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解決事例 産業機器メーカー A社 (従業員数:600名) サイクルタイム短縮で競争力強化に貢献せよ! 厳しい生産効率向上ニーズを前に,産業用ロボット進化の方策は?

解決策
効果・結果
  • 精度向上による位置決め整定時間短縮と6000min-1もの高回転性で,
    比類なき高速化を実現。
  • 従来品比30%小型化した業界最小のサーボモータで,ロボット小型化に大きく貢献。
  • 多彩な振動抑制技術と高分解能エンコーダにより,軌跡精度・位置繰り返し精度が向上。
「小さくても力持ち!」業界最小/高回転モータで,さらなる高速化へ。

進化したACサーボシステムで小型・スリム化が可能にY氏の転機は,知人の技術者から紹介された山洋電気の営業担当者と話をしていたときに訪れます。 「従来品比30%小型化に成功し,業界最小*のサーボモータを開発した」という情報に強く興味を持ったのです。さっそくデモ機を通じて検証を開始したY氏は,このサーボシステムが搭載しているさまざまな制振制御の技術に着目しました。
*2006年9月当時,当社調べによる。

「従来品比30%の小型化を実現しているにも関わらず,瞬時最大トルク・最高回転速度がともに向上している。まさに当社のロボットにうってつけでした。モータをサイズアップすることなく,高速化が実現できる。むしろ重量が小さくなる分ロボットの構造を根本から見直すことができ,小型・スリム化が可能になります。頭打ちだったロボット性能の進化の可能性に期待が高まりましたね。」

また,従来の13bit(8,192分割)から17bit(131,072分割)まで向上した高分解能エンコーダにより,停止時の位置偏差を微小に検出できるようにし,軌跡精度・位置繰り返し精度の大幅な向上が見込まれた点も大きなポイントとなりました。

「鶏と卵?」位置決め精度向上と高速化を両立し,サイクルタイム短縮へ!

Y氏が次に検証したのが,整定時間の短縮です。その点,サーボアンプは,アーム先端の振動抑制に効果的な“フィードフォワード制振制御”をはじめ,他の軸の影響を最小化できる“外乱オブザーバ”など,高度な制振制御機能を搭載していました。

高度なアルゴリズムを採用したこのサーボシステムは,高速化という点においても申し分なく,位置決めにおける整定時間を半減することに成功。こうして,密接な関係性にある小型化と高速化を両立し,サイクルタイムを短縮する道が拓かれたのです。

「トルクアップにより,設置面積の拡大は否めないと予測していましたが,むしろアームの構造を見直すことができ,ロボット全体をコンパクトにできるとは驚きでした。高速化に加えて制振性まで向上すれば,ロボットの生産効率を最大化して設置面積を小さくするという相乗効果をもたらすことができます。」(Y氏)

サーボモータの進化がロボットの性能をUP

こうして,十分に検証を重ねたY氏は,試験的にこの「ACサーボシステムSANMOTION R」を使用して,新たな6軸垂直多関節ロボットの開発に着手。結果として,ユーザーのニーズを十分に満たす試作機を生み出すことに成功しました

試作ロボットスペック

サーボモータの進化が,ロボットの性能向上に大きく貢献したのでした。最後に,Y氏はこう締めくくっています。
「近年の生産現場は非常に多様化・複雑化しており,産業用ロボットには今後さらなる精度や性能の向上が求められていくと思います。今回の試みは,ユーザーのニーズに大きく近付いたもので,今後の量産化に向け,現在,急ピッチで要件定義を進めています。」

環境が激変している製造業界において,生産ラインの効率化という最大のテーマに取り組むことで,産業用ロボットの可能性を広げる好例と言えるでしょう。

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