産業用ロボットは、ISO 8373 に従って定義されており、産業分野向けの多関節マニピュレーターまたは多自由度ロボットです。 産業用ロボットとは、自動的に作業を行う機械装置であり、自らの力や制御能力によってさまざまな機能を実現する機械です。 人間が命令することも、事前にプログラムされたプログラムに従って実行することもできます。 現代の産業用ロボットも、人工知能技術によって策定された原理やプログラムに従って動作することができます。
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産業用ロボットの構成
産業用ロボットは主に、本体、駆動系、制御系の3つの基本部分で構成されています。
本体、つまりベースとアーム、手首、手を含むアクチュエーター、および一部のロボットには歩行機構も備わっています。 ほとんどの産業用ロボットは 3-6 個の動きの自由度を持ち、そのうち手首は通常 1-3 個の動きの自由度を持っています。
駆動システム - 動力装置と伝達機構を含み、中核となるのは減速機とサーボモーターであり、これらはアクチュエーターに対応する動作をさせるために使用されます。
制御系 - 入力されたプログラムに従い、駆動系やアクチュエーターに指令信号を送り、制御します。
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産業用ロボットの分類
産業用ロボットの分類については、負荷重量、制御方式、自由度、構造、応用分野などによって分類される統一された国際規格はありません。
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産業用ロボット産業チェーン
産業用ロボット産業チェーンは、主にロボット部品メーカー、ロボット本体メーカー、代理店、システムインテグレーター、エンドユーザーで構成されています。 オントロジーはロボット産業チェーンの中核です。 通常、オントロジー企業はオントロジーを設計し、ソフトウェアを作成し、代理店を通じてシステム インテグレーターに売買し、システム インテグレーターは最終顧客と直接対面します。 一部のオントロジー会社やエージェントはシステム インテグレーターとしても機能します。
地域的に見ると、産業用ロボットの世界では欧州と日本が確固たる地位を占めており、日本とドイツの産業用ロボットのレベルは主に先行者利益と技術蓄積により世界トップクラスとなっている。 日本には産業用ロボットの主要コンポーネント（減速機やサーボモーターなど）の研究開発において高い技術的障壁がある。 ドイツの産業用ロボットは、原材料、本体部品、システム統合において一定の利点を持っています。
企業の観点から見ると、ABB、FANUC、KUKA、YASKAWA が産業用ロボットの 4 つの主要なファミリーであり、これらは産業用ロボットの世界の主要サプライヤーとなり、市場シェアの約 50% を占めています。
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産業用ロボットの仕組み
ロボットがどのように動作するかは、より複雑な問題です。 簡単に言えば、ロボットの原理は、人間のさまざまな体の動き、考え方、制御能力や意思決定能力を模倣することです。 制御の観点から見ると、ロボットは次の 4 つの方法でこの目標を達成できます。
「教育と再現」方法: 「ティーチングボックス」または「実践」の 2 つの方法で操作者に移動方法を教えます。 コントローラはティーチング処理を記憶し、スプレーロボットなどのロボットは記憶に従ってティーチング動作を何度も繰り返します。
「プログラマブル制御」モード：スタッフがロボットの作業タスクや動作軌跡に応じて制御プログラムを事前に作成し、その制御プログラムをロボットのコントローラに入力して制御プログラムを開始すると、ロボットはその指示に従って段階的に動作を完了します。プログラムに。 タスクが変更された場合でも、制御プログラムを変更または書き換えるだけで、非常に柔軟で便利です。 ほとんどの産業用ロボットは最初の 2 つの方法で動作します。
「遠隔制御」モード：人が到達するのが難しいまたは危険な場所で、人間が有線または無線のリモコンを使用してロボットを制御し、特定のタスクを完了します。 対暴動ロボット、軍事ロボット、核放射線や化学汚染環境で働くロボットなど。
「自律制御」方式：ロボット制御において最も先進的かつ複雑な制御方式であり、ロボットが複雑で非構造化された環境において環境を認識し、自律的に意思決定を行う能力、つまり、何らかの知的行動を行う能力を必要とします。人間。
6 軸垂直多関節ロボットを例にとると (下図に示すように)、ロボット コントローラーとその制御システムを通じて、S 軸回転、L 軸下部アーム傾斜、U 軸上部を実現できます。腕の傾き、R軸の腕の振り、B軸の手首のピッチ、そしてT軸の手首の回転により6軸の動作と連携を実現します。
集中制御システムを採用した場合、その制御原理は下図のようになります。
また、分散制御システムを使用する場合、その制御原理は次の図に示されます。
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産業用ロボットメーカーが抱える課題
工業製造業の継続的なアップグレードとさまざまな新技術の出現に伴い、ロボットメーカーは、一部の工場や生産ラインのアップグレードなど、生産プロセス中にエンドユーザーのニーズも考慮する必要があり、ロボットメーカーは適応することも必要です。市場の変化に対応し、対応する調整を行います。
