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単軸ロボットは一軸方向の動きに特化したロボットで、産業用ロボットの中で最もシンプルな構造を有します。

単軸ロボットの性能は、単体というよりシステム全体の中で発揮することが多く、産業用ロボットシステムの不可欠なパーツの一つです。

本記事では、単軸ロボットの特徴、導入事例、おすすめのSIerを紹介します。

単軸ロボットの特徴

単軸ロボットはスライダとモータから成るロボットで、モータはスライドを直線的に動かすため直線的な動きが得意です。

物を直線的に搬送する作業を担うことが多く、多軸ロボット等と比較してシンプルな構造のため、剛性・耐久性に優れています。

単軸ロボットの導入手順

単軸ロボットを含む産業用ロボットの導入により、想定通りの効率化を実現するには充分な準備が必要です。綿密な計算の下でシステム設計をしなくては、狙い通りの生産性が実現できないからです。

以下のような導入の手順に沿いながら、経験豊富なSIerと相談して導入を進めて下さい。

• 導入の目的を明確に設定
• システムの構想
• 構想提案に基づいた仕様の定義
• 生産システムの詳細設計
• 製造・納入前テスト
• 稼働開始
• 保守・点検

各手順の詳細は以下の記事に記載をご参考下さい。

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単軸ロボットを導入するときのポイント

単軸ロボットは、単純な構造ゆえに汎用性が高く、主に搬送工程で導入することが可能です。自社工場に産業用ロボットの導入を考える際に、部品等の搬送をするなら単軸ロボットの組合わせが選択肢に入ります。

導入の際に検討するポイントは、以下の通りです。

• 導入の目的を明確化
• 導入費用とその効果が見合うのか確認
• ロボットシステム全体を構想し、単軸ロボットの活用方法を検討
• 「提案依頼書（RFP）」の原案を作成
• 導入を依頼する会社を選定

各ポイントの詳細は以下の記事に記載をご参考下さい。

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単軸ロボット導入するときに同時に導入したい周辺機器

梱包、組立、検査などの工程を担うロボット

単軸ロボット自体ができる作業は、製品の運搬作業をはじめそれほど多くありません。そのため、梱包、組立、溶接等が可能な多関節ロボットやパラレルリンクロボット等と組み合わせてはじめて、ロボットシステムとして大きな力を発揮します。

単軸ロボットを複数組み合わせたロボットシステムも実現可能です。実際に、3機体以上の単軸ロボットを組み合わせ、複数の部品の組立作業を自動化した事例も存在します。

重量センサ

単軸ロボットは主に製品の運搬に用いられますが、重量センサを取り付けることで、運搬と同時に重量の計測が可能です。完成品の検品や不良品の排除等を目的に、単軸ロボットと重量センサを組み合わせられます。

コンベア

ロボットシステム内の製品の運搬そのものを担うのはコンベアであることが多いです。単軸ロボットは、コンベアで流れてくる製品を数個ずつ小分けにする際など、重要な工程で用いられます。

見落とされがちですが、コンベアはその運搬速度の調節次第で産業用ロボットが製品の処理可能数が変わるため、妥協できない周辺機器の一つです。

単軸ロボットの導入事例

包装機への供給のための、レトルトパウチ製品の整列作業

レトルトパウチ製品は様々な方向に配列が乱れた状態で包装機へ運搬されるため、従来、包装機への供給に際して人力により整列させる工程が必要でした。

本事例では、画像認識システムとパラレルリンクロボットを活用することで、製品を整列させ包装機へと供給する産業用ロボットシステムを導入しました。

パラレルリンクロボットにより整列された7個の製品が、単軸ロボットにより、包装機のメインコンベアへ移載される仕組みです。

単軸ロボットを含めた自動化システムの導入により、1日あたり4名の省人化が実現し、労働生産性が3倍になりました。

小売店向け釣銭出荷作業の効率化

現金を袋詰めし小売店向けに釣銭として出荷する作業において、従来、垂直多関節ロボットが導入されていました。しかし、一日2,500回もの稼働をするため、垂直多関節ロボットにエラー故障が頻発し、業務効率化のボトルネックになっていました。

