
ロボットエンドエフェクターとは何ですか?
A ロボットエンドエフェクターロボット アームの端に取り付けられ、ワークピース、ツール、またはプロセスと直接対話するデバイスです。通常、ロボットの手首に取り付けられ、ロボットが自動化する予定の物理的なタスクを実行します。関係を理解する便利な方法は次のとおりです。ロボットは動きを提供します。エンドエフェクターがタスクを実行します。
ロボット アームがツールを位置決めして空間内で移動させ、エンド エフェクターが実際の操作を実行します。アプリケーションによっては、その操作には以下が含まれる場合があります。
部品を掴む、または保持する
物体を移動または転送する
溶接
接着剤、シーラント、またはその他の材料の塗布
ネジ締めまたは締め付け
部品または表面の検査
このため、エンドエフェクターを物体を拾い上げるための装置としてのみ理解すべきではありません。グリップは一般的な機能の 1 つですが、ロボット エンド エフェクタはマテリアル ハンドリング操作と製造プロセスの両方をサポートできます。-
したがって、高レベルでは、エンド エフェクターは 2 つの大きなグループに分類できます。取り扱いツール、部品や製品を操作するもの、およびプロセスツール、溶接、ディスペンス、締結、検査などの操作を実行します。
エンドエフェクタの共通規約-
| 学期 | 意味 |
| 終わり | ロボット アームの端に取り付けられて実行または直接実行されるデバイス |
| エフェクター | タスクをサポートする |
| グリッパー | 物体を掴んだり、保持したり、移動させたりするために特別に設計されたエンドエフェクターの一種 |
| EOAT | End of Arm Tooling の略称。ロボット アームの端に取り付けられるツールおよび関連機器を表す一般的な業界用語です。 |
この記事では、エンドエフェクターグリップツールとプロセスツールの両方を含めて広く使用されています。
エンドエフェクター vs グリッパー

比較すると、エンドエフェクターとグリッパーの比較、主な違いは範囲です。グリッパーはエンド エフェクターの 1 つのタイプですが、エンド エフェクターという用語は、より広範囲のロボット ツールをカバーします。
グリッパーは主に物体を掴んだり、保持したり、位置決めしたり、移動したりするために設計されています。たとえば、ロボットはグリッパーを使用してコンベアからコンポーネントを取り出したり、組み立て中に保持したり、マシン間でコンポーネントを転送したりする場合があります。
他のエンドエフェクターは、グリップをまったく必要としないタスクを実行します。溶接トーチはロボットのエンドエフェクターになる可能性があります。ディスペンス ヘッド、切削工具、ドライバー、検査センサー、その他のタスク固有のデバイスも同様です。-
この関係は次のように明確に要約できます。
すべてのグリッパーはエンド エフェクターですが、すべてのエンド エフェクターがグリッパーであるわけではありません。この区別は、サプライヤーを評価するときにも役立ちます。メーカーまたは製品カテゴリによっては、同様の機器が「グリッパー, エンドエフェクター, EOAT、 またはロボットツール。この用語は製品ページ全体で常に一貫して使用されているわけではないため、購入者はラベルだけではなく、機器の機能と構成に注目する必要があります。グリッパーはエンドエフェクターのカテゴリの 1 つです。EOATこれも、読者がロボット ツールを研究するときに頻繁に遭遇する用語です。
EOAT 用語の説明
EOAT はエンド オブ アーム ツーリングを意味します。{0}{1}産業用ロボット工学では、この用語は、特に生産作業を実行するためにロボットの手首に取り付けられる機器を指す場合に、ロボットのエンドエフェクターとほぼ同じ意味で使用されることがよくあります。
これらの用語は実際にはかなり重複しているため、完全に別個の概念として扱うべきではありません。しかし、EOAT場合によっては、1 つの個別のデバイスではなく、より広範なツール アセンブリを説明することもできます。
たとえば、完全なロボット EOAT アセンブリには次のものが含まれる場合があります。
グリッパーまたはプロセスツール
取り付けブラケット
センサー
ツールチェンジャー
コンプライアンスデバイス
空気圧、電気、またはその他のユーティリティ接続

