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お疲れ様です。秋並です。
今回は、ロボットアームについて解説します。
ロボットアームの種類
ロボットアームは主に以下の4つの種類に大別されます。
なお、この他にも「極座標ロボットアーム」「円筒型ロボットアーム」も含まれることもありますが、現在では使われることが少ないためここでの紹介は割愛します。
以降では、それぞれのロボットの「メリット」「デメリット」「用途」について述べます。
垂直多関節ロボットアーム【立体的、汎用的な作業が得意】
垂直多関節ロボットアーム (articulated robot arm) は、名前の通り
- 主要な回転軸が、（地面に対して）垂直に配置されたロボットアーム
です。
関節数はロボットアームにより異なりますが、6つの関節を持つものが最も一般的です。
メリット
垂直多関節ロボットのメリットは以下になります（6軸の場合）。
- 物体を任意の位置 (x, y, z)、姿勢 (roll, pitch, yaw) に配置することが可能
- 最も作業の汎用性が高い
参考：Pick and place with precision
デメリット
垂直多関節ロボットのデメリットは以下になります。
- 構造が複雑なため、制御が難しく、コストが大きくなりやすい
用途
上記のメリット、デメリットから垂直多関節ロボットアームは、以下のような用途に用いられることが多いです。
- 溶接、塗装、複雑な（立体的な）組み立て作業
SCARA【平面作業が得意】
SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) は「水平多関節ロボットアーム」のことで
- 主要な回転軸が、水平方向に配置された4つの軸を持つロボットアーム
です。
メリット
SCARAロボットアームのメリットは以下になります。
- 平面において高速に動作可能
- 繰り返し精度が高い
- 水平方向（x, y方向) に柔軟さがある、かつ垂直方向（z方向) の剛性が高いため、ピン挿入などの「置く、刺す」作業が得意（水平方向のズレは吸収しつつ、差し込みが可能）
- SCARA：「特定の方向（Selective）」に、「柔軟さ (Compliance)」がある
参考：Features --- SCARA robot "YK-XG series" & Vision system "iVY" [YAMAHA]
デメリット
SCARAロボットアームのデメリットは以下になります。
- 主に平面的に動作するため、立体的な作業は不得意（そもそも、立体的な作業は想定していない）
用途
上記のメリット、デメリットからSCARAは、以下のような用途に用いられることが多いです
- 電子部品、半導体の組み立て（平面的な組み立て)
- SCARA：「組み立て (Assembly)」が得意
パラレルリンクロボット【圧倒的高速】
パラレルリンクロボット (parallel link robot, delta robotとも呼ばれる)は
- 複数のリンクを並列に配置したロボットアーム
です。
メリット
パラレルロボットアームのメリットは以下になります。
- 最も高速に動作する
- 繰り返し精度が高い
参考：The delta robot with fast speed（400time/ minute）
デメリット
パラレルロボットアームのデメリットは以下になります。
- 高速化するための構造上、可搬重量が小さい
- 作業範囲が狭い
用途
上記のメリット、デメリットからパラレルリンクロボットは、以下のような用途に用いられることが多いです。
- 高速なピッキング、仕分け
直交ロボット【シンプルで高精度】
参考：ティーチングペンダント付き直交ロボット(ORIM VEXTA)
直交ロボット (cartesian robot arm) は
- x, y, z軸方向に直線的に動作する3つの軸を持つロボットアーム
です。
メリット
直交ロボットアームのメリットは以下になります。
-
繰り返し精度、位置精度ともに最も高い
- 直線的なシンプルな動作しかしないため、誤差が蓄積しにくい
- 構成がシンプルなので制御しやすい
デメリット
直交ロボットアームのデメリットは以下になります。
- 直線的なシンプルな動作しかできないため、複雑な動作は苦手
- 作業可能範囲に対して、設置面積が大きくなりやすい
参考：ティーチングペンダント付き直交ロボット(ORIM VEXTA)
用途
上記のメリット、デメリットから直交ロボットアームは、以下のような用途に用いられることが多いです。
- 部品の搬送
- 組み立て（姿勢制御が必要なものは不可）
- パレタイジング
最後に
今回は、ロボットアームの種類について説明しました。
この記事が少しでも皆さんのお役に立てれば幸いです。