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FOODTOWNアドバイザー徹底解説!

食品工場に特化したFOODTOWN自動化専属アドバイザーが独自の視点で各製造⼯程や商品種別について徹底解説︕
説明だけでなく、導入時の確認すべき事項や選定ポイント。導入後のトラブル事例や事前対策ポイントなど現場で役立つ情報を掲載しています。

単軸ロボット(パッケージ含む)とは?

単軸ロボットとは、ワークの搬送などに使用されることが多い産業用ロボットです。
スライダとモータ、ボールネジの3要素によって構成されているのでロボットの中でもシンプルな構造です。

そのためメンテナンスも比較的容易です。UFOキャッチャーなどでも使用されています。
また、自由度の高さから組み合わせによって多種多様な使い方ができるのもこのロボットの特徴です。

似ている機械としてロボシリンダがありますが、ロボシリンダはシリンダの代替品として低コストで開発されたものです。構造は相似していますが単軸ロボットの方が大きい荷物や重量物の搬送が可能で動作も早いのが特徴です。

高速、高精度、高剛性が求められる作業現場でも比較的用途が広いと言えます。また、人手を介さない分、衛生的に作業ができます。このように様々な面から単軸ロボットを活用することで品質の安定化、ラインの効率化につながると言えます。
単軸ロボットの原理、選定ポイント、トラブル事例について解説します。

  • 単軸ロボットの種類、原理、使用用途について 

    単軸ロボットのようなスライド軸をスライドさせたものを直交ロボットといい、組み合わせ次第で様々な使い方ができます。
    そのような自由度の高さもこのロボットの特徴となっています。

    雄ネジと雌ネジの間にボールを挟み込むことで摩擦が少なく回転するボールネジがモータの回転と連動し、
    ボールネジの回転によりスライダが左右に移動して連動する仕組みになっています。モータの回転量によってスライダの位置が制御されます。
    使用用途としては主に搬送に使われます。また、組み立てや、加工、検査といった幅広い工程で使われています。
    このロボット単体で使われるというより、複数のロボットと組み合わせることで力を発揮するロボットです。
    食品の製造自動化や、製造工程をスムーズにすることが可能です。

  • 単軸ロボットの選定ポイント、導入時の確認ポイントについて

    単軸ロボットを選定する際には、
    ・取付角の寸法
    ・推力
    ・テーブル高さ
    ・押し当て力
    ・速度
    ・ワーク搬送質量  特にこの3つは既存の製造ラインに影響が出ない様に考慮しましょう。
    ・ストローク
    また、現場にロボットシステムを導入する際には、安全柵や制御盤、架台、ロボットハンド、搬送装置などの政策設置が必要になります。

  • 単軸ロボット導入後のトラブル事例と事前対策ポイントについて

    トラブル事例
    可搬重量が5㎏の単軸ロボットを導入し、5㎏のワークを掴んで搬送
    したためロボットに負荷がかかり、導入後すぐに故障した。

    原因
    ロボットハンド約1㎏、ブラケット約1㎏、イナーシャを考慮していなかった。
    安全率も見ていなかった。

    対策
    ロボット導入前には、必ずシミュレーションを行い、各軸の負荷率などを確認しておく。

    ※モータ容量の選定に必要な“イナーシャ(慣性モーメント)”とは、モータが回転を続けようとするときにかかる質量の指標です。
    モータの加減速時に必要なトルク(推力)はこのイナーシャの大きさで決まります。 
    イナーシャが大きいほど回転しにくい・回転を止めにくいため、大きなトルクが必要になります。

  • 単軸ロボットの価格について

    単軸ロボットの本体参考価格は約20万円~100万円と価格幅があります。
    (可搬重量、剛性に大きく影響を受けます)

    能力やサニタリー仕様・オプションなど、製品や使用環境に合わせて選定が必要になります。
    本体のみの価格であり、別途インテグレーション費用やビジョン費用、設置工事費用、運搬費用などがかかります。

    ※インテグレーション費用とは、ロボットのティーチングや周辺装置の設計、製造業務の事を言います。
    ロボット導入時には、インテグレーション費用は約100万円~500万円はかかることを考慮しておく必要があります。

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