これに関連して、グリッパー自体が主要なエンドエフェクターになる可能性がありますが、完全な EOAT パッケージには、グリッパーの取り付け、制御、操作に必要なサポート コンポーネントが含まれています。この用語を理解すると、特定のグリップ デバイスをより広範なカテゴリの末端機器と混同することなく、サプライヤーやアプリケーション間でロボット ツールを比較することが容易になります。--
グリッパーは最もよく知られたエンドエフェクターですが、それらは 1 つのカテゴリーにすぎません。用語が明確になったら、次はどのような種類のエンドエフェクタが利用できるかということです。
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ロボットエンドエフェクターの種類
メインロボットエンドエフェクターの種類大きく 2 つのグループに分けることができます。エンドエフェクターのグリップと取り扱いワークピースを保持または移動します。プロセスエンドエフェクター、製造作業を直接実行します。

適切なカテゴリは、ツールの名前よりも、それがワークピースまたはプロセスとどのように相互作用するかによって決まります。したがって、各エンド エフェクターがどのように機能するか、どのような種類の部品に適しているか、どこで優れたパフォーマンスを発揮するか、どのような制限を考慮する必要があるかを考慮した比較が有益です。
メカニカルグリッパー

A 機械式ロボットグリッパー指や顎を使ってワークピースに物理的に接触し、固定します。一般的な取り扱いには 2 つのジョーの設計が一般的ですが、3 つのジョーの構成は円筒形または円形の部品のセンタリングに便利です。-フィンガーは、特定のコンポーネントの形状に合わせてカスタマイズすることもできます。機械的グリップは、予測可能な寸法と定義されたグリップ面を持つ剛性部品に特に効果的です。
機械式グリッパーは一般的に次の用途に使用されます。
機械の手入れ
自動車部品の取り扱い
部品転送
組み立て
治具のロードとアンロード
機械式フィンガーが明確なグリップ面を必要とする場合、真空システムは多くの場合、部品を密閉することなく広い面を処理できます。
真空グリッパー
A 真空グリッパー吸盤または真空要素と部品表面の間に圧力差を生じさせてワークを保持します。物体の周りで指を閉じる代わりに、システムは 1 つ以上の接触点で吸引力を生み出します。このアプローチは、使用可能なシールを形成できる平らな表面または比較的滑らかな表面に最も効果的です。一般的な例には、シート材料、カートン、ガラス、パネル、パッケージ製品、および表面やツールの設計が適切な場合のスクリーンやパネルなどの選択された電子コンポーネントが含まれます。
真空グリッパーは以下の用途によく使用されます。
カートンと梱包材の取り扱い
板金-転写
ガラスとパネルの取り扱い
パレタイジング
フラットな商品の選択-と配置-
強磁性ワークピースの場合、磁気グリップによりジョーや気密吸着面が不要になります。

磁気グリッパー

A 磁気ロボットグリッパー磁力を利用して互換性のあるワークを保持します。設計に応じて、電磁石、切り替え永久磁石、または別の磁気グリップ機構からグリップ力が得られる場合があります。重要な条件は材料の適合性です。磁気グリップはすべての金属部品に適しているわけではありません。これは主に、多くの鋼製ワークピースなどの強磁性材料に関係します。
磁気グリッパーは一般的に次の用途に使用されます。
鋼板の取り扱い
プレス加工
メタルブランク転写
機械の読み込み
製造とプレスラインの自動化-
磁気グリッパは剛性の強磁性部品に適しています。壊れやすい製品や変形しやすい製品には、より準拠したアプローチが必要な場合があります。
ソフトグリッパー
A ソフトロボットグリッパーは、柔軟なフィンガ、柔軟な素材、または変形可能なグリップ構造を使用して、硬い事前定義された点でのみワークピースに接触するのではなく、ワークピースの周囲に適合します。これにより、ソフトグリップは、壊れやすい、不規則な、または変形しやすい製品に特に役立ちます。典型的な例には、果物、ベーカリー製品、デリケートな食品、不規則な消費財、および特定の壊れやすい部品が含まれます。
ソフトグリッパーは以下の用途によく使用されます。
食品と農産物の取り扱い
ベーカリーオートメーション
壊れやすい商品の仕分け
