ロボットを選択するには、まずアプリケーションのニーズを評価します。これは、ジョブの負荷、方向、速度、移動、精度、環境、およびデューティ サイクル (LOSTPED パラメータとも呼ばれる) をプロファイリングすることから始まります。

1.ロードします。

ロボットの耐荷重 (メーカーが定義) は、ロボット アームの端にあるツールを含むペイロードの総重量を超える必要があります。スカラと 6 軸ロボットの限界は、伸ばしたアームで荷重をサポートすることです。 100kg以上のベアリングアセンブリを製造するマシニングセンターを考えてみましょう。そのペイロードは、最大のスカラ ロボットまたは 6 軸ロボットを除くすべてのロボットの能力を超えています。対照的に、一般的なデカルトロボットは、サポートフレームとベアリングが動作範囲全体を一貫してサポートしているため、そのような荷物を簡単に持ち上げたり配置したりできます。
たとえ重い負荷がロボットの能力の範囲内であっても、精度が低下する可能性があります。たとえば、50 kg のアイテムのピッキングとプレースは、スカラ ロボットと直交ロボットの両方の可搬質量範囲内にあります。しかし、50 kg は典型的なスカラの能力の上限であるため、トルクに対処するにはより高価な制御とコンポーネントが必要になります。さらに、一般的なスカラ ロボットは、重量によってアームがたわみ、荷物を正確に一貫して配置するロボットの能力が低下するため、重い積載物を 0.1 mm 以内に配置できます。しかし、ボールねじアクチュエータと適切な間隔で配置されたサポートベアリングを備えたデカルトロボットは、50 kg 以上の荷重を 10 µm 以内に繰り返し加えることができます。

2. オリエンテーション

それはロボットの取り付け方法と、移動する部品や製品をどのように配置するかによって異なります。目標は、ロボットの設置面積を作業領域に一致させることです。スカラまたは 6 軸ロボットの床またはラインに取り付けられた台座が障害物を作成する場合、そのようなロボットは最良の選択肢ではない可能性があります。アプリケーションが数軸の動作のみを必要とする場合は、小型フレームの直交ロボットを頭上に設置して邪魔にならないようにすることができます。しかし、複雑な部品の取り扱いや 4 つ以上の動作軸を必要とする作業の場合、直交ロボットのフレームワークでは障害物が多すぎるため、場合によっては 200 mm2 のスペースと台座に 4 本のボルトしか必要としない小型のスカラ ロボットの方が適している場合があります。
もう 1 つの要因は部品の向きです。スカラおよび 6 軸ロボットは部品を回転させることができるため、さまざまな角度や位置で部品やツールを扱うことができるという利点があります。同様の柔軟性を得るために、一部のデカルト ロボットには、Z 軸で軽いペイロードを移動させるフィード モジュールと呼ばれるサブコンポーネントが備わっています。通常、フィード モジュールはボールねじスラスト ロッドを使用して、ハンドリング、ピック アンド プレース、およびフィードのアプリケーションで部品またはツールを Z 軸に沿って移動します。デカルト ロボットには、回転アクチュエータを組み込んで、追加の方向調整機能を提供することもできます。

3. 速度と移動。

ロボットメーカーのカタログには、定格荷重に加えて速度定格も記載されています。ピックアンドプレース用途にロボットを選択する際の重要な考慮事項の 1 つは、長距離にわたる加速時間です。直交ロボットは 5 m/秒以上で加速でき、スカラロボットや 6 軸ロボットの性能に匹敵します。
デカルト ロボットは、アプリケーションに長いスパンが含まれる場合にも合理的です。それは、設計者がモジュールを使用して、必要に応じて直交ロボットを長さ 20 メートルまで迅速に修正および拡張できるためです。速度と距離は、ベルト、リニアモーター、ボールネジアクチュエーターの選択によってさらにカスタマイズ可能です。対照的に、関節アームは通常、たとえば 500 mm などの所定のリーチに合わせて事前に設計されています。

4. 位置精度。

スカラおよび 6 軸ロボットには、動作の再現性を簡単に判断できる事前定義された精度評価があります。しかし、これらのロボットは、設計者を購入時にあるレベルの精度に固定します。エンドユーザーは、ボールネジを使用してアクチュエーターを 10 µm まで変更することで、デカルト ロボットまたはガントリー ロボットを無数の精度にアップグレードできます。精度を下げてコストを削減するために、エンド ユーザーは、空気圧またはベルト ドライブと、0.1 mm の精度を実現する別のアクチュエータに交換できます。
工作機械などのハイエンドアプリケーションでは精度が重要です。これらの直交ロボットには、精密機械加工されたボールレール テーブルやボールネジ アクチュエーターなど、より優れた機械コンポーネントが必要です。スカラや 6 軸ロボット アームではアームのたわみにより精度を維持できない用途には、高精度リニア ベアリングを備えた直交ロボットをご検討ください。ベアリングの間隔によりたわみが最小限に抑えられるため、エンドエフェクターをより正確に位置決めできます。
作業範囲が狭い場合は、SCARA または 6 軸ロボットが有利ですが、場合によっては、これらのロボットの複雑さと高コストが不必要です。デカルト ロボットがより適切に機能する一例は、医療用ピペットの大量製造アプリケーションです。ここでは、ロボットが金型からピペットを取り出し、二次自動機械によって搬送されるラックに挿入します。この用途では 0.1 mm の精度で十分なため、スカラロボットや 6 軸ロボットが実行可能です。しかし、ロボットがより小さな 3 mm ピペットを扱う場合、たわみが問題になります。さらに、セル内に台座を設置するスペースがないため、ガントリー ロボットが有利になります。

5. 環境。

最良のロボットを決定する 2 つの要素は、作業範囲の周囲環境と空間自体の危険です。 3 番目の考慮事項、ロボットがクリーン ルームに入るかどうかは、すべての種類のロボットがクリーン ルーム バージョンで製造されているため、通常は問題になりません。
スカラロボットや6軸ロボットの台座はコンパクトなものが多く、床面積が限られている場合に便利です。しかし、設置者がロボットの支持フレームを頭上または壁に取り付けることができる場合、これは無関係かもしれません。対照的に、ロボットが部品を取り出すために箱に手を伸ばす必要がある場合など、機械的干渉のあるアプリケーションの場合は、通常 6 軸アームが最適です。 6 軸ロボットは通常、直交ロボットよりもコストが高くなりますが、複雑な動作シーケンスなしでアプリケーションを実行する方法がない場合、その出費は正当化されます。
塵や埃などの環境要因もロボットの選択に影響します。ベローズはスカラと 6 軸ロボットのジョイントをカバーでき、さまざまな種類のシールが Z 軸アクチュエーターを保護します。エア パージを使用するクリーン ルームの場合、デカルト ロボットを使用すると、設計者はリニア アクチュエータを IP65 構造で囲むことができ、水や塵の侵入を最小限に抑えることができます。さらに、高性能シールで軸の構造コンポーネントの多くを密閉できます。

6. デューティサイクル。

これは、操作の 1 サイクルを完了するのにかかる時間です。 24 時間 365 日継続的に稼働するロボット (ハイスループット スクリーニングや医薬品製造など) は、1 日 8 時間、週 5 日しか稼働しないロボットよりも早く寿命に達します。これらの問題を事前に明確にし、後で悪化を防ぐために、潤滑間隔が長く、メンテナンスの必要性が低いロボットを入手してください。