蕗ちゃんの道草日記

組み立て
スカラロボットが開発された当初の用途は組み立て作業の自動化でした。そのため現在でも組み立て工程ではスカラロボットが数多く活用されています。

スカラロボットは作業者1人分ほどのスペースがあれば十分に設置でき、人間よりも高速かつ正確な組み立てを行うことが可能。

そのため面積あたりの生産力で比較すると、スカラロボットによる生産ラインは人間だけの生産ラインの数倍の生産力があると言われています。


搬送
スカラロボットはコンベアからコンベアへの製品搬送や、製品を容器などへ整列する用途にも活用されています。搬送作業では水平方向に高速で移動することができるというスカラロボットの特徴が大いに活かされるので、生産効率が大幅に向上します。


ネジ締め
スカラロボットの先端に電動ドライバのユニットを付加することでネジ締め工程を高速自動化することができます。

スカラロボットにネジ締め箇所をプログラミングしておくことで、複数箇所のネジ締めが必要な製品でも自動かつ高速にネジ締めをおこなうことができます。

また複数のスカラロボットを組み合わせることで搬送とねじ締めを高速一元化することも可能です。

塗布
スカラロボットの先端にディスペンサ（吐出機）のユニットを付加することで、ゲル状の材料などを塗布する工程を自動化できます。

たとえばメカトロニクス分野では接着剤注入、食品分野では冷凍食品のたこ焼き製造などにおいてもスカラロボットの塗布技術が活躍しています。

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垂直多関節ロボット
垂直多関節ロボットは人間の腕のように3次元的かつ自由度の高い動きを実現できるロボットです。汎用性が高く導入しやすいこともあり、2021年現在産業用ロボットの中で主流となっている形状です。

塗装用の垂直多関節ロボットは5～6軸（関節）構造が一般的であり、ティーチング次第で熟練工のように繊細な塗装作業も再現することができます。


またロボットアームの先端部の「エンドエフェクタ」には用途に合わせて最適な塗装ガンを取り付けることができるので、複雑な形状の塗装にも対応することができます。

スカラロボット（水平多関節ロボット）
スカラロボット（水平多関節ロボット）は水平方向への高速移動を得意とするロボットです。

3つの回転動作と1つの上下動作を基本としており可動範囲に制限はありますが、上下方向の剛性に優れています。主に平たい形状のワークへの塗装に適しています。


直角座標ロボット
直角座標ロボットは3軸がスライドすることによって移動するロボットです。

比較的低コストで導入できる一方、アーム型の垂直多関節ロボットなどと比較すると複雑な動作はできないため、シンプルかつ均一な形状のワークへの塗装が向いています。

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ロボットを利用したマイクロニードル化粧品の高度精密生産
美容目的のヒアルロン酸注射の製造を自動化した例です。従来は熟練工による手作業でなければ注射針という微細なアイテムを扱うのは不可能とされていました。

折ったり傷つけたりしてはならないのはもちろんのこと、衛生管理も必須となります。垂直多関節ロボットの導入により、組み立てから包装、ラベリングまでを自動化しています。単に省人化のみならず、人間の手が触れなくなったことによって衛生環境はさらに向上しています。



ロボットを利用した鉄道車両用床板のワンサイドスポット溶接
溶接もまた熟練工の技術への依存が高い作業の一つです。また鉄道車両など対象が大型となると、溶接ガンに求められる加圧力が非常に高いものになり、車両メーカーでは専用機をつくり込んで作業するしかありませんでした。

ロボット化は不可能とされていたこの業種でも、サーボガン搭載の垂直多関節ロボット導入により効率化を実現できるようになりました。省人化はもちろん、作業時間が大幅に短縮され稼働率がアップしました。


ロボットを利用した物流倉庫におけるピッキング・搬送の自動化
周辺機器としてロボット用走行装置を上記でご紹介しましたが、自走式のロボットも開発・製造されています。カメラやLiDARの搭載により自己認識やオートマッピング、複数台数の同時制御を可能とし、ロボットのためのガイド設備を不要としています。

既存の倉庫内設備に手を加えることなくロボットを導入するだけですので、その分コストは抑制できています。省人化によって労働力不足へのソリューションともなっています。

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金属3Dプリンタを利用すると、従来は作るのが難しいと考えられていた形も表現できるようになります。
受託造形サービスを提供する企業も出てきました。ここでは、金属3Dプリンタでできることを具体的に解説します。


金属部品の製造
金属3Dプリンタを活用すれば、複雑形状や中抜き形状など、さまざまな高性能金属部品を製造できます。
従来の技術では再現できない形状でも、金属3Dプリンタなら対応可能です。
従来の加工方法では割高になる場合も、金属3Dプリンタを活用するとコストを抑えて金属部品を製造できます。

金属部品の軽量化
金属3Dプリンタで金属部品を作る場合、軽量化も可能です。設計の際に調整を加えれば、部品の一部の厚みや密度も自由に変更できます。
強度が必要な部分の密度を高め、それ以外の部分の密度を低くすれば、必要な強度を保ったまま軽量化を実現できます。
金属部品の軽量化により、エネルギー効率やハンドリング性も改善しやすくなるでしょう。



金属加工で使用する金型・製造工具の造形
金属3Dプリンタでは、金属加工で使用する金型や製造工具なども作れます。
特殊な形状の金型や製造工具が必要な場合も、金属3Dプリンタを活用すれば簡単に造形が可能です。
データを残しておけば、破損してもすぐに同じものを用意できます。改良も簡単に行えるため、作業の効率化につながります。

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メリット 01省人化・省力化
現在の日本はものづくり産業に関わらず、働き手の人手不足が深刻になっています。ロボットを導入し自動化を進め、省人化・省力化を図ることで、不足する労働力を確保する動きが加速しています。また、人の手作業がロボットに置き換わることで、生産性や品質も向上します。


メリット 02コスト削減
ロボット導入はシステム構築なども含め初期投資はかかってしまいますが、作業効率を改善し、生産性を高めることでコスト削減に導きます。品質管理や生産計画などの生産管理担当者の負担も減らすこともできます。また、汎用性の高い産業用ロボットは専用機と異なり、プログラムの変更やハンドの切替を行うことで、他作業への転換も可能です。

メリット 03生産性向上
ロボットは24時間365日休みなく、かつ効率良く働くことができます。作業範囲も多岐にわたり、重量物の搬送から微細な部品の加工組立まで行えます。また、人では危険な作業や、過酷な環境でも作業ができるので作業環境の改善にもつながります。


メリット 04品質安定
ロボットは精度の高い作業を繰り返し行うことが得意です。そのため、品質のばらつきが無くなり、安定した品質を確保できます。人の手作業では集中力の低下等により作業ミスも発生しやすいですが、ロボットはそうした不具合もありません。また、クリーンルームや衛生管理が求められる場所でも、人の手を介さないので安全性が高まります。

メリット 05高付加価値化
製品の検査において、人は五感を使って異常を見つけようとします。ロボットの場合は必要に応じて様々なセンサを取り付けることで、高精度で的確に不良や不具合を見抜き、検査の信頼性を格段に向上させます。その他、人間が持ち得ない能力や感覚を付け加え、付加価値の高いものづくりを可能にします。

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