不規則な-オブジェクトの選択-と-配置
表面の損傷を最小限に抑える必要がある用途。

プロセスツール
プロセスエンドエフェクタは、ワークピースを掴んで搬送するためではなく、作業を実行するためにロボットに取り付けられたツールです。これらのアプリケーションでは、ツールが製造プロセスを実行している間、ロボットが制御された動作パスを提供します。

溶接ツール
溶接トーチは、ロボットのリストに取り付けられ、プログラムされた溶接パスに沿って移動すると、ロボットのエンドエフェクターとして機能します。ロボット溶接は、再現可能なトーチ位置、移動速度、向きが重要な場合、特に自動車生産や一般的な金属加工で広く使用されています。
ドライバー工具
自動ドライバー ユニットも一般的なロボット プロセス ツールです。ロボットがドライバーを締結点に位置決めし、エンドエフェクターがネジの挿入と締め付け作業を行います。締結位置やトルクを管理する必要がある繰り返しの組立に最適です。アプリケーションには、エレクトロニクス、家電製造、自動車サブアセンブリ、一般的な製品アセンブリなどが含まれます。
塗布ツール
ディスペンシングエンドエフェクタは、接着剤、シーラント、グリース、潤滑剤、またはその他のプロセス流体などの材料を制御された量で塗布します。ロボットは塗布経路を制御し、ツールは材料の供給を調整します。これにより、ロボットによる塗布は、繰り返し可能なビーズの配置、一貫した量、または複雑な経路にわたる制御された適用範囲を必要とするアプリケーションに役立ちます。
溶接、ネジ締め、ディスペンスにおいて重要な点は同じです。プロセスツールは、グリップ力ではなく、操作の要件に基づいて選択されます。工具の重量、ケーブルとホースの配線、プロセス制御、精度、ユーティリティ、メンテナンスへのアクセスはすべて、主要な設計要素となる可能性があります。
異なるエンドエフェクターは異なるタスクを解決します。ただし、エンド エフェクタ タイプだけでは選択するのに十分ではありません。-最終的な選択は、特定のワークピースと生産要件によって異なります。
適切なエンドエフェクターを選択する方法
検討する場合ロボットのエンドエフェクターの選び方多くの場合、間違った出発点の質問は次のとおりです。「どのグリッパーが最適ですか?」
普遍的に最適なグリッパーや EOAT はありません。より良いアプローチは、アプリケーションから始めて、固定された順序でオプションを絞り込むことです。
ワークを理解する
ロボットが完全なツーリングシステムを運ぶことができることを確認する
必要な生産パフォーマンスを定義する
動作環境を確認してください。

この順序が重要です。カタログ仕様に基づいてグリッパーは適切に見えるかもしれませんが、部品表面から真空が漏れたり、ツールの重心がロボットの手首の制限を超えたり、グリップとリリースの遅延を含めると必要なサイクル タイムを達成できないため、それでも失敗します。
実用的なEOATの選択したがって、プロセスは部品から始まり、ロボットや生産システムにまで広がっていきます。
ワークピースを分析する
通常、ワークピースはエンドエフェクタの選択における最初のフィルタです。ロボットの仕様が検討される前に、その重量、寸法、形状、材質、表面状態、変動性によって、どのグリップ原理が現実的であるかが決まります。
重さ
パーツの重量によって、エンドエフェクタが生成する必要がある最小保持力が決まりますが、図面に印刷された静的重量は開始点にすぎません。
ロボットが加速、減速、方向を変え、場合によっては負荷を回転させている間、ツールは部品を保持する必要があります。これらの動的力は、同じ部品を単に静止状態に保持するために必要な力よりも大きくなる場合があります。
計算には、プロセスが実際にどのように動作するかも反映する必要があります。ロボットが一度に 4 つの製品をピッキングする場合、関連するワークの負荷は 1 つのユニットの重量ではなく、4 つの製品すべての合計負荷になります。
したがって、適切な設計では次のことが考慮されます。
静的部品重量。
加速と減速。
動作中の方向。
必要な安全率。
ピックごとに処理される部品の数。
ワークピースの質量と動的荷重が増加するにつれて、アプリケーションでは、より大きな機械的グリップ力、より大きな真空カップ面積、より強力な磁気保持能力、またはまったく異なる取り扱い戦略が必要になる場合があります。
サイズ
