直交ロボットについて

直交ロボットとは、2から3の直交する軸上を動くロボットの総称で、産業用ロボットとしては非常に単純な構造のため、あらゆる産業において作業の自動化の一歩目として使われることが多いです。

直交する座標は高々3次元のため、自作で組み込んで作ったり改造したりしやすく、動作用のプログラムも修正しやすいといった特長が挙げられます。そのため、複雑な動きを必要としない単調な作業であれば、直交ロボットを用いて機械化することができます。

例えば、製造業における部品の組み立てや搬送などは直交ロボットの得意な作業です。あらかじめ、部品の流れるラインを決めておくか、カメラなどで検知することで、組み立てから搬送までを自動化することが可能です。

6軸動作のロボットなどに比べると動作範囲もわかりやすく比較的安価なため、食品製造ラインなどにも導入されています。湿気の多い所や、腐食性ガスが存在する半導体工場などにおいても、腐食処理がなされた直交ロボットを選定すれば、厳しい条件下でも安定して稼働することが可能です。

直交ロボットは、1軸上にスライド移動するユニットを複数組み合わせることで、直交座標系でツールを動かしたり、ベルトコンベアを動かしたりできるように設計されています。

その構造上、6軸多関節ロボットなどのように滑らかな回転動作は表現できませんが、直交ロボットのそれぞれの軸は同時に動かすことができるため、たいてい多くの動作はその直線動作の重ね合わせで効率的に表現できます。

また、直線移動時にはリニアガイドとして高精度なボールねじとリニアエンコーダを併用することで、高い位置決め精度を出すこともでき、ミクロンレベルでの動作の再現性を達成できます。

また、ボールねじなどのリニアガイド部分には、耐腐食性のステンレスを使ったり、密閉してガス封入したりとオプションを施すことで、様々な悪環境下においても使用することができます。

直交ロボットの長所、短所は以下の通りです。

直交ロボットは、複雑な動きは出来ず、直線的で単純なモーションしかできません。しかし、その分作業の誤差が非常に少なく、クオリティ（精度）が高い作業が可能です。さらに動きがシンプルであるため、事故リスクが少ないロボットともいわれています。多関節ロボットのような複雑な動きが可能なロボットは、多種多様な作業に対応が可能な一方、作業のエラーも大きくなってしまいます。そのため、クオリティ（精度）が高い作業が必要とされる現場では多くの直交ロボットが導入されています。

直交ロボットは直線的でシンプルな動きには強いため、直線的でシンプルな動きの作業に関しては直交ロボットが担当し、後の複雑な工程に関しては多関節ロボットを使用することで結果的に作業効率を向上させることができます。

直交ロボットは構造が非常にシンプルで、自作するための部品自体も普通に販売されているため、リーズナブルに製作が可能です。

直線的でシンプルな動きにしか対応できません。

作業範囲に対して、設置面積が大きい

直交ロボットは関節を自由に動かせる構造をしていないため、部品を折りたたむことが出来ません。したがって、設置面積が大きくなってしまいます。

危険作業の負担軽減及び効率化の成功例

盤製作メーカーにて、直交ロボットを導入することで重量が重く取り扱いが人間では時間のかかっていた板金作業を自動化しました。結果として労働生産性を従来比較で1.4倍に向上させました。さらに危険な作業を機械で自動化させたため、作業員の肉体的、精神的負担を軽減することに成功しました。

とある自動車部品製造メーカーでは、自動車の組み立て検査の工程はロボットで自動化していましたが、組み立てに必要な製品の移動自体は人力で行っていました。その製品運搬の工程に直交ロボットを導入することで、労働生産性を従来の5倍に向上させました。

---------------------------------------------------------------

skysmotor.comはBLDCモーターと平行軸ギヤードモータなどを販売している専門的なオンラインサプライヤーです。お客様に競争力のある価格、または効率的なサービスを提供しております。