製造業は舞台裏で行われていると考えるかもしれませんが、これは誤った見方です。別の観点から見ると、製造業のサプライ チェーンとサポート インフラストラクチャは現代生活の中心にあります。
ロボット工学と自動化のおかげで、製造業はエンジニアリング革命の中心に位置付けられています。今日、産業分野では求人が数多くあり、グローバル化で競争上の優位性を求める企業が多いことを考えると、ロボット工学は特に重要です。
協働ロボット (コボット) と自動化ロボット アームは、用途と目的に応じて、さまざまな種類のツールを使用できます。理解しておく価値のある違いの 1 つは、空気圧式と電動式のエンド オブ アーム ツール (EOAT) の違いです。これらは、ロボットの操作アームの先端にあるツールで、材料やワークピースとやり取りするために使用されます。
なぜこれが重要なのでしょうか?
ロボット工学は退屈な科目ではありませんが、すでにロボット工学、製造業、または自動化業界で働いている人でない限り、アームエンドツールに興味を持つには説得力が必要になるかもしれません。
言うまでもなく、現代の産業用ロボットは、アームの先端部にツールがなければ、持ち上げる、運ぶ、回転させる、切る、彫る、測定する、テストする、その他多くの作業を行うことはできません。
エンドオブアームツールの代表的な例は次のとおりです。
- 溶接工
- グリッパー
- レーザーカッター
- 測定ツール
- 材料除去ツール
- 衝突および力トルクセンサー
- 吸盤または電磁リフター
ロボットアームは、切断、研削、研磨用のツールに加えて、EOAT を使用してテスト、調整、検査を実行できます。EOAT により、ロボットは要求されたタスクを実行できるようになり、ますます多くのロボット プラットフォームとアプリケーションをサポートします。
以下では、空気圧式 EOAT と電動式 EOAT の長所と短所を詳しく見ていきます。
空気圧式EOAT：利点と欠点
適切なアームエンドツールがなければ、産業用ロボットは設定されたタスクを達成できません。ビジネス面でも多くの懸念があります。
まず第一に、空気圧です。空気圧式 EOAT はロボット工学エンジニアの第一選択です。しかし、具体的な利点は何でしょうか? 一方で、空気圧式 EOAT は他のオプションと比較してパワー対サイズ比が高くなっています。その結果、特定のロボット シャーシや産業作業エリアに簡単に設置できます。初期費用を気にする企業も、より一般的な空気圧アクチュエータと EOAT を使用する方が得策です。方程式はそれだけにとどまりませんが、空気圧式 EOAT を使用すると、初日のコスト管理が容易になります。
空気圧操作は、ワークピースの形状とサイズがそれほど頻繁に変更されない効率的なセットアップに最適です。多くの空気圧 EOAT は、1 種類の部品しか加工または操作できません。
しかし、空気圧式 EOAT にも欠点がないわけではありません。現在は好まれている選択肢ですが、重大な欠点があるため、今後数年間で工場の現場から電気式 EOAT に取って代わられる可能性があります。
これらの欠点は、場合によっては対処が容易ですが、企業がこのオプションを検討する際には注意する価値があります。
- 高度なプログラミング機能がない: 空気圧クランプやその他のアームエンド空気圧ツールは、よりプログラミング可能な電動 EOAT に比べて、シンプルな開閉機能を備えています。
- グリップの制御が制限されている: 電動 EOAT グリップはカスタマイズ性がはるかに高いですが、空気圧式のグリップでは圧力を変えることで基本的なグリップ制御が可能です。
- 圧縮空気が必要: EOAT では圧縮空気を継続的に使用する必要があり、継続的な運用コストが増加します。
- 潤滑剤による品質低下の可能性: 圧縮空気システム内の汚染物質は、用途によっては、食品などの特に繊細な製品に脅威を与える可能性があります。
電気式EOAT：長所と短所
エンジニアリング コミュニティでは、空気圧式機械アーム ツールの論理的な代替手段として、電動エンド オブ アーム ツールに注目する傾向が高まっています。電動アクチュエータと EOAT は多くの点で同じ機能を提供できますが、いくつかの重要な点ではるかに柔軟性に優れています。
電動エンドオブアームツールの利点は次のとおりです。
- より優れたプログラミング性と制御性: 電動 EOAT は、位置決め、ツール力、移動距離、移動速度をプログラム可能な方法で制御する機能を提供します。これらの機能は、材料、製品、または部品の寸法が定期的に変更される場合に不可欠です。
- シンプルなシステムとセットアップ: 電動 EOAT を使用する利点は、空気圧縮機とそれに伴うメンテナンスおよび交換サイクルが不要になることです。電動アクチュエータと EOAT の比較的シンプルな点は、エンジニアリング スタッフが限られている組織にとって魅力的です。
- 低圧での制御が容易: 前述のように、空気圧工具は基本的な圧力制御しか提供しません。低圧では、工具から有効な力を引き出すことが困難です。電動タイプは、繊細な操作でもグリップを提供することで、この欠点を解消します。
- それほど厳しくないスペース要件: 空気圧制御はいつでも完全に開いたり閉じたりするため、より小さな部品を使用しながら、安全上の理由からより多くのスペースクッションが必要になる傾向があります。
クランプなどの電動 EOAT の数少ない欠点の 1 つは、前述したように、空気圧式の類似品よりも通常は高価であることです。空気圧式のコンポーネントは、初日は安価かもしれませんが、運用コスト (圧縮空気の供給を含む) が ROI に影響を与える可能性があります。対照的に、電動 EOAT は、初日は高価かもしれませんが、メンテナンス コストは低くなります。
産業用ロボットへの投資または再投資を検討している企業にとって、電動化のコストと利益のトレードオフは検討する価値があります。
電動および空気圧式エンドオブアームツールの選択
意図するアプリケーションがツールエンドアームの選択に影響を与える他の方法もあります。たとえば、クランプ検出センサーが装備されている空気圧グリッパーとエアツールはますます少なくなっています。電動 EOAT は、データ収集の目的で、企業の進化する IoT (モノのインターネット) インフラストラクチャに簡単に統合できます。
最終的には、電動アクチュエータとツールは、分散型、多品種、大量生産、手頃な価格の製造設備の、よりスリムで環境に優しい未来に向けた、よりスケーラブルな選択肢となるかもしれません。