ワークピースの寸法は、グリッパーが部品の周囲に物理的に到達できるかどうかよりもはるかに大きな影響を与えます。
コンポーネントが大きくなると、より広いグリップ スパン、より長いフィンガ、より多くの吸盤、またはより大きなツーリング フレームが必要になる場合があります。これらの変更のそれぞれにより、EOAT のサイズが増加し、多くの場合質量も増加します。
これにより、二次的な制約が生じる可能性があります。幅の広い真空フレームは近くの器具と干渉する可能性があります。指が長いと曲げ負荷が大きくなる可能性があります。グリッパーが大きいと、ロボットの手首がプログラムされた位置に到達する前に工具が機械のドア、ガード、または周囲の機器に衝突するため、ロボットの使用可能な範囲が減少する可能性があります。
したがって、サイズは以下に影響します。
グリップスパン。
指の長さ。
吸盤の間隔。-
ツーリングの設置面積。
ロボットリーチ。
干渉や衝突の危険があります。
技術的に部品を保持できるグリッパーは、その形状によりロボットが必要なピックまたはプレース位置にアクセスできない場合、必ずしも適切とは限りません。
形
多くの場合、形状によってどのグリップ原理が実用的であるかが決まります。
幅広で比較的平坦な表面は、真空グリップに十分な接触面積を提供します。定義されたエッジまたは再現可能な外部特徴を備えた剛性コンポーネントは、機械的なフィンガに適している場合があります。円筒部品は、その直径に合わせて設計されたジョーを使用すると、中心に配置するのが簡単になる場合があります。不規則で繊細な製品には、コンプライアンスまたはソフトグリップのアプローチが役立つ場合があります。
この関係は絶対的なものではありませんが、形状によって検索範囲をすぐに絞り込むことができます。
平らな表面または広い表面: 真空グリップが実用的な場合があります。
定義されたエッジまたはグリップ機能: 機械的なグリップにより、より優れた制御が可能になる可能性があります。
円筒形の剛性部品: 機械的なジョーは、多くの場合、繰り返し可能なセンタリングを提供します。
不規則な製品または変形しやすい製品: 柔らかいグリップまたは適応的なグリップにより、局所的な圧力が軽減される可能性があります。
平坦な強磁性部品: 磁気グリップはオプションの場合があります。
非対称のワークピースは、重心がグリップポイントと一致していない可能性があるため、さらに注意が必要です。グリッパーはパーツをしっかりと保持しながらも、ロボットの手首に不安定または好ましくない負荷を与える可能性があります。
材質と表面状態
材質は、エンドエフェクターが保持力を生成および維持する方法に影響します。
スチールでは磁気グリップが可能ですが、これは材料が十分に強磁性であり、接触条件が必要な保持力をサポートしている場合に限られます。プラスチックは同じ方法で処理することはできませんが、その表面は剛性と仕上げに応じて機械的または真空グリップでうまく機能する可能性があります。
多くの場合、ガラスは吸着に優れたシール面を提供しますが、グリップ方法では傷、応力の集中、破損を避ける必要があります。ボール紙は広い平らな表面を持っているため真空に適しているように見えますが、多孔質のボードは十分な空気が漏れる可能性があり、部品の重量よりもシールの品質と真空の流れが重要になります。
食品については、別の考慮事項が必要になります。摩擦、変形性、表面の敏感さ、衛生状態、および洗浄要件はすべて、硬いフィンガー、真空要素、または柔らかいグリップ構造が適切かどうかに影響を与える可能性があります。
材質に関連する一般的な効果には次のようなものがあります。-
鋼鉄:磁気適合性、表面状態、およびマーキングのリスク。
プラスチック:摩擦、剛性、変形、表面保護。
ガラス:シールの可能性、脆弱性、表面の損傷。
厚紙:空隙率、漏れ、構造的剛性。
食べ物:衛生状態、変形、打撲傷、汚染のリスク。
多孔質材料:真空漏れとシールの困難。
わかりやすい例としては、大きな段ボール箱が挙げられます。比較的軽いので、重量だけでも選びやすいと思われます。しかし、基板が多孔質であるか、表面が平らでない場合、真空漏れが主な設計上の問題になる可能性があります。

ロボットのペイロードを考慮する
ロボットのペイロードとエンドエフェクターの選択を個別の決定として扱うことはできません。
