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ロボ・ステーション


新たなロボット像を示す 最新!システムインテグレート
ロボットアームを利用したトランスファー装置【栗本鐵工所、東洋理機工業】

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栗本鐵工所
代表取締役社長 福井秀明

〒550-8580
大阪市西区北堀江1-12-19
http://www.kurimoto.co.jp/


東洋理機工業
代表取締役社長 細見成人

〒555-0012
大阪市西淀川区御弊島6-13-60
http://www.toyoriki.co.jp/

ここ数年、直線運動を行うアクチュエータタイプの単軸ロボットや直交ロボットの需要が拡大している。これらを任意に組み合わせることで現場要件に即したシステムを容易に構築できるからで、鍛造プレス向け自動搬送(トランスファー)装置にも利用されることが多い。ただし、リニア駆動の汎用システムを複合的に組み合わせるため冗長的となり、設置スペースを占める。

栗本鐵工所と東洋理機工業は、これに一石を投じるようなコンパクトなトランスファー装置を開発。8月開催の「プレス・板金・フォーミング展(MF-Tokyo2011)」でパネル出展した(図1)。

プレス金型の周囲に配置した4本のロボットアームにより、金型の送り方向に配置した一対のビームをワークの送り方向(フィード)と前後方向(クランプ)、上下方向(リフト)の3次元で動作する。ビームにはワークを前後方向からクランプする複数フィンガーが配置されており、このような動作によりワークを、配列された複数の金型に順送することができる。設置スペースが小さいため様々な設置方法を選択することができ、既設のプレス機械や各社のプレス機械に対応することができる。

図1:パネル展示したトランスファー装置の一例

図1:パネル展示したトランスファー装置の一例

現場に併せて様々な設置方法を選択できる

公開したトランスファー装置は、おもに4本のロボットアームと、ワークを前後方向からクランプする複数フィンガー配置した一対の平行なビームから構成(図2)。ビームはワークの送り方向に配列された複数の金型の前後に配置しており、それぞれの両端部をロボットアームで支持している。ロボットアームによりビームを金型の送り方向と前後方向、上下方向の3次元に動作させることでワークを順送する。供給されたワークを受け取り、フィンガーでクランプして複数の金型に順送し、加工したワークを搬出側に受け渡すことができる。

各ロボットアームは3軸構成となっており、2つのサーボモータによる水平面内での旋回運動に加えて上下運動も可能。昇降駆動装置内のボールねじによりサーボモータの回転力を直線運動に変換することで行っており、これにより3次元で動作することができる。例えば、図2のように設置した場合、(1)クランプ(前後方向)、(2)上昇(上下方向)、(3)前進(送り方向)、(4)下降(上下方向)、(5)アンクランプ(前後方向)、(6)後退(送り方向)の順に動作することで、配列された複数の金型に順送することができる。

また、ビームとロボットアームの連結部にはボールブシュを配置しており、ここがバッファ機構として機能することでビームの熱膨張や各サーボモータの同期制御のずれを許容することが可能。ロボットアームの各関節や連結部に負荷がかからないようになっており、連続稼働に耐えることができる。

図2:公開したトランスファー装置の構成とロボットアームによるビームの動作

図2:公開したトランスファー装置の構成とロボットアームによるビームの動作

栗本鐵工所では従来、直交3軸機構を金型周囲に4つを設置したトランスファー装置によりワークの順送を行っていた。設置面積が大きいうえにメンテナンス性にも課題があった。

公開したトランスファー装置はコンパクトかつ設置面積が小さいため、制御プログラムの変更により、プレス機械に対して様々な設置方法を選択することができる。例えば、図3のようにアームを吊り下げたり吊り上げたり、片方のアームを吊り上げて、もう片方を吊り下げるといった設置ができる。また、ロボットアームにカバーを施せば防塵性を確保することができ、メンテナンスにかかる負荷を大幅に軽減することができる。

図3:現場の要件に応じて様々な設置方法を選択することができる

図3:現場の要件に応じて様々な設置方法を選択することができる

東洋理機工業では、特定用途向けの専用ロボットを提案する「カスタムロボット事業」を展開しており、栗本鐵工所と共同開発したトランスファー装置はその1つ。汎用の産業用ロボットは市場のボリュームゾーンに合わせた仕様となっており、動作範囲が大きいわりには可搬重量にも設置スペースにも制約がある。顧客ニーズに合わせた必要機能に絞り込むことで、こうした制約を解消するシステム提案を行っている。これまでに7軸双腕ロボットや4軸水平多関節ロボットなどを開発している。


掲載日:2011年10月25日

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