マニピュレータの選定には,荷重,作業半径,リフティングストローク,エンドツール,設置方法の調整が必要である。 荷重評価は,偏心荷重と安全余裕を許容して,工作物と工具の両方を含む。 作業エンベロープはハンドリング経路をカバーし,リフティングストロークは高さ変化に対応し,ツールおよび取付け構造は作業品および現場に適合する必要がある。
セレクションエッセンシャルズ
荷重は荷重負担要求を決定し,作業エンベロープはピックアップと配置点が到達できるかを決定し,リフティングストロークは高さ変化を受け入れ,ツールはグリップ安定性と作業品表面保護に影響し,設置は機器と作業ステーションレイアウトの関係を決定する。
自動車部品,箱,パネル,モータステータ,熱間鋳造,タイヤ,機械の積み卸しに対して,作業品の重量と寸法,ハンドリングルート,サイクル時間,現場環境に応じて装置を選択する。 特殊条件に対する構造と保護構造を別々に評価した。
1 適用できるワークステーションとハンドリングタスク
空気式産業用マニピュレータは,工場での繰り返しピックアップと配置,機械の載荷と卸荷,方向変更と組立位置決めを支援する。 エンドツールは,作業部品や作業に合わせて設定できる。
自動車のシート,バッテリーコンパートメント部品,モータステータ,箱,パネルおよび熱間鋳造の手動取扱いは,高い身体的労力,不安定な位置決め,衝撃損傷を伴う。 マニピュレータアームとカスタムツールの組み合わせにより,オペレータが作業物のグリップ,移動,配置を支援できる。
| 適切な用途 | 説明 |
|---|---|
| 重量物 | 手動操作は難しく,作業部品や作業ステーションに応じた特別な設計が必要である。 |
| ハイハンドリング周波数 | 繰り返しのピックアップ・配置、機械の積み込み・取り出し、組立助手を含むステーション |
| 損傷感受性工作物 | 安定したクランプ,スムーズな移動,優しい位置決めを必要とする。 |
| 回転を必要とする | 例えば,パネル旋盤,自動車内装部品旋盤,工作物の配向調整などである。 |
| 制限されたワークステーションスペース | 手動操作は難しく,床面干渉を減らす必要がある。 |
| 不規則なワークピース形状 | カスタムグリップジョイント,バキュームカップ,フック,または専用ツールが必要である。 |
| 柔軟な操作が必要です | マルチステーション共有,生産ラインの変更,一時的なハンドリング作業 |
2 他の取り扱い方法が適切な場合
プロセスタスクに合わせた機器の種類を決める。 他のハンドリング法も次の条件で比較できる。
| 条件 | より適切な解決策 |
|---|---|
| 加工品は軽量で,すでに手動での取扱いが容易である。 | 簡単な工具や手動操作で十分である。 |
| 特に転送距離が長い。 | コンベアライン,AGV,軌道システムが適していると考えた。 |
| 運動が完全に固定され,必要なサイクルレートが極めて高い。 | 産業用ロボットや専用自動機械がより適している。 |
| 単純な垂直揚力だけが必要である。 | ジブクレーンやインテリジェントホイストはより経済的である。 |
| 安定した圧縮空気供給が現場にない。 | 電気的な解決策を考えるか、空気供給システムを提供する。 |
また,運転リスク,運転頻度,現場ワークフローを考慮して適合性を比較した。
3 全荷重と工作物重心
最大加工重量で荷重評価を開始し,工具と運動状態を記録する。
- 最大加工重量
- 工具重量
- 重心位置
- 負荷は偏心か?