ロボットは製品を運ぶだけではありません。手首にかかる負荷全体を支えます。それには以下が含まれます。
グリッパーまたはプロセスツール。
取り付けプレートとアダプター。
センサー;
ツールチェンジャー。
バルブまたは補助ハードウェア。
質量が可動アセンブリに影響を与えるケーブルまたはホース。
ワークそのもの。
よくある選択エラーは、ワークピースの重量だけをロボットの定格可搬質量と比較することです。

パフォーマンス要件の評価
アプリケーションが機械的に実行可能になったら、次の問題は、エンドエフェクターが必要な生産パフォーマンスを満たせるかどうかです。
速度、精度、サイクルタイムは関連していますが、これらを互換性のある仕様として扱うべきではありません。
スピード
エンドエフェクタの速度は、グリッパのデータシートに示されている開閉時間よりも高速です。-
完全な選択には次のものが含まれます。
ワークピースに接近する。
ツールを開くか配置する。
グリップを確立する。
部品が安全であることを確認します。
加速して遠ざかっていく。
目的地への移動。
部品を解放する。
リリースを確認しています。
グリップ技術が異なれば、遅延も異なります。真空システムでは、十分な真空を確立するのに時間がかかる場合があります。機械式グリッパーは開閉する必要があります。センシング戦略では、モーションを続行する前に確認が必要な場合があります。
工具の質量も間接的に速度に影響します。 EOAT が重いと、ロボットの積極的な加速が制限される可能性があるため、より高速なアクチュエータを取り付けても、必ずしもセル全体が高速になるわけではありません。
精度
必要な精度はタスクに応じて定義する必要があります。
いくつかの異なる概念があり、多くの場合、精度という言葉の下にまとめられます。
グリップの再現性。
グリッパー内の部品位置の再現性。
ロボットの位置決め。
最終工程の精度。
ビンピッキング アプリケーションでは、次の操作で補正できる場合、グリッパー内での部品の位置の多少の変動を許容できます。-精密な組み立てでは、より厳密な再現性でワークピースを EOAT 内に機械的に配置する必要がある場合があります。
同様に、柔軟なグリッパーは製品形状の変化によく適応しますが、カスタムの機械的固定具よりも剛性の低い部品の位置を提供します。
したがって、正しいグリップ方法は、単に製品を保持するか、次のステーションに提示するか、高精度のプロセスを実行するかなど、再現性が必要なものによって決まります。-
サイクルタイム
サイクルタイムはシステムレベルで評価する必要があります。
一般的な取り扱いサイクルには次のものが含まれます。
アプローチ→グリップ→グリップ確認→ロボット動作→リリース→リリース確認→リターン
このシーケンスの一部だけを最適化しても、全体のスループットはほとんど向上しません。
ロボットがプロセスの他の場所で真空確認信号を待たなければならない場合、グリッパーの終了時間が速くても、サイクル タイムに意味のある利点は得られない可能性があります。{0}逆に、より柔軟なグリッパーでは、個々の作動時間がわずかに遅くなる可能性がありますが、製品バリエーション間のツール交換が減少し、全体的な生産効率が向上します。
これは重要な選択原則につながります。
グリッパーが高速化しても、自動的に高速なロボット システムが構築されるわけではありません。
関連する指標は完全な生産サイクルです。
たとえば、大量の梱包では、タスクが何千回も繰り返されるため、ピッキングとリリースの遅延を各サイクルの一部で短縮することが大きな価値を持つ可能性があります。{0}}極端な位置決め精度はそれほど重要ではないかもしれません。
精密な組み立てでは、優先順位が逆転する場合があります。工具がすべてのコンポーネントを再現可能な方向に配置し、下流側の位置合わせの失敗を防ぐ場合は、わずかに長いグリップ サイクルが許容される場合があります。
たとえパフォーマンス目標が達成されたとしても、ツールは存続し、実際の動作環境に準拠する必要があります。
動作環境を確認する
ベンチテストでは良好な性能を発揮したエンドエフェクターでも、実際の製造条件にさらされると信頼性が低下する可能性があります。温度、粉塵、洗浄、汚染管理、クリーンルームの要件によって、グリップ技術と EOAT で使用される材料の両方が変化する可能性があります。
温度
高温および低温により、多くの EOAT コンポーネントの動作が変化する可能性があります。
