために必要です。これは長期的には大きな損失となる可能性があります。
サボタージュ
不満を抱いた従業員がロボットの電源を途中で外すケースは非常によくあることです。ロボットが仕事のほとんどを引き継いでいく中、人々は唯一の生計手段を失いつつあると感じています。このため、多くの企業が意図的な妨害行為による修理で多額の損失を被ることになりました。
結論
製造業におけるロボットアームの使用は、世界中で今後も増え続けると予想されています。明るい兆しは、ロボット製造業者が業界に参入するにつれて、これらのロボットのコストが下がり、小規模な工場でも購入できるようになることです。将来的には、オンラインや公共市場でも、低価格のロボットアームを簡単に見つけられるようになるでしょう。
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