- 旋削要求
- ハンドリング回数と作業強度
- 安全マージンを保持する必要があるか。
例えば,80 kg作業品と15 kg治具は合計荷重が約95 kgである。 選定には偏心荷重,回転運動,安全余裕も考慮しなければならない。
AUREKは,プロジェクトの運転条件に合わせた装置を選定する。 荷重支持構成は,作業体重,工具自重,重心,偏心荷重,ハンドリングサイクル時間,安全係数を考慮した。 構造物および工具は軽荷重,重荷重および特殊条件に対して別々に評価した。
提案手法は,荷重と実際のハンドリング動作の両方を記載し,ワークステーションの荷重負担,バランス,運転状態を評価できる。
4 作業半径と操作経路
作業半径はピックアップ点,転送経路,配置点をカバーする必要がある。 これらの位置を見過ごして,チェックロードだけで作業を行うと,作業物を上げることができるが,効果的な到達距離や便利な配置に必要なスペースがない機器を作ることになる。
ピックアップから配置までの距離,回転範囲,障害物クリアランススペース,運転慣性,構造安定性から作業エンベロープを決定した。 オペレータと施設レイアウトを適応させながら,完全なハンドリングパスをカバーする。
5 吊り上げストロークとピックアップ・配置スペース
リフティングストロークはエンドツールの有効な垂直移動である。 以下の処理タスクと比較してチェックしてください:
- フロアレベルのパレットから取り出し、作業台に置く
- ビンから部品を取り出し、機械装置に置く
- コンベアから箱を取り出し、積み重ね場所に置く
- 機械から工作物を取り出し検査台に移動
- パネル・座席・板金部品の組立位置への移動
作業台の高さに加えて,必要な揚程空間を評価するために,作業品の高さ,工具の高さ,グリップスペース,安全余裕を確認する。
計算式は,最小ピックアップ高さ+作業物高さ+工具隙間+安全余裕=必要リフトスペースである。
ストロークを最低ピックアップ点,最高配置点,設置高さ,作業体寸法,工具長さ,運動経路から設定する。 大幅な高さ差や複雑な動きは,構造と安全性の要求を考慮した適用特定設計が必要である。
6 工具種類と工作物の適合性
マニピュレータとエンドツールが共にハンドリング作業を行う。 マニピュレータの荷重容量と動作範囲に合わせた工具の選定を行うためには,工具の形状,材料,表面状態,重心,要求動作に適合する必要がある。
工具評価はグリップ安定性,作業面保護,操作の容易さ,メンテナンスの必要性を含む。
パネルは真空グリップと回転機構を組み合わせ,自動車シートはその構造に適合した専用ツールを必要とし,モータステータはジャイアントまたは内部拡張ツールを使用する。 熱間鋳造では接触部品の耐熱性,断熱性,保護性のチェックも必要である。
| ツールタイプ | 適合加工品・用途 |
|---|---|
| バキュームグリパー | 箱、パネル、板金部品、比較的平坦な表面を持つ製品 |
| ジョイント工具 | 不規則部品、金属部品、構造部品 |
| フックツール | 穴、吊り点、付着点を持つ工作物 |
| 内部膨張グリップ | 円筒形またはボア形の工作物,モータ固定子など |
| フリップング・ツール | 90°または180°の旋削を必要とする加工品 |
| 断熱アタッチメント | 高温鋳物,ダイカスト,熱処理部品 |
| 専用カスタムツール | 特殊な寸法・形状・方向を持つカスタム加工品 |
カスタムツールおよびハンドリングシステムは,工作物図面,プロセス要求および現場条件から設計できる。
7 インストール形式とワークステーションレイアウト
荷重と工具に加えて,設置形状を考慮する必要がある。 AUREK ARKシリーズは,ARK-Sコラムマウント,ARK-Mモバイル,ARK-Oオーバヘッドマウントの3つの構成である。
1 ARK-Sコラムマウント空気圧産業用マニピュレータ
柱上装置は固定作業台に適し,床に固定したり,埋め込み基礎固定を用いて設置できる。 常時ハンドリング,機械積載,組立支援ステーションに一般的に用いられている。