温度は以下に影響を与える可能性があります。
エラストマーシール。
吸盤。
プラスチック;
潤滑剤;
接着剤;
センサー;
電子部品。
室温では良好に機能する吸盤の素材でも、意図した温度範囲外では硬化、軟化、またはシール性能が失われる可能性があります。同様に、機械装置の潤滑剤とシールには、高温環境または低温環境では異なる仕様が必要となる場合があります。
したがって、ロボットだけでなく、ツールアセンブリ全体について温度制限をチェックする必要があります。
粉塵と汚染
ほこり、切り粉、粉末、その他の汚染物質は、いくつかの異なる故障モードを引き起こす可能性があります。
それらは次のものに干渉する可能性があります。
光学センサーまたは近接センサー。
機械的な滑り面。
真空フィルター。
吸引シール。
バルブと空気圧コンポーネント。
機械加工環境では、金属の切り粉がグリッパーの適切な接触を妨げたり、可動機構に侵入したりする可能性があります。ほこりの多い包装や粉体を扱う用途では、真空フィルターのより頻繁な検査とメンテナンスが必要になる場合があります。-
したがって、EOAT の設計では、その環境で動作できるかどうかだけでなく、汚染によってメンテナンス間隔や長期的な信頼性がどのように変化するかについても考慮する必要があります。{0}}
ロボットエンドエフェクター比較表
以下の表は、ロボットの主要なエンドエフェクタのカテゴリと、初期の選択時に最も重要なトレードオフをまとめたものです。{0}これは、アプリケーション固有のエンジニアリング レビューの代替ではなく、迅速なスクリーニング ツールとして意図されています。{3}}
| タイプ | 最適な用途 | 利点 | 制限事項 | 代表的な用途 |
| メカニカルグリッパー | 定義されたグリップ面を備えた剛性部品 | ポジティブメカニカルグリップ。制御可能なグリップ力。パーツの位置決めが上手い | カスタムのフィンガーが必要になる場合があります。ジオメトリの変更にはツールの再調整が必要になる場合があります。過度の力がかかると部品が損傷する可能性があります | 機械整備、組立、自動車部品、部品搬送 |
| 真空グリッパー 平坦または比較的滑らかな表面 | 平坦または比較的滑らかな表面 | 素早いピックアンドリリース。単純な表面接触。マルチカップ レイアウトで大きな部品を処理できる- | 多孔質、粗い、または漏れのある表面ではパフォーマンスが低下します。真空の生成とシールのメンテナンスが必要 | カートン、シート、ガラス、パネル、パレタイジング |
| 磁気グリッパー | アクセス可能な接触面を備えた強磁性ワークピース | 強い保持力。真空シールは必要ありません。部品を囲む必要が最小限 | 互換性のある強磁性材料に限定されます。切りくずや破片は接触に影響を与える可能性があります。残留磁気については考慮が必要な場合があります | 鋼板、プレス部品、金属ブランク、機械搬入 |
| ソフトグリッパー | 壊れやすい、変形しやすい、または不規則な製品 | 準拠した連絡先。局所的な圧力が低い。形状の変化に適応します | 多くの設計ではペイロードが低くなります。摩耗や衛生状態には注意が必要な場合があります。位置決めの剛性を低くできる | 食品、農産物、ベーカリー製品、壊れやすいものまたは不規則なもの |
| プロセスツール | ロボットが部品を扱うのではなく製造作業を実行するアプリケーション | ロボットの手首で直接、制御された溶接、締結、塗布、または類似のプロセスを可能にします。 | 選択は、プロセスの精度、ツールの重量、ユーティリティ、ケーブルまたはホースの配線、およびプロセス制御によって決まります。 | 溶接、ネジ締め、ディスペンス、シーリング、プロセスオートメーション |
EOAT を選択する際のよくある間違い
多くのEOATの選択ミス間違ったテクノロジー カテゴリを選択することで問題が発生することはありません。これらは、エンド エフェクタがロボット システム全体に時間の経過とともにどのような影響を与えるかを考慮せずに、購入価格、公称積載量、現在の部品形状などを考慮してツールを非常に狭く評価したことに起因します。-
これらの間違いを評価する最も効果的な方法は、次の 3 つの質問をすることです。何が見落とされていますか?それはどのような結果をもたらしますか?代わりに何をチェックすべきでしょうか?
