自働化実現のポイントを実機・実例をもとにご紹介
ワーク処理装置(直交ロボット・昇降旋回ユニット)

当社生産設備の実例からワーク処理装置(直交ロボット・昇降旋回ユニット)を取り上げ、製品選定のポイントを解説します。
あわせて、装置設計をサポートするためのサービスをご案内します。ご検討の際は、お気軽にご相談ください。

装置実例
ワーク処理装置

装置概要

コンベヤによって搬送されたワークへ自動で液体塗布をおこなう装置です。
コンベヤから流れてきたワークを加工位置に合わせて昇降旋回ユニットで上昇旋回し、直交ロボット(ガントリユニット)でさまざまなサイズや形状のワーク処理をおこないます。
今回の装置ではディスペンサによる液体塗布に使用していますが、他の用途にも応用できます。

●直交ロボット(ガントリユニット)

軸数 3軸
軸1(x) 軸2(y) 軸3(z)
ストローク 250mm 100mm 50mm
最高速度※1 340mm/s 400mm/s 85.7mm/s
最大可搬質量※2 1.5kg
繰り返し位置決め精度 ±0.02mm
主電源※3 単相100V

●昇降旋回ユニット

軸数 2軸
ストローク 100mm
ワークの最大可搬質量 0.8kg (機構含めると最大3.0kg)
最高速度※1 80mm/s
繰り返し位置決め精度 ±0.02mm
主電源※3 単相100V
  • ※1 最大可搬質量を搬送できる最高速度です。
  • ※2 Z軸に取り付けできる最大可搬質量です。
  • ※3 ドライバの駆動用・制御用電源はDC24Vです。
社内設備設計者に聞いた:内製の背景

さまざまな種類のワークを同じラインで効率的に処理することが課題でした。ロボットによる自働化を検討しましたが、次のような課題が浮き彫りになり、内製による解決を試みました。

①垂直多関節ロボットは多様なワークに対応できるが、ロボットは想定よりも高額で立ち上げの調整にも時間がかかりそう
②今回のワーク処理では、あらかじめ決まった数種類のワークに対応できればよいため、垂直多関節ロボットではオーバースペック
③ラインに組み込むためにスペースの制限があり、垂直多関節ロボットやスカラロボットでは対応できない

システム構成

各軸をMECHATROLINK-Ⅲによって制御しています。

システム構成の図

構成品一覧

直交ロボット(ガントリユニット)
品名 定価 (WEBショップ価格)
1
軸1
電動スライダEZSM4RD025AZAK62,800円(53,380円)
接続ケーブルCC050VZFA8,800円(7,480円)
2
軸2
電動スライダEZSM3RD010AZAK55,800円(47,430円)
可動接続ケーブルCC050VZRA11,300円(9,600円)
3
軸3
電動スライダEZSM3LD005AZMK69,800円(59,330円)
可動接続ケーブルCC050VZRBA15,300円(13,000円)
1
2
3
軸1軸2軸3
多軸ドライバAZD3A-KM3106,000円(90,100円)
電源ケーブル(主電源用)LC03D06A1,500円(1,270円)
電源ケーブル(制御電源用)LC02D06A1,300円(1,100円)
332,600円(282,690円)
昇降旋回ユニット
品名 定価 (WEBショップ価格)
4
軸1
電動スライダEZSM3D010AZMK69,800円(59,330円)
接続ケーブルセットCC050VZFBA10,800円(9,180円)
5
軸2
αSTEPAZM66AK32,000円(27,200円)
可動接続ケーブルCC050VZRA11,300円(9,600円)
4
5
軸1軸2軸3
多軸ドライバAZD2B-KM380,000円(68,000円)
電源ケーブル(主電源用)LC03D06A1,500円(1,270円)
電源ケーブル(制御電源用)LC02D06A1,300円(1,100円)
206,700円(175,680円)
  • ●接続ケーブルの長さはすべて5mです。

各軸の構成ポイント

軸1,2,3のハイライト 軸4のハイライト 軸5のハイライト
1
2
3
4
5
123
電動スライダ EZSシリーズ

電動スライダ EZSシリーズ

4
電動スライダ EZSシリーズ

電動スライダ EZSシリーズ

5
αSTEP AZシリーズ

αSTEP AZシリーズ

<高許容モーメント> 電動スライダ EZSシリーズ

高許容モーメントでサポートガイド不要 装置の省スペース化を実現

この装置では、ラインの中に組み込むため、装置自体を小さくする必要がありました。EZSシリーズは高いモーメント荷重を受けられる構造で、片持ちでの駆動も可能です。これによりサポートガイドを用いた門型の構造にする必要がないため省スペース化に貢献します。

モーター折り返し仕様で装置全体をコンパクトに

スライダの全長が短い折り返しタイプを採用することにより、装置のコンパクト設計を実現しました。これにより、ラインの装置幅の制限に収めることができました。

<直交ロボット(ガントリユニット)を上から見た図>
豊富なストロークで組み合わせ自在

EZSシリーズは50mm~850mmまで50mm単位でストロークのラインアップをご用意しています。それにより、必要搬送距離や装置の大きさに合わせてx軸、y軸、z軸の組み合わせが可能です。

