月: 2024年2月

監修:Gaussy株式会社

物流ロボットとは

物流ロボットとは、物流における属人化された手作業を自動化と効率化を図るために物流業界で使用されるロボットです。

物品の移動、ピッキングや仕分け運搬または梱包などの物流プロセスにおけるタスクを自動的に実行することができます。人間の作業労力を削減し、作業の効率性を向上させることが可能です。したがって、労働力不足が懸念されている物流業界で多くの企業や倉庫で導入されています。

また、物流ロボットは常に一貫性のある安定した作業を実行するため、ヒューマンエラーを最小限に抑えることが可能です。正確な作業を通じて、品質の向上と作業負荷軽減を確保します。人手が集まりにくい時間帯にロボットを稼働させたりすることも可能なため、物流サービス提供の柔軟性が向上する点もメリットのひとつです。

物流ロボットの使用用途

物流ロボットは物流業界や倉庫管理、小売業、製造業などの様々な分野で利用されます。以下はその一例です。

1. 物品移動

倉庫内での物品や荷物の運搬に広く使用されます。AGVやAMRなどの物流ロボットが使用され、プログラムされた経路を自動的に移動して荷物を運搬します。大型の荷物やパレットから小さな荷物まで、さまざまなサイズの荷物を取り扱うことが可能です。従来は人が倉庫内を歩き回る必要がありましたが、ロボットが効率よく運搬してくれるので倉庫作業の効率が向上し、作業者の負担を減少できます。

2. 梱包

梱包などを自動化するために使用されることも多いです。ビジョンセンサーやカメラを使用して商品の位置を認識し、ロボットアームを制御して商品を選別します。これにより、正確で迅速な梱包を実施し、注文の正確性が高まります。

3. 仕分け作業

倉庫内で商品の取り出しと仕分けを行うロボットも販売されています。特定の商品が収納された棚の位置を認識し、その商品を取り出して仕分けエリアに運搬する作業を行います。物流ロボットによって自動化されることで、作業の効率化やヒューマンエラーの削減が可能です。

4. 配送

近年では、最終的な顧客への配送段階で自動配送ロボットやドローンが使用されることがあります。小型の荷物や商品を顧客の住所に運び、配達時間を短縮することが可能です。これにより、配送の正確性が高まり、労働コストやリスクを削減します。

物流ロボットの原理

物流ロボットは周囲の環境情報をセンサーで取得し、障害物や対象物の位置を認識するものや走行ルートをQRコードや磁気テープを貼ってロボットの走行ルートを読み込ませるものがあります。

物流ロボットの多くはセンサーから収集した情報を使用して自分自身の位置を推定し、移動経路を計画します。経路選択用のアルゴリズムを使用して障害物を避けながら、目的地に移動するための最適な経路を計算します。その後、モーターなどを使用しながら目的地まで移動する仕組みです。

物流ロボットはセンサー技術やロボティクス、人工知能などの技術を組み合わせて動作し、効率的で正確なタスクの実行を可能にします。ロボットの種類や用途に応じて異なるセンサーや制御回路が使用されます。

物流ロボットの種類

物流ロボットには様々な種類が存在し、異なるタスクを実行するために使用されます。以下はその種類一例です。

1. AGV

AGVはAutomated Guided Vehicleの略であり、予め設定された経路に沿って自律的に移動しつつ物品を運搬する自動車両です。地面に埋め込まれた線やマーカー、センサーなどを使用して経路を認識して移動します。倉庫や工場内で広く使用され、運搬作業を自動化することが可能です。

2. AMR

AMRはAutonomous Mobile Robotの略であり、センサーなどを使用して自律的に移動するロボットです。AGVよりも汎用性が高く、環境に応じて経路を変更することが可能です。したがって、倉庫や工場での各種材料運搬にも適しています。

3.ソーター

ソーターとは自動で商品を仕分けるロボットのことを指します。立体型や平面型など様々な形のロボットがあります。ロボット型のソーターは小規模倉庫にも導入可能なのでスモールスタートの導入が可能です。

4. ドローン

ドローンは無人航空機として、遠隔操作または自律的な飛行によって空中を移動するロボットです。物品や荷物を運び、特定の場所に配達するために使用されます。配送業界では、最終的な顧客への商品の配達に使用されており、特に遠隔地やアクセスが難しい地域での配送に有利です。

