企業と政府機関はさまざまな方法でロボットを利用しています。よくあるロボットの 5 種類すべては、成果の改善のため、さらに、従業員が最も高価値の重要な作業に集中できるよう、従業員の負担を減らすために導入されています。
産業
製造業界は、長年にわたり最前線でさまざまな種類のロボットを利用して、事業を成功させてきました。AMR、AGV、多関節ロボットや協働ロボットは、プロセスの促進、効率性の向上、安全性の推進を目的に、多くの場合プログラマブル・ロジック・コントローラーと併せて工場や倉庫で導入されています。溶接、組み立て、資材搬送、倉庫の安全確保など、さまざまなアプリケーションに利用されています。
農畜産業
AMR は、作物をより迅速に効率的に収穫するのに役立っており、そのために素晴らしいインテリジェント機能を利用しています。農業ロボットは、成熟度を評価し、邪魔な枝や葉を動かし、作物を傷めることなく正確にかつ丁寧に収穫することができます。
ヘルスケア
ヘルスケア業界では、患者のエクスペリエンスを向上させるためさまざまな種類のロボットが利用されています。AMR は、医薬品の搬送、表面の消毒、移動型テレプレゼンス機能提供に利用されています。また、協働ロボットは、リハビリ中に医療従事者を支援したり、優れた患者ケア提供のため看護師を助けたりするのに利用されています。
物流
ロボットは、物流および運輸会社が商品を迅速に効率的に配送するのを支援します。こうした企業は、荷物の処理、業務の加速化と正確さの向上に役立つ AMR や AGV を倉庫ロボットとして利用しています。また、配送物の最終処理段階や顧客への安全な配達の確保のためにAMR を導入しています。
小売業と接客業
ロボットは、カスタマーまたはゲスト・エクスペリエンスをさまざまな形で向上させるのに利用できます。小売や接客業企業は、在庫管理プロセスの自動化、コンシェルジュや道案内サービスの提供、さまざまな環境の清掃、ゲストの荷物運びやバレーパーキングにロボットを利用しています。
ロボットは、よりスマートで安全な街を作るのに役立ちます。人型ロボットは道案内や情報サービスを提供できます。AMR は、商品の配送や通常の安全パトロールを行うのに利用されています。ロボットはまた、ビル構築の加速化、現場調査の実施、建築モデル情報の収集にも役立ちます。
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外観検査ロボットを導入する際、同時に導入したい周辺機器について紹介します。
ベルトコンベア
ベルトコンベアは、台車の上に輪状のベルトを乗せて、回転させることで製品を移動させる設備です。ラインで製品を搬送する中に検査ロボットを組み込むことで検査工程の自動化が可能になります。
3Dカメラ
外観検査にはカメラが必要不可欠です。複雑な構造の製品では、2Dのカメラでは発見しにくい傷やバリなどもあります。3Dカメラを取り入れることで、精度の高い外観検査につながります。
画像センサ
外観検査をするにはカメラだけでなく、カメラで撮影した画像をデジタル信号に変えてデータ化する画像センサが必要です。
画像センサにより、色や汚れ、傷などがあるか、検査が可能になります。
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コスト削減ができる
ハンドリングロボットのメリットの中でも、インパクトが大きいのはコスト削減です。ハンドリングを自動で行えるようになるので、人件費の節約につながるからです。
ハンドリングロボットは、プログラミングされた作業内容を忘れることはありませんので、新たに採用した人員に対して教育を施すコストも不要になります。
人の保護ができる
重量物のハンドリングをハンドリングロボットで行えば、人体損傷や命を落とすリスクを回避できます。
もしも人手で作業を行いハンドリング中に重量物を落としたとしたら、重量物と地面に人体を挟まれる事故につながります。手足の骨折などの重傷や、最悪の場合命を落とすことさえあり得ます。
作業精度が向上する
ハンドリングロボットを用いればミスすることなく、安定したハンドリングが可能となります。ハンドリングロボットは繰り返し精度も高く、ワークや荷物を一定の場所にハンドリングすることができます。
ハンドリングのような単純作業を人が繰り返し行った場合、疲労や意識の低下により、作業時間に比例して作業ミスをする可能性が増えます。
スペースが省略化できる
ハンドリングロボットが作業するスペースだけ確保できれば、人が作業するスペースが不要になります。
ハンドリングを用いて部品の整理整頓がされるため、新たな作業を行えるスペースを生むことも可能です。