電動スライダ EZSシリーズ

高剛性のため垂直方向の搬送でもさまざまなワークに対応

この装置ではさまざまなワークを処理するため、異なる質量のワークにも対応する必要があります。EZSシリーズはガイドにTHK製のボールリテーナ入りLMガイド※1を採用しています。 それにより薄型ながら最大30kg※2を可搬できます。

  • ※1 THK株式会社の登録商標です。
  • ※2 EZS6の場合です。
ブラシレスモーター BMUシリーズ

αSTEP AZシリーズ

センサレスで旋回駆動が可能

この軸では、処理が終わったワークの向きを反転させています。
αSTEP AZシリーズは、モーター後部にバッテリレス機械式アブソリュートセンサ<ABZOセンサ>を搭載。
原点復帰にかかる時間や外部センサによるトラブルの影響がありません。

旋回軸での応用例

ワークのサイズや形状により処理がしやすいよう旋回部でワーク位置の調整ができます。αSTEP AZシリーズは、「近回り運転」機能により指定座標へ180°以内の移動ができ、ワーク調整の時間を短縮します。

αSTEP AZシリーズ 多軸ドライバ

直線補間、円弧補間でさまざまな形状に対応

MECHATROLINK-Ⅲ対応多軸ドライバは上位コントローラによる直線補間、円弧補間運転に対応。さまざまなサイズや形状のワーク処理がおこなえます。多軸ドライバは、MECHATROLINK-Ⅲのほか、EtherCAT、SSCNETⅢ/H対応タイプをご用意しています。

最大4軸まで接続可能で制御盤内の省配線化に貢献

多軸ドライバは、2~4軸までモーターを接続可能です。ドライバを1台に集約できるため、上位機器との接続ケーブルや電源ケーブルなどの省配線化が可能です。

αSTEP AZシリーズ

複数軸での原点復帰に掛かる時間を短縮

モーター後部にバッテリレス機械式アブソリュートセンサ<ABZOセンサ>を搭載。電源を遮断されても位置情報を保持でき、原点復帰が不要です。軸数が多い場合でも原点復帰の時間を短縮できます。
また、原点復帰が必要な場合にも外部センサを使用していないため、高速で原点復帰をすることができます。

外部センサ不要でトラブルの減少に貢献

AZシリーズに搭載した機械式アブソリュートセンサ<ABZO(アブゾ)センサ>は常時位置情報の管理ができるため、原点復帰運転に必要だった外部センサを削減できます。この装置では計5軸を動かしているため、5軸分のセンサレスを実現しています。
これにより部品コストや配線時間だけでなく、断線や誤検出といったセンサが原因のトラブルを減らせるためトータルコストダウンに貢献します。

さまざまな動きを統一した制御で実現

αSTEP AZシリーズは、小型から揃う標準タイプモーターのほか、電磁ブレーキ付、ギヤ付などのラインアップをご用意。また、モーターとアクチュエータを組み付けた機構製品も展開しています。それぞれモーター、ドライバ、ケーブルなどが共通なため、配線、制御、保守部品を統一でき、立ち上げの時間や手間を削減できます。

製品選定段階から装置設計をサポート

モーターの選定をサポート

パソコンでモーターや電動スライダ・シリンダの選定がおこなえるコンテンツをご用意しています。
「電動スライダ選定ソフト」は軸数と運転条件の数値を入力していただくだけで、お客様の使い方に合った製品を選ぶことができます。
その他の機構については、「モーター選定ツール」をご使用ください。
また、専任スタッフがお客様に代わってモーターを選定するサービスもご用意しています。詳細はリンク先をご参照ください。

< 電動スライダ選定ソフトイメージ >
< モーター選定ツールイメージ >

装置に関する資料をご用意

装置の仕様や外形寸法、動作パターンに関する資料をご用意しています。同様の装置を検討する際にご活用ください。

当社製品とPLCの立ち上げ資料をご用意

PLCとの接続および簡単な動作までの流れを説明したセットアップマニュアルをご用意しています。立ち上げ時間の短縮にご活用ください。
〈対象メーカー〉
オムロン株式会社、 株式会社キーエンス、 株式会社日立産機システム、 富士電機株式会社、 三菱電機株式会社、 株式会社安川電機、 シーメンス株式会社

サンプルCADデータをご用意

電動アクチュエータの取り付けに使用する周辺プレートのサンプルCADデータを、WEBサイト上でダウンロードできます。装置設計や製品の検討にお役立てください。

最短位置決め時間算出ツールをご用意

「機種」「運転条件」に合わせて目安となる位置決め時間を算出できます。製品選定時のサポートツールとしてご活用ください。

トラブルの際はサービスエンジニアがサポート

モーターに関するさまざまな疑問やトラブルに対し、お客様の現場にサービスエンジニアがお伺いし対応します。
またオンラインサポートもおこなっておりますので、お気軽にご利用ください。

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