星に願いをかける前に寝る

円筒座標ロボットとは、回転軸と上下移動可能かつ伸縮可能なアームを持つロボットのことです。

同じく古典的な産業ロボットに「極座標型ロボット」というものがあります。回転軸と伸縮可能なアームを持つという点では両者は同じですが、円筒座標ロボットはアームが上下移動しますが、極座標型ロボットのアームの高さは固定されていますので、上下移動はしないという点が異なります。

円筒座標ロボットのメリット・デメリット
円筒座標ロボットのメリットとデメリットを紹介します。

メリット：可動領域が広い
円筒座標ロボットは回転軸を中心として360度回転することができるため、可動領域が広いというメリットがあります。しかもアームは伸縮可能なので、さらに可動領域は広がります。

また、回転軸を中心として上下にも動くため、高さが異なるところで作業することができます。横にも縦にも可動領域が広い点が、円筒座標ロボットのメリットといえるでしょう。

デメリット：回り込みが必要な作業には不向き
上下と横の動きが可能な円筒座標ロボットですが、単調かつシンプルな動きのみに対応しているので、細かな作業には向きません。また、同じく古典的なロボットである極座標型ロボットも、細かな作業には向きません。

円筒座標ロボットの用途・導入事例
円筒座標ロボットは、どのような分野で用いられているのでしょうか。用途と導入事例を紹介します。

用途
円筒座標ロボットは、主に半導体や液晶の搬送に用いられています。搬送は反復作業のみ、なおかつ複雑な作業がないため、円筒座標ロボットに適した用途です。

導入事例
円筒座標ロボットの導入事例を2つ紹介します。

ウェーハ搬送（クローズドループ制御機能あり）
クリーンルーム内でウェーハをケースに搬送する作業を行う円筒座標ロボットです。回転軸が4つあるため、手前から奥への移動や微細な高さ調節など、より細かな動きに対応します。また、クローズドループ制御機能があり、急激な負荷の変動や速さの変化にも対応して稼働します。

ウェーハ搬送（電力線通信技術搭載）
同じくウェーハ搬送を行う円筒座標ロボットです。高剛性のあるアームにより、高速作業にも対応可能です。また、通信技術が搭載されているため、操作を外部からコントロールすることができます。工場を自動化する場合にも組み込みやすく、発展性のあるロボットです。

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3Dプリンターの手順①3Dデータを作成
3Dデータを3DCAD・3DCG・スキャナでデータを作成します。または配布サイトからデータをダウンロードして造営します。

3Dプリンターの手順②3Dプリンターで印刷
次にパソコンと3Dプリンターを繋いで、作成した3Dデータを送ります。
3DプリンターにWiFi機能があればWiFiで操作、確認もできます。
メモリソケットがあれば、メモリカードでデータを送れます。
後は3Dプリンターの手順に従って、サポート材や積層ピッチの設定してプリントを行います。

3Dプリンターの手順③造成物の後処理
プリンターの種類によりますが、乾燥、冷却、サポート材除去、洗浄などがあります。光造成方式は造成後アルコール洗浄の必要があります。熱溶解積層方式の場合は表面をより滑らかにするのにやすり掛けなどする場合があります。

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さまざまな産業でワークを高速且つ精密に位置決めするロボット。その他汎用性の高い直交座標タイプだけでなく、人間の腕の動作に近似した動きができる多関節型ロボット。

5節閉リンク構造ロボット
高加減速の限界に挑む、位置決めロボット。停止時の減衰性に優れる基本構造も案内部の精度と剛性が欠かせません。旋回部にクロスローラーリングを採用することでこの剛性と高速性を実現しています。

溶接ロボット
工場内の製造ラインに用いられる自動溶接ロボットの関節の回転運動部分にクロスローラーリングが採用されています。クロスローラーリングは単体で、ラジアル・アキシアル・モーメントの各荷重方向に対する剛性が高いため、コンパクトな関節部を実現することが可能です。

スカラロボット
狭いスペースでワークを搬送し位置決めするスカラロボット。先端部での振れ精度・高速性が求めらるＺ軸にもストロークと回転双方に高い精度を持つＬＭシステムが活躍しています。

双腕ロボット
正に人の腕の動きを再現した双腕ロボットは複雑且つ滑らかな動きを求められるだけでなく、剛性と高速性も必要となります。直動システム・クロスローラーリングを採用することで小型化とともに剛性と高速性を実現しております。

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多関節ロボットが人間の動きに似た動作を行うことができる原理について説明します。

垂直多関節ロボットは、リンクとジョイントの２つにおいて、人間の構造と共通した部分を持っています。

ロボットにおけるリンクとジョイントはそれぞれ人間の骨と関節部分にあたり、リンクとジョイントを点と線でつなぐことで、人間が行う動作と同じような動きをロボットで行うことが出来ます。

また、従来は油圧によって駆動させていましたが、現在はモーター駆動が一般的になり、電子制御によってより細かな動作を実現することが出来ています。

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モバイルロボットは単純な搬送作業ができるロボットです。従来、工場内の製造ラインの移動といった搬送作業は人が行っていましたが、技術の発達によってモバイルロボットが導入されるようになりました。そのためただ運ぶだけの単調な重労働から解放されるようになりました。

最近ではAI機能を搭載するロボットが増え、ロボット自身が最適なルートを判断して所定の場所まで荷物を搬送するようになっています。AI機能を持つロボットは、飲食店等でも少しづつ導入されるようになっています。

モバイルロボットの使用用途
モバイルロボットは工場で多く導入されており、自動車工場ではとくに重量のある部品を搬送し、半導体工場では狭い場所でも混雑を避けて効率よく搬送しています。

食品工場の生産ラインの変更にも柔軟に対応できるので、コンベア式では時間がかかる工程変更も短時間で行っています。

物流倉庫では特に荷物が行き交いますが、ロボットコントローラでロボットの現在位置や稼働状況を確認できるので、効率よく搬送し、ミスを防いでいます。

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