目次
産業ロボットの中でも比較的低コストでシンプルな構造が魅力の単軸ロボット。この記事では単軸ロボットの構造や特徴、活用事例などについて解説します。
単軸ロボットを取り扱っているメーカーも紹介しているので、ぜひ検討材料にしてみてください。
・単軸ロボットとはスライダ・モータ・ボールネジの3要素によって構成されるシンプルな構造の産業用ロボット
・単軸ロボットはロボシリンダーよりも用途が広いという違いがある
・単軸ロボットにはシンプルな構造・メンテナンスがしやすい・他のロボットと組み合わせやすいといった特徴がある
単軸ロボットの構造
単軸ロボットは次の3要素によって構成されています。
- スライダ（スライド軸）
- モータ
- ボールネジ
下記の例にあるように、モータの回転運動を棒状のボールネジを使って直線運動に変換することでスライダを左右に移動させるという原理で動作します。スライダの位置はモータの回転量によって制御されています。
単軸ロボットとロボシリンダの違い
単軸ロボットは下記の例にある「ロボシリンダ」という機械と見た目が非常に似ていますが、単軸ロボットは比較的用途が広い一方、ロボシリンダーは小型・軽量物の搬送に特化しているという違いがあります。
ロボシリンダは主にシリンダ（ピストンをエアーや油圧によって往復運動させる円筒状の装置）の代替品として低コストで開発された製品のため、小型で低コストである一方、動作速度などの面でできることが限られます。
一方、単軸ロボットは一般的にロボシリンダよりもサイズが大きく、動作が速いのが特徴です。そのため重量物の搬送や高速・高精度・高剛性が求められる作業現場でも無理なく使用することが可能です。
単軸ロボットの特徴
単軸ロボットには次の3つの特徴があります。
- シンプルな構造
- メンテナンスがしやすい
- 他のロボットと組み合わせやすい
一つずつ見ていきましょう。
シンプルな構造
単軸ロボットはシンプルな構造をしているため故障リスクが低く、長持ちしやすいというメリットがあります。またそのシンプルさ故に比較的低コストで導入できるのも魅力の一つです。
メンテナンスがしやすい
単軸ロボットは直線のみのシンプルな動きのため、メンテナンスも比較的容易です。とはいえ、単軸ロボットが高いパフォーマンスを発揮し続けるためには、ボールねじなどに使われているグリース（潤滑剤）のこまめな点検や補給などは必要です。
他のロボットと組み合わせやすい
単軸ロボットはシンプルな構造をしているため、単体で使われるというよりは他のロボットと組み合わせることで幅広い用途に対応しています。
たとえば、単軸ロボットと直交ロボットを組み合わせることで、二つのロボットを一つのコントローラーで制御することが可能。シンプルな単軸ロボットを他のロボットと組み合わせることで、ロボット同士の相乗効果で生産性を上げていく方策もおすすめです。
【関連記事】直交ロボットとは？構造やメリット・デメリット、導入事例を解説
単軸ロボットの用途・導入事例
主な用途は搬送
複数台組み合わせることで工場の自動化を進める単軸ロボットと単軸ロボットの主な用途はワークの搬送です。
- 組み立て
- 加工
- 検査
といった各種作業工程においてワークを搬送する用途で使われています。
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導入事例
ここでは単軸ロボットの導入事例を2つ紹介します。
現金（釣銭）出荷作業の自動化システム
釣銭作成機運搬工程において紙幣搬送を行うロボットを導入しました。
単軸ロボットと直交ロボットを組み合わせることでロボットの剛性を高めた結果、労働生産性が1.4倍に向上。
さらに、生産過程で生じていた不要物（ビニール）を削減することができ、環境にも優しいシステムを構築することができました。
事例の引用元：『ロボット導入実証事業 事例紹介ハンドブック2018』p.84
球型冷凍おにぎりの成型システム
冷凍球型おにぎりの成型、計量工程にロボットを導入しました。
単軸ロボットと水平多関節ロボットを組み合わせることで作業員への腕への負担を軽減されるとともに生産数はおよそ6,000個/日から21,000個/日へ上昇。成型不良率は1％から0.1％以下に減少させることができました。
事例の引用元：『ロボット導入実証事業 事例紹介ハンドブック2018』p.98
単軸ロボットを取り扱っているメーカー一覧
単軸ロボットを取り扱っている主なメーカー（全6社；2021年現在）を一覧表にまとめました。
単軸ロボットの主要メーカー6社
| メーカー名 | 本社 | 公式ウェブサイト |
| 株式会社アイエイアイ | 静岡県 | http://www.iai-robot.co.jp/ |
| 株式会社鳥羽洋行 | 東京都 | https://www.toba.co.jp/ |
| 浜正機工 | 大阪府 | http://www.hamashou.co.jp/ |
| 安長電機株式会社 | 長野県 | https://www.yasnaga.co.jp/ |
| ヤマハ発動機株式会社 | 静岡県 | https://www.yamaha-motor.co.jp/ |
| 株式会社エフ・エー・テクノ | 東京都 | https://www.fa-techno.co.jp/index.html |
実際の現場にロボットシステムを導入する場合は、ロボットの付帯設備の設計・製作・設置が必要です。付帯設備には以下のようなものがあります。
- 安全柵
- 制御盤
- 架台
- エンドエフェクター（ロボットハンド）
- 搬送装置
こういった付帯設備を含むシステムの設計・制作・設置はロボットシステムインテグレーター（ロボットSIer）に依頼するのが一般的であり、費用が別途発生します。その他にもロボットティーチングやメンテナンスといった時間的・金銭的コストも想定しておく必要があります。
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まとめ
本記事では単軸ロボットの構造や特徴、活用事例などについて解説しました。
単軸ロボットは産業ロボットの中でも比較的低コストでシンプルな構造をしていますが、他の産業用ロボットと組み合わせることで高い生産性を発揮します。
自社にも単軸ロボットを導入してみたいと思われた方は、この記事で紹介したメリット・デメリットや関連知識、おすすめメーカーなどをぜひ参考にしてみてください。