2 ARK-M移動式空気圧産業用マニピュレータ
モバイル機器は,ステーション間の共有利用,生産ラインの変更,一時的なハンドリング作業に適している。 移動型または対重型ベースは,無荷重時にステーション間の位置変更を可能にする。 位置決め後,負荷運転前に工事設計に従って基礎を固定する。
3 ARK-O 空気式産業用マニピュレータ
空中設置装置は,有限な床面積,密集した機械群,または広い覆い面積を必要とするステーションに適している。 床面干渉を低減するために,架空鉄工,レール,トラスと組み合わせることができる。
| タイプ | 適切な用途 | 典型的な用途 |
|---|---|---|
| ARK-S 柱上式 | 機械の積み下ろしや組立補助のための固定作業台 | 機械の積み卸し,作業品の取扱い,組立の位置決め |
| ARK-Mモバイル | マルチステーション共有,生産ライン調整,仮搬入 | 柔軟な生産,複数のピックアップ/配置点,ワークステーション間の移動 |
| ARK-O ヘッドマウント式 | フロアスペースの制限,装置の密集,または大規模なカバーエリア | 鉄道取扱、駅間移動、機械積載支援 |
8 選択パラメータと設定項目
設計評価中にチェックすべきパラメータと構成項目を以下の表に示した。
| 選択パラメータ | 評価基準 |
|---|---|
| 負荷容量 | 加工品重量,工具自重,重心,偏心荷重,安全係数から決定 |
| 作業半径 | ピックアップと配置距離,必要な隙間,移動経路に基づく |
| リフティング・ストローク | 最低ピックアップ点,最高配置点,作業品高さ,工具隙間を基準とした。 |
| ドライブタイプ | 運転条件に応じて空気駆動か電気駆動かを選択 |
| マウント設定 | 柱上式、移動式、上下式、レール式 |
| 先端アタッチメント | バキュームカップ、ジョイント、フック、旋盤工具、専用カスタム工具 |
| エア供給条件 | 空気式の場合は,現場に安定した圧縮空気供給があるかを確認する。 |
| オペレーティングシステム | 温度,湿度,ダスト,高温曝露,危険地域要求,清潔性を考慮した。 |
本ガイドの一般参考値は,定格運転空気圧0.5–0.8 MPa(5–8 bar),運転温度−15〜50 °C,相対湿度<90%,空気駆動か電動駆動かである。 特定のユニットについては、その名前のプレート、契約された構成と専用の操作手順を確認してください。
9 代表的な作業品の選定優先度
用途1:自動車シートハンドリング
自動車の座席は不規則な形状をしており,重心がオフセットしている。 シートツールを備えたマニピュレータは,グリップ,リフティング,移動および組立位置決めを支援できる。 以下の条件をチェックしてください:
- 加工物の重心はオフセットしているか。
- 組立アライメントは必要か?
- また,工具の形状,形状の変化,工具の形状の変化,工具形状の変化,工具部の形状,工具部の形状の変化を調べた。
- 多数のワークステーションにサービスするための移動装置が必要であるか。
用途2:箱・箱のハンドリング
箱の表面状態や構造強度に応じて,包装,ケースパッキング,転送,積み重ねステーションにおける真空グリップを評価できる。 以下の条件をチェックしてください:
- 箱の表面は平らですか。
- 箱は変形しやすいか。
- 取扱い頻度は高いか。
- ワークステーション間の柔軟な切り替えに移動装置が必要か。
用途3:高温鋳物取扱い
熱間鋳物の取扱いには,重量,温度,保護の評価が必要である。 工具は耐熱接触部品,絶縁,冷却空気回路を組み込むことができる。 以下の条件をチェックしてください:
- 加工温度範囲
- 工具材料は必要な温度に耐えられるか。
- 空気圧部品は保護を必要とするか。
- オペレータと熱源との安全距離
10 提案・技術評価情報
設計依頼を提出する際に,作業物,運動,現場情報を以下の表にまとめる。
| 情報 | 説明 |
|---|---|
| ワークピース写真またはビデオ | 作業部品の形状,グリップ面,操作方向を評価するために用いられる。 |