本記事は物流ロボットを販売するGaussy株式会社様に監修を頂きました。

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産業用ロボットとは

産業用ロボットとは、産業分野において単純な作業を自動化するために使用されるロボットです。

あるタスクを自動的に実行し、生産プロセスを効率化させます。これにより、生産効率を向上させ、少ないリソースでより多くの製品を製造することが可能です。

産業用ロボットは、ファクトリーオートメーション (FA) システムの中核を担う重要な要素で、製造業などの様々な課題を解決するのに役立っています。高速で正確、さらに24時間稼働できるため、生産サイクルも短縮され、様々な面からコストの削減が期待できます。

また、生産ライン全体を自動化することができ、ロボットはプログラムで制御することができるため、製品の変更や需要の変化に柔軟に対応することができるため、フレキシブルな生産体制の構築が可能。作業中に様々なデータを収集することもでき、これらのデータを分析することで、生産工程の改善につなげることができます。

形状はタスクに応じて設計されるため、多関節型のロボットから車両型のロボットまで多岐に渡ります。用途に応じて最適なロボットを選択して運用することが重要です。

産業用ロボットの使用用途

産業用ロボットは様々な産業で使用されます。以下はその使用用途一例です。下記以外にも、切削ロボット、研磨ロボット、接着ロボットなど、様々な用途に特化した産業用ロボットが開発されています。

1. 組立作業

自動車産業では産業用ロボットが部品の組み立てなどの多くのタスクを自動化しています。ボディシェルのフレーム組み立てなどでの使用も一般的です。また、電子製品の組み立てには精密な作業が必要であり、基板の実装や部品のはんだ付けなどを産業用ロボットで実施します。

2. 溶接作業

金属の部品や構造物の溶接には、高い精度と一貫性が必要です。ロボットを使用すると高精度の溶接を繰り返すことができるため、自動車産業や航空機・船舶などの重工業産業でも広く利用されています。特に自動車産業では車体鋼板の溶接などで一般的に使用されます。

3. 搬送作業

産業用ロボットは工場や倉庫での物品搬送に使用されます。AGVなどの先進的な産業用ロボットは自動的に経路を計算し、物品を指定された場所に運びます。自動倉庫における物品の積卸作業で利用されることが多いです。

また、ベルトコンベアはコンベアによって製品を輸送するロボットです。製品や原材料を別の生産ラインに移動させるために使用されます。

4. 梱包作業

食品産業や消費財産業などにおいて、商品の包装と梱包にロボットが使用されます。製品を箱に詰めたり、包装材料を適切に配置したりする作業を自動化することが可能です。また、製品をパレットに積み上げたり、パレットから商品を取り出したりするためにも使用されます。

5. 塗装作業

車両や家具などの表面に均一な塗装を施すために、産業用ロボットが使用されます。塗料を均一に塗布することで、塗料の節約にも貢献することが可能です。特に自動車の外装塗装には広く使用されます。

産業用ロボットの原理

産業用ロボットは、運動制御システムやセンサー技術を駆使して、特定のタスクを自動で実行する装置です。

運動制御システムにより、ロボットアームの関節や軸の動きが制御されます。産業用ロボットは、アクチュエーターやサーボモーターを使って駆動部を正確な位置に動かし、タスクを遂行します。一般的に、制御システムはコンピュータープログラムを介して、ロボットの動作速度や加速度、停止位置を指示する役割を果たします。

また、産業用ロボットはセンサーを利用して周囲の環境を認識し、様々な情報を収集します。これらのセンサーは、ロボットに対して現在の状況を伝達し、対象物や障害物を検出するのに重要な役割を果たします。さらに、物体認識や品質検査などの高度なタスクには、画像解析機能を備えたビジョンシステムが頻繁に用いられます。

産業用ロボットの種類

産業用ロボットの種類は多岐に渡ります。以下はその一例です。

1. 垂直多関節ロボット

多くの関節を有するアーム構造のロボットです。各関節が回転または移動して、アーム全体を様々な方向に制御できるようになっています。組み立てラインで部品を取り扱ったり、精密な溶接作業を実施するために使用されます。

2. 水平多関節ロボット（スカラロボット：SCARA ROBOT）

特定の平面内での高速かつ精密な運動が可能なロボットです。SCARAとは、Selective Compliance Assembly Robot Armの略であり、基本的に3軸の回転動作と1軸の上下動作の合計4軸の動作軸によって構成されています。電子部品などの精度が必要な部品の配置作業や、梱包作業で使用されることが多いです。

3. 直交ロボット

3つの直交する軸で構成されており、それぞれを独立して制御できるロボットです。シンプルな構造で、メンテナンスが容易で、マシニングセンターや切断機など、一定の軌道を移動する作業に適しています。