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極座標型ロボット
極座標型ロボットは、円筒座標ロボットと同じく50年もの歴史を持つ産業用ロボットのなかでは古典的なタイプです。
砲台のように中心に旋回軸があり、作業を行うアームは上下回転と伸縮が可能です。円筒座標ロボットのアームは上下方向に移動して垂直の動きにも対応できますが、極座標型ロボットのアームは上下に回転するため、弧を描くような動きにも対応します。
直角座標ロボット
直角座標ロボットは、縦と横、高さの3つの方向に直交する軸を持ち、立体的な動きを軸のスライドのみで実現します。
似たような動きをする身近な例として、クレーンゲームのアームを挙げられます。アームは水平・縦横・垂直の3つの動きしかしませんが、3つの方向をそれぞれ指定することで空間内の任意の点に移動することが可能です。
直角座標ロボットは、円筒座標ロボットとは異なり回転軸がありません。そのため、回転を伴う作業には対応できません。
垂直多関節型ロボット
垂直多関節型ロボットとは、複数の関節を持ち、回転台の上に据え付けられているロボットです。回転台を腕の付け根とするならば、人間の腕の構造にもっとも近いスタイルのロボットです。
回転と関節が組み合わさることで、動きの自由度が非常に高く、回り込んでの作業も得意とします。しかし、複雑さゆえ、制御が難しいという点には注意が必要です。
円筒座標ロボットのアームは上下方向に垂直に移動することができますが、垂直多関節型ロボットは関節が曲がることで高さの異なる作業が可能になります。現在、産業用ロボットとしてもっとも利用されているのがこの垂直多関節型ロボットといわれています。
水平多関節型ロボット
水平多関節型ロボットは、水平方向の動きだけに特化したロボットです。関節は垂直多関節型ロボットのように曲がらず、回転軸に沿って回転するように同じ高さで水平方向に動きます。
水平多関節型ロボットのアームの先端は、常に水平を保ちます。また、アームに伸縮性がないため、円筒座標ロボットと比べると可動領域が狭いです。なお、水平多関節型ロボットを「スカラ型ロボット」と呼ぶこともあります。
パラレルリンク型ロボット
パラレルリンク型ロボットは、3本のアームが1点につながった形状のロボットです。アームの動きが速いため、ベルトコンベヤーでの選定や整列などの作業に使われることが多いです。
円筒座標ロボットとは異なり、アームは回転せずに上下あるいは前後左右に動きます。また、多関節型ロボットでは関節が縦方向につながっていますが、パラレルリンク型ロボットは関節が横方向につながっている点が対照的です。
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3DCAD等でプログラミングされたデータを元に、樹脂や石膏、金属などの素材を層状に積み重ねていき、最終的につくりたいものへと形づくっていきます。この仕組みが基本ではありますが、細かく分けると3Dプリンターの造形方式にはいくつかの種類があります。
熱溶解積層方式（FDM）
主に家庭用3Dプリンターで採用されている方式。比較的安価で、小型でシンプルな構造の機種が多く手軽に使いやすい。熱可塑性樹脂であるABS樹脂、PLA樹脂などを熱で溶かしノズルヘッドから噴射して層を成形していく。
防水ステッピングモーター
防水ステッピングモーター
粉末焼結積層造形方式（SLS）
粉末（パウダー）状の材料にレーザーを当て焼き固めていく方式。ナイロン樹脂や金属など多くの素材を使うことができ、複雑な造形にも向いている。試作品だけでなく実製品として活用しやすい。比較的高価な機種が多く、粉末対策など設置環境面での課題は多い。
光学造形方式（SLA）
液体樹脂（主にエポキシ樹脂）に紫外線レーザーを照射して、一層ごとに硬化させながら立体物を造形する方式。熱による影響が少ないため材料の収縮や変形が起きにくく、また材料が液体のため高精細かつ大型の造形に向いている。
インクジェット方式（マルチジェット・プリント方式）
インクジェットプリンターのヘッドから紫外線硬化性の樹脂を噴射し、UVランプで紫外線を当てながら固めていく方式。ピッチが細かいため高精細な造形が可能。アクリル樹脂やゴム素材など数種類の素材に対応している。
ステッピングモーター ブレーキ付き
ステッピングモーター ブレーキ付き
粉末接着方式（インクジェット粉末積層方式）
石膏などの粉末材料をテーブルに敷き詰め、形状に沿ってヘッドから接着剤や着色剤を塗布しながら積層し固めていく方式。従来の印刷プリンターに近い動きでスピーディかつフルカラーでの造形が可能。フィギュアや模型などの用途に使われることが多い。
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