完全なペイロードの無視
よくある間違いは、ロボットの定格可搬質量をワークの重量のみと比較することです。
ロボットは、エンドエフェクター、アダプター、センサー、ツールチェンジャー、補助ハードウェア、部品自体を含む完全な移動荷重を運ぶ必要があります。したがって、手首に過度の負荷をかけながらも、部品の重量に基づいてツールが許容範囲内に見える可能性があります。
影響には以下が含まれる可能性があります。
許容加速度の減少。
ロボットの動きが遅くなる。
過負荷または負荷-監視アラーム。
手首の過剰なモーメントまたは慣性。
営業利益率の低下。
機械的ストレスと信頼性のリスクが増加します。
この問題は、長い EOAT アセンブリや幅の広い EOAT アセンブリでは特に見落とされやすいです。たとえば、大きな真空フレームはそれほど重くないかもしれませんが、その延長された重心により、手首に大きなモーメントが生じる可能性があります。
購入価格だけで選ぶ
低コストのエンド エフェクタは、必ずしも低コストの自動化システムを作成できるわけではありません。-
購入価格は経済的決定の一部にすぎません。安価なグリッパーは、より長いグリッピングサイクルが必要な場合、部品の紛失が頻繁に発生する場合、すぐに摩耗する場合、または製品形式が変わるたびに手動で交換する必要がある場合、時間の経過とともにコストが高くなる可能性があります。
考えられる影響は次のとおりです。
生産サイクルが遅くなる。
より多くの部品が拒否またはドロップされました。
頻繁なメンテナンス介入。
消耗品の使用量が増える。
切り替えが長くなる。
追加のオペレーターの関与。
計画外の生産停止。
たとえば、適応性の低いグリッパーでお金を節約することは、最初の購入時には魅力的に見えるかもしれません。ただし、ラインが毎日複数の製品サイズ間で変更される場合、手動でのツールの再調整を繰り返すと、すぐに元のツールの違いよりもコストが高くなる可能性があります。
メンテナンス要件を忘れる
エンドエフェクターは動作するデバイスであり、静的なアタッチメントではありません。製品と接触したり、サイクルごとに移動したりするコンポーネントは、最終的に摩耗したり、汚染されたり、調整が必要になったりします。
メンテナンス要件はテクノロジーによって異なります。一般的なサービス項目には次のものが含まれます。
吸盤の交換。
真空フィルター。
シールと O リング。-
機械的なフィンガーと接触パッド。
ベアリングまたはスライド部品。
センサー;
空気圧チューブ;
ケーブルとコネクタ。
間違いは、これらのコンポーネントが摩耗することを忘れているだけではありません。検査や交換が難しいようにセルを設計しています。
たとえば、吸盤は安価かもしれませんが、メンテナンス担当者がガードを取り外したり、いくつかのユーティリティを切断したり、ツールフレーム全体を分解して吸盤に到達したりする必要がある場合、交換には混乱が生じます。
応用例
ロボットのエンドエフェクタの選択を理解する最も有効な方法は、実際の製造条件によって決定がどのように変化するかを調べることです。{0}}正しい選択は特定のタスク、ワークピース、ロボット、生産目標によって異なるため、同じ業界で複数の異なる EOAT タイプが使用される場合があります。
自動車: 板金搬送
ロボットが成形鋼板を工程間で移送するプレスラインを考えてみましょう。
通常、ワークピースは比較的大きな板金コンポーネントであり、剛性が限られており、表面積が広く、車両モデル間で形状が異なる場合があります。{0}また、転送速度はプレスラインのスループットに直接影響するため、アプリケーションでは高速サイクルも要求されます。-
一般的な 2 つのオプションは、真空グリップと磁気グリップです。
吸盤が確実に密閉できるアクセス可能な表面がパネルにある場合は、真空システムが適している場合があります。複数のカップにより保持力が部品全体に分散され、局所的な変形が軽減されます。
パネルが互換性のある強磁性材料で作られており、表面形状により真空シールが困難になる場合には、磁気エンドエフェクタの方が好ましい場合があります。磁気グリップにより、吸盤のシール品質への依存も軽減できます。-
したがって、選択は部品が金属であるという事実以上のものに依存します。エンジニアは次のことを考慮する必要があります。
材料が強磁性であるかどうか。
利用可能な真空または磁気接触領域。
穴、曲線、コーティング、または表面の汚れ。
パネルの剛性。
ツーリングと部品ペイロードの組み合わせ。
トランスファー時の加速。
重要な注意点は、大規模で軽量のパネルが低負荷のアプリケーションを作成すると想定していることです。-広いツーリング フレームと高速ロボットの動きにより、パネル自体が比較的軽い場合でも、手首に大きなモーメントと慣性が発生することがあります。-
エレクトロニクス: 精密ネジ締め
電子機器の組み立てでは、ハウジングまたはデバイスのアセンブリにネジを取り付けるロボットを考えてみましょう。
ここで、エンドエフェクターは主に製品を扱っているわけではありません。締め加工を行っております。したがって、適切な EOAT は、従来のグリッパーではなく、自動ドライバー ツールです。