3. AGV

自律的に運転することが可能なロボットです。AGVとは、Autonomous Guided Vehicleの略であり、自動的に経路を計画して障害物を回避しながら移動します。倉庫内での物品運搬や製品の積卸作業などに使用されます。

4. パラレルリンクロボット

3本以上のアームを有するロボットです。特定の一点に対して精度の高い作業を実行できる点が特徴です。精密部品の組み立てや、医療支援などに使用されます。

保護帽とは

保護帽とは、頭部を保護するための保護具です。

18世紀から19世紀の産業革命に伴い、工業作業者が安全な労働環境を必要とするようになりました。この時期に、主に建設作業者や鉱山労働者の使用を前提に、金属や皮を貼り合わせたハードハットが登場しました。これが初期に使用されていた保護帽です。

現代の保護帽は安全性と快適性を高めるために高機能材料を使用して設計されています。衝撃吸収技術の向上や通気性の改善などにより、効果的に頭部を保護することが可能です。また、電気用保護帽や耐薬品用保護帽など、用途に応じて様々な種類が存在します。

保護帽の使用用途

保護帽は産業において多くの場面で使用されています。以下はその使用用途一例です。

1. 建設業

建設現場では保護帽が主要な安全装備の一つです。頭部を落下物や建材などから守る役割を果たします。また、建設作業員の頭部を太陽光線からも保護する機能があり、紫外線からの影響を軽減します。

通常はABSプラスチックやポリカーボネートなどの耐久性のある材料で作られ、内部にサスペンションを備えています。着色などによって、所属などを色分することも多いです。

2. 製造業

工場やプラントなどの産業作業環境においては、保護帽を着用するのが一般的です。機械の稼働中に飛び散る粒子や液体、高温の環境から頭部を保護します。工業用ヘルメットによっては顔や耳を保護するフェイスシールドやイヤーマフが組み込まれていることもあります。

3. 発電所

高電圧設備の近くで作業する電力会社でも保護帽が使用されます。電気ショックから保護するための電気耐性を有する保護帽が一般的です。電気絶縁材料などで製作されています。

4. 鉱山

鉱山での採掘を行う作業員も、保護帽を使用することが多いです。落石などから頭部を保護するため、耐久性のある保護帽が使用されます。一般的な保護帽よりも外殻が強固で、内部のサスペンションも分厚く作られています。

保護帽の構造

保護帽は外殻や衝撃吸収材、インナーライナーなどで構成されます。

外殻は保護帽の外側に位置し、外部からの衝撃や物体の衝突から頭部を保護する主要な要素です。通常はポリカーボネートなどの強化プラスチックや、炭素繊維などの耐久性のある材料で作られます。通気孔などを有し、通気性を良くしていることが多いです。

衝撃吸収材は外殻の内側に配置され、衝撃を吸収する役割を果たします。一般的に、発泡ポリスチレンや発泡ポリウレタンが使用されます。衝突時に力を分散し、頭部への衝撃を軽減します。

インナーライナーは頭部に直接接触する部分です。通常は内装パッドやクッションが備えられており、頭部にフィットさせる役割を果たします。衝撃吸収材と共通である場合も多く、調整可能な顎紐などで頭と密着させます。

保護帽の種類

保護帽には以下のような種類が存在します。それぞれを使い分けることが重要です。

1. 衝撃防護用保護帽

頭部を落下物や衝撃などから保護するために設計された保護帽です。一般的に産業で使用されるのはこの保護帽となります。外殻には堅牢で耐衝撃性が高いプラスチックなどで作られており、落下物からの衝撃を吸収します。

顔面保護用のフェイスシールドやバイザーが取り付けられていることもあります。色やマークが付けられていることが多く、所属会社の社章が印刷されていることも多いです。

2. 電気絶縁保護帽

電気ショックから作業者を保護するために設計された保護帽です。外殻は高絶縁性のプラスチックやゴム材料でできており、電気絶縁性が高い点が特徴です。高電圧設備周辺での作業時に作業者が安全に作業できます。

3. 耐熱保護帽

高温環境で使用される保護帽です。外殻は熱に耐性のあるアルミやFRPなどの材料で製作されます。工業用炉の周辺で作業をする際に適しています。

一部のモデルには、冷却システムが内蔵されていることもあり、作業者の快適性を向上させます。また、アラミド繊維などの耐熱材料による頭巾と合わせて使用することも多いです。

4. クリーンルーム用保護帽

クリーンルームで使用することを目的とした保護帽です。防塵性や防静電性を備えたポリエステルやポリプロピレンなどの素材が使用されます。外部からの微粒子侵入を防ぐための特別なフィルターも備えていることがあります。