SCARAロボットや多関節ロボットは、今日の市場で最もよく知られているロボットの形態かもしれないが、最小限のスペースで大きな作業をこなすには、ガントリーロボットに注目すべきだ。

ガントリーロボット（直交座標ロボットとも呼ばれる）は、自動化においてほぼ普遍的に用いられているものの、本格的なロボットとして認識されるには至っていない。しかし、そのシンプルな設計、低コスト、拡張性、そして多様なモーターおよび制御ソフトウェアソリューションのおかげで、状況は変わりつつある。

直交座標型ガントリーロボットの利点：

1. ほぼあらゆる長さの多軸移動
2. スケーラブル
3. ギアボックスとモーターは、動作範囲と速度に応じてサイズを決定できます。
4. 軽量から重量物、吊り下げ荷重に適しています
5. 直線軸のスケーラビリティにより、柔軟かつ効率的
6. 安価

直交座標型ガントリーロボットの欠点：

1. 障害物に近づいたり、障害物の周りを回ったりすることはできません
2. リニアスライドベルトレールは環境に対して容易に密閉できない。
3. 自立しない：スタンド、フレーム、またはその他の取り付け方法が必要

ガントリーシステムの利点：

ガントリーロボットは、その空間とサイズの 96% を占める立方体の作業領域全体を利用できます。直交ロボットは 3 つの軸を持ちます。その名の由来となった、よりよく知られている巨大な親戚であるガントリークレーンと同様に、ガントリーロボットは一般的に剛性構造の X 軸または X/Y 軸の梁から吊り下げられています。3 つの軸の座標は通常、X、Y、Z で定義されます。各軸は、3 自由度の動きを可能にするために直角に配置されています。ガントリーはさらに、両端または 2 番目の部材の追加によってサポートされます。アーム型ロボットとは異なり、ガントリーは 3 つの軸すべてで簡単に大きなサイズに拡張できます。ガントリーロボットは、追加の方向要件が最小限であるアプリケーション、またはロボットが部品をピックアップする前に部品を配置できるアプリケーションに特に適しています。

直交座標型ロボットとガントリー型ロボットは、作業範囲が長方形または立方体であるのに対し、人間の腕の関節のように各動作に制限があり、特定の弧状の可動範囲を持つ多関節型ロボットとは異なります。これらのロボットの仕様は、ベースの中心と各軸のベアリングを中心に回転する正負の可動範囲を示すグラフで、大きな弧を描く可動範囲として表されます。興味深いことに、ロボットが作業空間に適応するのではなく、作業空間自体をこれらの特殊な作業範囲に適応させる必要がある場合が多いのです。

剛性が高く軽量な構造のため、直交座標型／ガントリー型ロボットは非常に高い精度と再現性を備えています。また、シンプルな構造のため、プログラミングが直感的で、新しい自動化システムの評価時にも容易にイメージをつかむことができます。さらに、ガントリー型ロボットは構成変更が容易です。モーターやギアボックスの選択肢が豊富で、部品や材料も多岐にわたるため、湿気や危険、汚れのある環境といった過酷な条件下でも安心して使用できます。

直交座標ロボットは、比較的シンプルな設計と簡単な操作性から、製造業において非常に魅力的な選択肢となっています。各軸を容易に交換できるため、ダウンタイムが短縮され、メンテナンスコストも最小限に抑えられます。さらに、システム全体を構成部品に分解して、複数の単軸アプリケーションに利用することも可能です。そして何よりも重要なのは、これらのシステムは他のより複雑なロボットに比べて安価であることです。

ガントリーシステムの応用例：

ガントリーロボットは、すべての軸が作業領域の上部に位置しているため、頭上での作業プロセスに最適です。ガントリーロボットは、以下のようなさまざまなエンドエフェクタを保持および位置決めするために使用できます。

• 組み立て
• 調剤および充填
• 締結とねじ締め
• フライングナイフ
• カメラの位置決めとスキャン
• 切断 – レーザーおよびウォータージェット
• 一般自動化
• インデックス作成とソート
• 検査
• 積み込みと積み下ろし
• 資材運搬
• 梱包、パレット積み、ユニット化
• ピックアンドプレースシステム
• 印刷とプロッティング
• 製品用リフト、小型荷物用エレベーター、およびエレベーター
• 噴霧
• 劇場自動化システム
• ビデオ制作
• 溶接

ガントリーは現代産業の真の主力機であると主張されてきた。考えてみれば、電子部品の組み立てやロボットによるピックアンドプレースシステムなど、ターンキー方式の機械としてパッケージ化され販売されたガントリーロボットは数百万台にも上る。今日でも、リニアXYZガントリーは、その精度と剛性の高さから、工作機械の座標測定業界の主力となっている。このタイプのロボットは、追加の方向要件が最小限である場合や、ロボットが部品をピックアップする前に部品を配置できる場合に特に適している。

見過ごされがちだが、直交座標系ガントリーロボットは現代の自動化産業において不可欠な要素であり、その柔軟性、効率性、導入の容易さから、新たな自動化システムを構築する際には常に検討すべきである。