本事例では、多関節ロボットを、剛性の高い直交・単軸ロボットに置き換えたことで、エラーによるアイドルタイムの減少やエラー頻度の減少が実現しています。

作業効率性の上昇と人員削減効果の両方が得られたことで、年間約15百万円のコスト削減に繋がりました。

球形冷凍おにぎりの成形工程でのロボット導入

球形の冷凍おにぎりは、特注の型を使った少量多品種生産で、全て手作業による生産を行っていました。本事例では、水平多関節ロボットを用いてシャリ球を掴み、球形に圧縮成形するロボットシステムを導入しました。

水平移動が可能な単軸ロボットによって、水平多関節ロボットからパレタイジングロボットの間を移動させ、複数のロボットをスムーズに連携させることに成功しています。

本ロボットシステムの導入により、作業員数が6人から2人に削減でき、時間あたり生産量が3倍以上に増え、10倍以上の生産性向上が実現しました。

レジの釣銭機用部品の組立・検査工程

人力で行っていたレジの釣銭機用の部品の組立工程を単軸ロボットにより自動化した事例です。

組立工程は自動化が難しかったものの、単軸ロボットを複数組み合わせた「からくり」のアイデアにより、完全自動化に成功しました。

本事例は、組立に続く目視検査及び機能検査の工程についても、双腕ロボットとビジョンを用いて自動化をしていて、複数の種類の産業用ロボットと組合わせた事例です。

結果として、従前の作業員を10人から5人に減らすことに成功し、労働生産性は2倍に上昇しました。

化粧品生産工程に導入し手作業を代替

化粧品に用いられるマイクロニードルの脱型・組立作業は、繊細で傷つきやすい性質から、従来熟練工の手作業で行われていました。

機械化に当たっては、マイクロニードルをケースに収納する際の粘着テープの取扱いが課題でしたが、垂直多関節ロボットと単軸ロボットの組合わせにより、熟練工の動きを模倣した作業が可能になりました。

作業人員が8人から2人に減ったことで労働生産性が4倍になった他、生産数量の安定化や、化粧品にとり重要な衛生環境の良化にも貢献した事例です。

単軸ロボットの導入が得意なSIer

グローリー株式会社

レジの釣銭機等のメーカーであるグローリーは、2017年からロボットシステムインテグレーション事業に参入し高い実績をあげています。

カワダロボティクス製のヒト型ロボット「ＮＥＸＴＡＧＥ」を主力として、自動化ラインのシステム構築を支援していて、金融分野だけでなく、広い業種に対応していることが特徴です。

株式会社日本設計工業

1973年創業の日本設計工業は、「運搬」工程に強みを持つ、システムインテグレーター及びロボットメーカーです。

自社製品としてチェーン、ローラ、ベルトを用いた搬送機械を扱っている他、システムインテグレーターとして工場へ導入する装置の開発も行っています。

デアルセンス株式会社

デアルセンスは、技術商社事業、製造事業、ロボットシステムインテグレータ事業の両方を行っており、幅広い生産ラインの自動化ニーズに対応することが可能です。

技術商社という背景を持っており扱うロボットが幅広いために、多くのプロセスの自動化をカバーできます。

アスカ株式会社

アスカは自動車部品事業、制御システム事業、ロボットシステム事業の3事業を手掛ける上場会社です。

自社で行る自動車部品等の製造加工で培ったノウハウを活かし、他社の生産工場におけるシステム自動化のサポートをしています。

自社開発のロボットシステム「UNI-ROBO」では、単軸ロボットの数を1軸から5軸の間で増減させることで多くの自動化ニーズに対応することが可能です。

三菱電機システムサービス株式会社

三菱グループのシステムインテグレーターで、単軸ロボットを組合わせたロボットシステムの導入実績があります。工場自動化であれば全業種に対応可能で、営業、エンジニアがそれぞれ高いレベルを保って仕事をしています。

自社グループの三菱重工業の製品として、パレタイズロボットや垂直多関節ロボット等を扱っています。

まとめ

単軸ボットは、そのシンプルな機構故に、ロボットシステムの中で重宝されるロボットです。多軸ロボットと組合わせたり、複数の単軸ロボットを組合わせたりすることで、多様なニーズに対応することが可能です。

本記事では、SIerの中でも単軸ロボットの活用に長けた企業を紹介しました。工場の自動化システムの導入を検討する際には、一度相談してみてはどうでしょうか。