適切なロボットグリッパを選ぶのは、最初は簡単に見えるかもしれません。 部品は掴み、移動させ、配置する必要があります。 したがって、次のステップは明らかです: グリッパを比較して、適したものを選択してください。 しかし、そこで多くのエンドオブアーム工具プロジェクトが必要以上に難しくなります。
ロボットグリッパは、単なるロボットアームの先端部品ではありません。 それは、ロボットとワークピース、生産プロセスを直接結ぶインターフェースです。 それは、グリッピングの信頼性、サイクルタイム、位置決め、エネルギー使用量、統合作業、およびコミッショニングに影響を与えます。
だからこそ、ロボットグリッパの選択は、グリッパそのものから始めるべきではありません。 それはアプリケーションから始めるべきです。
目標は、モーション、ロボットのセットアップ、システムアーキテクチャ、そして生産環境を考慮しつつ、ワークピースに最適なグリッピングコンセプトを定義することです。 これらの要因が明確になれば、適切な産業用ロボットグリッパ、真空ソリューション、またはエンドオブアーム工具のコンセプトを絞り込むのがはるかに簡単になります。
ここに実用的な5ステップのプロセスがあります。
1. 実際のアプリケーションを定義します
ワークピース、モーション、環境、公差、および柔軟性要件
2. グリッピングコンセプトを選択します
ワークピースの特性とプロセスの安定性に基づいた真空または機械式グリッパ
3. システムアーキテクチャを定義します
集中型または分散型真空式、空気圧式または電動式アクチュエーション、ロボットおよびコントロールインターフェース
4. グリッパの種類を選択します
パラレルグリッパ、アングルグリッパ、ラジアルグリッパ、3本指グリッパ、または幾何学とモーションに基づいたアダプティブグリッパ
5. 接点コンセプトをデザインし、検証します
グリッパ指、真空パッド、公差、表面挙動、実際の条件下でのテスト
グリッピング技術を比較する前に、ロボットグリッピングシステムが実際に何をする必要があるのかを定義してください。
ワークピースから始めてください。 名目上のデータを超えて、実際の生産条件を確認してください：
それから動作を確認してください。 時間はお金です！ グリッピング時間は可能な限り短く、アプリケーションに必要な範囲で十分な長さである必要があります。 先を考えましょう： いつかプロセスをスピードアップさせたいと思うかもしれません。 ワークピースを把持した後、保持中の安定したグリップだけでは不十分です。 ロボットが加速、減速、方向転換、そして部品を配置する間、ワークピースはしっかり固定されていなければなりません。
これがしばしば概念が課題を引き起こし始めるポイントです。 ロボットの動作プロファイル、サイクルタイム、掴む位置、または配置要件が不明確な場合、エンドオブアーム工具のデザインが必要以上に複雑になる可能性があります。 チームは安全を確保するために、余分な力、余分な重り、または余分な安全マージンを追加する場合があります。
主な質問は次のとおりです: ワークピースはどのように掴む位置から配置場所へ移動し、安定したグリッピング動作を作り出すための利用可能なサイクルタイムはどのくらいですか？
アプリケーションが明確になれば、グリッピング原理をより確信をもって評価することができます。
最初の技術的な判断は、通常、真空式または機械式グリッパを使用するかによります。 この判断は常にアプリケーションによって決定されるべきです。 どちらのグリッピング技術も通常一方が他方より優れているわけではありません。
真空グリッピングが役立つ場合
真空グリッピングが適している場合：
真空グリッピングは、パネル、シート、梱包材、カートン、および多くのデリケートなワークピースに効果的です。 しかし、最も重要なのは実際の表面です。 多孔性、粗さ、曲率、埃、オイルおよび漏れの挙動が生産結果を変える可能性があります。
機械式グリッピングは次の場合に適していることが多いです:
機械的なグリッピングは、位置とモーションを非常に効果的に制御できます。 指のデザイン、把持力、接触表面、および許容誤差補正は、ワークピースに適合する必要があります。
重要なのは「どのグリッパが最適か」を問わないことです
質問： ワークピースの動作、移動、及び必要なプロセスの安定性に最適なグリッピングコンセプトは何ですか？
グリッピングコンセプトが明確になったら、次はシステムアーキテクチャを決定する必要があります。 このステップでは、ロボットグリッパが完全な自動化システムに接続されます。
真空ソリューションの場合、アーキテクチャには集中型または分散型の真空生成を含めることができます。 集中型真空生成は、複数の吸引ポイントを使用する場合に適したオプションです。 分散型真空生成は、応答時間、ローカルコントロール、またはモジュール式グリッパゾーンが重要な場合に役立ちます。
機械式グリッパの場合、構造は一般的に空気圧式および電動式アクチュエータの間で選択することを伴います。
