ロボットアームとクランプ――人間の腕

産業用ロボットのグリッパーは、エンドエフェクタとも呼ばれ、産業用ロボットのアームに取り付けられ、ワークを把持したり、直接操作を行ったりします。ワークをクランプ、搬送、そして所定の位置に配置する機能を有します。機械アームが人間の腕を模倣するように、エンドグリッパーは人間の手を模倣します。機械アームとエンドグリッパーは、人間の腕の役割を完全に構成します。

I. 共通エンドグリッパー

平行爪のような指のない手。ヒューマノイドのグリッパー、またはロボットの手首に取り付けられたスプレーガンや溶接ツールなどの専門的な作業用のツールになります。

1. 真空吸盤

一般的に、物体はエアポンプの制御によって吸着されます。把持する物体の形状に応じて、物体の表面は滑らかで、重すぎないことが求められます。適用シナリオは限られており、通常はこれが機械アームの標準的な構成となります。

2. ソフトグリッパー

柔らかい素材を用いて設計・製造されたソフトハンドは、広く注目を集めています。ソフトハンドは、柔軟な素材を用いることで変形効果を実現し、対象物の正確な形状やサイズを事前に知らなくても、適応的に対象物を覆うことができます。不規則で壊れやすい物品の大量自動生産における課題を解決することが期待されています。

3. 産業界で一般的に使用されている平行フィンガー

電気制御、シンプルな構造、より成熟しており、業界で一般的に使用されています。

4. 未来 — 多指器用な手

一般的に、電動制御によって角度と強度を正確に調整することで、複雑なシーンの把握が可能になります。従来の固定ハンドと比較して、多自由度ハンドの適用により、多指器用ハンドの器用さと制御能力が大幅に向上します。

人口ボーナスの消滅に伴い、機械更新の波が到来し、ロボットの需要が急速に高まっています。メカニカルアームのベストパートナーとして、エンドグリップの国内市場も急速な発展を遂げるでしょう。

II. 外国のグリッパー

1. ソフトグリッパー

ソフトグリッパーは、従来の機械式グリッパーと異なり、内部に空気が充填され、外部に弾性材料を使用しているため、産業用ロボットの分野でのピッキングとグラブの現在の困難を解決できます。食品、農業、日用化学、物流などの分野で使用できます。

2、静電吸着爪

静電吸着の原理を利用した独自のクランプ爪形状。電気接着クランプは柔軟性があり、革、メッシュ、複合繊維などの素材を、髪の毛を挟むのに十分な精度で簡単に積み重ねることができます。

3. 空気圧2本指、3本指

市場に出ている主な技術は海外企業が習得していますが、国内の学習能力は非常に強く、電動クローであれフレキシブルクローであれ、国内企業は同じ分野で優れた成果を上げており、コスト面でもより大きな利点があります。国内メーカーがどのようにやっているかを見てみましょう。

III. 国内グリッパー

3本指の再構成可能な構成:次の設計に示すように、5本指の器用なロボットハンドと比べて、3本指はより効率的に掴むためのモジュラー式の再構成可能な構成を採用しており、器用さの前提を損なわず、機構と電気制御システムの複雑さを大幅に軽減し、こねる、掴む、保持する、挟むといった動作を実現し、ワークピースの規則や不規則な形状に合わせて強度を調整でき、汎用性が強い。掴む範囲は数ミリから200ミリ、重量は1キロ未満、耐荷重は5キロ。

多指器用なハンドは未来です。現在は研究室での研究に使われていますが、大規模生産や産業利用には至っておらず、価格も高価です。しかし、人間の手に最も近い製品であり、自由度が高く、複雑な環境に適応でき、複数のタスクを実行でき、共通性が強く、構造状態の間でさまざまな柔軟な変形を実現でき、揉む、挟む、掴むなどの操作能力の多様化により、従来の手段を超えてロボットハンドの機能範囲がさらに広がります。