パラレルロボットとは
パラレルリンクロボットとは、並列につながれたアームを用いて1点に対して高速・精密な動作をする産業用ロボットです。
アームはリンクやジョイントと呼ばれる部品で構成され、3本アームの製品が主流です。パラレルリンクロボットはシンプルな構成のため、メンテナンス性に優れます。複数のモーター出力がアーム先端部の1点に集中する機構であり、高出力で高精度な動作を実現可能です。
自動化設備のピックアップ作業などで活用されています。また、パラレルリンクロボットのアームにはカーボンパイプ/ CFRPパイプが使用されます。
パラレルロボットの使用用途
パラレルロボットは産業において広く使用される機械です。以下はパラレルロボットの使用用途一例です。
- 食品のパレット積みや整列
- 化粧品などのラベル貼り付け作業
- 軽量な半導体部品などのピックアップ作業
高速かつ精密な動作が可能なため、ワークの仕分けや移動を含めたピックアップなどの比較的軽作業で利用されます。スカラロボット以外の産業用ロボットは、一般的に高性能であるが故に導入コストが高く、複雑なメンテナンス作業を必要とすることが多いです。
また、専門的なティーチング作業が必要な場合も多いため、多額のコスト負担を考慮しなければなりません。一方、パラレルリンクロボットはスカラロボット以外の産業用ロボットと比較して簡易的な構造です。
したがって、導入コストが安価かつメンテナンスや管理も容易な点がメリットです。
パラレルロボットの原理
パラレルリンクロボットは、主にモーターやベアリング、リンクアームなどによってシンプルに構成されます。一般的に3本からなるリンクアームが並列に繋がれ、個々のリンクアームにそれぞれモーターが備わっています。
本体ベース部分は天井に固定され、リンクアームなどによってアーム先端部が吊り下げられた状態です。パラレルロボットは、パラレルリンク機構を有する点が最大の特徴です。パラレルリンクは、複数のモーター出力がアーム先端部の1点に集中して動作させる機構です。一般的に多関節ロボットはロボットアームの先端部を動かすために、各関節を順番に動作させる必要があります。これがシリアルリンク機構です。
一方、パラレルリンク機構は複数の関節が同じ最終出力先に接続されているため、それぞれを並列に動作させることで最終出力先を動かします。これをパラレルリンク機構と呼び、シリアルリンク機構で動作するロボットよりも高速に動作させることが可能です。パラレルリンク機構は、アームやモーター、軸受で構成されます。そのため、構造が簡単で安価に導入可能です。
各メーカーから販売されているパラレルリンクロボットも、他の多関節ロボットに比べると安価です。安価に導入可能なため、製造現場の担当者が手を出しやすい製品です。高速動作が可能な点を活かせば、ピックアンドプレースのような作業を自動化することが可能です。適切な場面で複数台導入すれば、工場の複数工程を自動化することが期待できます。
パラレルロボットのその他情報
スカラロボットとの違い
スカラロボットとは、水平方向に動作する回転軸を3軸備え、上下方向に動作する1軸を備えた水平多関節型の産業用ロボットです。パラレルリンクロボットとスカラロボットは、ベルトコンベア上のワークを運搬する作業で、同様に適用されています。こらら2つの違いは水平作業と高速性です。
スカラロボットは別名水平多関節ロボットと呼ばれる、シリアルリンク機構のロボットです。これは地面に対して水平方向の動きに強みを持つロボットであり、水平方向のネジ締めやワーク吸着のような作業を行うことが可能です。
一方、パラレルロボットは基本的に地面に対して垂直方向の仕事を得意とします。つまり、スカラロボットで行えるようなネジ締め作業などを行うことは困難です。しかしながら、パラレルロボットはスカラロボットよりも高速で仕事を行うことが可能なため、垂直方向の仕事に関してはスカラロボットよりも効率的です。
参考文献
https://global.yamaha-motor.com/jp/profile/technical/publish/pdf/browse/48ss_08.pdf
https://www.robot-befriend.com/blog/parallellink-robot