空気圧式グリッパは、デザインに応じて、コンパクトなサイズと軽い重り、そして強力なつかみ力を兼ね備えることができます。 特に圧縮空気が既に利用可能な場合、堅牢で高速、またはスペースが限られたハンドリングタスクに適していることがよくあります。
電動式グリッパは、制御された位置決め、調整可能なストローク、力の制御、またはフィードバックが重要なアプリケーションに適した選択肢です。 フォーマット変更が頻繁に発生する場合や、コミッショニングおよび診断のために追加のデータが必要な場合に役立ちます。
システムアーキテクチャには以下も含まれます：
ここではエンドオブアーム工具の計画が、システム全体に影響を与える決定となります。 ロボットのエンドエフェクタは、コンポーネントとして見た目が適切でも、ロボット、制御アーキテクチャ、生産設備に適合しない場合、問題を引き起こすことがあります。
主要な質問は次のとおりです： どのアーキテクチャが全体のハンドリングシステムに適していますか？
コンセプトが機械式の把持を指している場合、次に行うのはｸﾞﾘｯﾊﾟタイプを選択することです。 これはまだ詳細なコンポーネント選択ではありません。 これは、ワークピースをどのようにアプローチし、保持し、移動させ、配置するかを定義する決定事項です。
一般的なロボットグリッパの種類には以下が含まれます：
パラレルグリッパは、矩形部品や平角部品、そして直線的なグリッピング動作が安定した把持を保証する用途に適しています。 これはアクセスが容易で、ワークピースを両側から把持できる場合によく使用されます。 把持時間も、グリッパのストロークによって速くなります。
アングルグリッパは角度を中心に開閉します。 コンパクトな動作が必要で、開閉の動きが周囲のスペースに最適な場合に役立ちます。
ラジアルグリッパは、より広い開口角を提供します。 指が干渉する形状から離れる必要がある場合や、グリッパが特定の方法でワークピースに近づく必要がある場合に役立ちます。
3本指グリッパは、丸形や円筒形のワークピースによく使用されます。 センタリング運動により、安定した位置決めが可能です。 把持時間も、グリッパのストロークによって速くなります。
アダプティブグリッパは、ワークピースの形状が変化する場合や、ワークピースを慎重に取り扱う必要がある場合に適した選択肢です。 グリッパは異なる輪郭に適応し、柔軟なハンドリング作業をサポートすることができます。
適切なグリッパの種類は、形状、アクセス性、位置決定、動作の安定性、利用可能な空間、そして将来的な柔軟性に依存します。
重要な質問は： グリッパはどのようにアプローチし、保持し、移動する必要がありますか。 実際のプロセスでワークピースをどのように配置しますか？
接点コンセプトは、エンドオブアーム工具のデザインが具体化する部分です。 また、小さな選択がグリッピングの信頼性に大きな影響を与える部分でもあります。
ロボットグリッピングシステムは、図面上では正しく設計されていても、接点が実際のワークピース表面と一致しない場合、生産時に失敗する可能性があります。 ホコリ、オイル、湾曲、気孔率、または表面のばらつきが結果を変える可能性があります。
検証はそのリスクを軽減するのに役立ちます。
詳細なエンジニアリングステップに進む前に、実際の条件とコンセプトを比較して確認してください：
検証は仮説を確信に変えます。 それは、再設計ループ、コミッショニングの遅れ、およびオーバーサイズを減らすのに役立ちます。 実際の条件下でのテストをお勧めします。
グリッパそのものではなく、アプリケーションから始めましょう。 ワークピース、モーション、サイクル時間、環境、ピック＆プレース要件、許容差の変動を定義してください。 その後、グリッピングコンセプト、システムアーキテクチャ、グリッパの種類、検証の必要性を比較し、詳細な製品選定に進みます。
どちらも自動的に優れているわけではありません。 真空式グリッピングは、平らで、扱いに注意が必要な、あるいは形状が変化するワークピースで、適切な表面特性を持つ場合に適した選択肢となります。 機械式グリッピングは、特定の形状、正確な位置決め、およびダイナミックな動きに最適です。 用途が決定的な要因です。
グリッピング信頼性は、ワークピースの形状、表面の特性、ロボットの動き、加速度、公差、接点のデザイン、環境条件、およびフィードバックに依存します。 概念は実際の条件下で導入前に確認する必要があります。
パラレルグリッパは長方形の部品に適しており、3本指グリッパは円筒形部品に使用できます。アングルグリッパおよびラジアルグリッパは、スペースや開口要件が重要な場合に最適で、アダプティブグリッパは様々な形状に対応したり、繊細なワークピースを扱うことができます。
詳細なエンジニアリングおよび実装段階を開始する前に、エンドオブアーム工具のコンセプトを検証してください。 早期検証により、モーション、許容差、表面状態、フィードバック、エネルギー使用、および将来的な柔軟性に関する仮定を確認できます。