| ワーク重量 | 最大重量と典型重量 |
| ワーク寸法 | 長さ・幅・高さ・重心・不規則性 |
| 必要な動き | 必要な揚下,回転,回転,移動 |
| ピックアップ・プライシングポジション | ピックアップ点、配置点、高度差、距離 |
| サイト環境 | 床面積・架空構造・周辺設備・通路 |
| 使用頻度 | 1時間当たりのハンドリングサイクルと1日当たりの運転時間 |
| 公益事業 | 圧縮空気と電力の利用可能性,電気補助の必要性 |
| 特殊要求 | 高温・危険地域・清掃・スクラッチ防止・変形防止の要求 |
非標準作業部品については,構造,工具,設置方法,制御ロジックをチェックできるよう,現場ビデオ,作業場写真,作業部品図も提供した。
11 設計比較と構成優先度
荷重容量,有効作業エンベロープ,リフティングストローク,ツール適合性,および設置条件を比較した。 単一のパラメータに基づいて装置を選択することを避ける。
固定ワークステーションの場合は,まずコラムマウント構成を考える。 複数のワークステーションで共有する場合は,移動配置を考慮する。 フロアスペースが限られたり,装置が密集した場合は,ヘッドマウントまたはレールマウントのソリューションを考える。
重い,不規則な,損傷しやすい,回転しやすい作業品,複雑な空間に対しては,まず標準構造が適切かどうかを評価し,次に作業品と現場条件から必要なカスタマイズを決定する。
AUREKは,空気式産業用マニピュレータ,カスタムツール,真空グリップ,ジブクレーン,産業用ハンドリングシステムを組み合わせたカスタムソリューションを提供できる。 詳細は公式サイトhttps://www.aurek.cn/を参照。
よくある質問
1 空気圧工業用マニピュレータは,重量あるいは特殊な工作物を扱うことができるのか。
特定の応用に対して設計評価を行うことができる。 加工品重量,寸法と重心,工具自重,作業半径,ハンドリング経路,安全係数,現場条件を提供した。
2 大きいマニピュレータは 常に良い?
荷重,半径,ストロークはワークステーションに合わせる必要がある。 半径が大きいほど運転慣性が増大し,安定性に影響を及ぼすので,適切なハンドリング経路のカバーを目指す。
3 ここでは,このような問題を解決するために,従来の手法とは異なる手法を提案した。
ジャイアント,内部拡張ツール,フック,コンフォートツール,組合せツールを比較した。 不規則な工作物の場合,図面,許容接触面積,現場動きからグリップ方法を決定する。
4 マニピュレータは作業部品を翻転できるか?
旋盤は工作物の重心,工具構造,制御方法により構成できる。 共通動作は,90°回転,180°回転,方位調整である。
5 工業用マニピュレータは空気供給がない場所で使用できるか。
安定した圧縮空気供給がない場合は,電動駆動または専用空気供給システムを評価する。 負荷,サイクル時間,運転環境,施設の利用状況から解決策を決定した。
6 コラムマウント,移動式,オーバーヘッドマウント構成のどちらを選ぶか。
固定ワークステーションの場合は,コラムマウント構成を優先する。 複数のワークステーション間で共有する場合,あるいは頻繁に再構成される回線の場合,モバイル構成を考える。 フロアスペースが限られている場合,装置が密集して配置されている場合,あるいは広範囲のカバーが必要な場合,オーバーヘッドマウント構成を考慮する。
7 空気式産業用マニピュレータとジブクレーンの違いは何か。
ジブクレーンは主に従来の揚程作業を行う。 マニピュレータは,負荷バランシング,配向制御,およびオペレータ指導ピックアップと配置,旋回および組立支援のためのカスタムツールを組み合わせている。
8 空気式産業用マニピュレータと産業用ロボットの間でどう選ぶか。
空気圧産業用マニピュレータはオペレータガイド支援ハンドリング,柔軟なワークステーションおよびカスタムツールアプリケーションに適している。 産業用ロボットは,繰り返し運動,固定サイクル時間,自動化要求の高いプロセスに適している。