通常、主な要件は、正確な工具の位置決め、再現性のあるネジのかみ合い、制御された締め付けトルク、および信頼性の高いネジの供給です。ロボットは正しい向きで各締結ポイントにアプローチする必要があり、一方、ねじ締めエンドエフェクタは実際の締結作業を制御します。
このアプリケーションでは、次の点にも注意が必要な場合があります。
特徴サイズが小さい。
ネジの位置の周囲のクリアランスが限られている。
トルクと深さの制御。
ネジ-の存在を検出します。
反力;
ケーブルとフィーダーの配線。
製品や生産環境によっては、静電気放電制御、クリーンルームへの適合性、または汚染要件も工具設計に影響を与える場合があります。{0}
重要な注意点は、測位精度をロボットのみの仕様として扱うことです。{0}ロボットがプログラムされたポイントに繰り返し到達したとしても、工具の遊び、ネジの位置合わせ不良、または部品の位置の不一致により、ねじ山が交差したり、締め付けが失敗したりする可能性があります。-
食品: デリケートなベーカリー製品の取り扱い
ソフトベーカリー製品をコンベアからトレイまたは包装に移すロボットを考えてみましょう。
ワークピースのサイズや形状はピースごとにわずかに異なる場合があり、局所的な過度のグリップ力により製品が変形したり、目に見える跡が残ることがあります。同時に、食品と接触するあらゆるツールは、頻繁な洗浄と衛生的な操作をサポートする必要がある場合があります。
柔らかいグリッパーまたは柔軟なグリッパーは、製品のバリエーションに適合し、より広い領域に接触圧力を分散するため、適しています。これにより、硬いフィンガーと比較して、潰れたり跡がついたりするリスクを軽減できます。
一部の包装食品用途では、代わりに真空グリップの方が適している場合があります。-幅広で滑らかな表面を持つ密封されたパッケージは、パッケージされていない柔らかい製品とはまったく異なる動作をします。
したがって、選択は次のような要因によって決まります。
製品の変形性。
許容可能な接触圧力。
形状の変化。
露出した製品とパッケージされた製品。
食品との接触要件。-
洗浄と清掃の手順。
重要な注意点は、穏やかなグリップのみを最適化することです。食品取り扱いグリッパーは、洗浄、検査、メンテナンスが容易でなければなりません。製品の残留物が閉じ込められたり、洗浄が困難であったりする、準拠性の高い設計は、解決するよりも大きな生産上の問題を引き起こす可能性があります。
物流: 混合カートンと小包の取り扱い
物流セルには、製品のバリエーションという別の課題があります。
さまざまなサイズのカートンや小包の荷降ろし、仕分け、またはパレット積みを行うロボットを検討してください。このシステムは、1 つのシフト中にさまざまな SKU、梱包材、表面状態、重量を確認できます。
表面が十分に滑らかな通常のカートンの場合、真空グリッパーは比較的簡単な接触で素早いピックアンドリリースを実現します。マルチゾーン真空設計では、SKU ごとに専用ツールを必要とせずに、さまざまなカートンの寸法に対応できる場合があります。
硬い荷物と不規則な荷物がより広範囲に混在する場合は、適応性のある、またはより柔軟なグリップ コンセプトが好ましい場合があります。
重要な要件はグリップ力だけではなく、次のことも重要です。
パッケージ寸法のばらつき。
ボール紙の多孔性。
損傷した表面または凹凸のある表面。
スループット;
成功したピックの検出。
失敗したピックから回復する能力。
SKU ミックスの将来の変更。
よくある間違いは、最大または最も一般的なカートンのみを中心にツールを設計することです。そのため、より小さい、多孔質、損傷した、または不規則なパッケージがシステムに流入したときに、取り扱いパフォーマンスが低下する可能性があります。
混合 SKU の物流自動化では、多くの場合、信頼性の高いハンドリングと、手動による切り替えや設備の再調整を軽減する十分な柔軟性のバランスをとったロボット グリッパーが最適です。{0}
重要な注意点は、失敗した選択の処理をシステム設計に組み込むことです。{0}理想的なカートンの 98% でグリッパーが正常に動作しても、制御システムが残りの障害を効率的に検出して回復できない場合、許容できない混乱が生じる可能性があります。
これらのアプリケーション全体で、適切なツールは業界のラベルではなく、特定の部品、プロセス、ロボット、生産対象によって決まります。
結論
適切なエンド エフェクターは、単に最強、最速、または最先端のオプションではありません。にマッチするものですワーク、ロボットの制限、生産目標、動作環境、ライフサイクルの経済性アプリケーションの。
サプライヤーを選択する前、またはツーリング設計を最終決定する前に、主要なアプリケーション要件を文書化してください。
部品の重量、寸法、形状、材質
ロボットの積載量、重心、モーメント、慣性の制限--
要求サイクルタイムと位置決め性能
環境または衛生要件
予想される製品と SKU のバリエーション
メンテナンスと切り替えの期待。
これらの入力を定義すると、EOAT オプションをカタログ仕様や購入価格だけでなく、エンジニアリング上の適合性に基づいて比較できます。
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