493産業ロボット(汎用)　 Industrial Robot (General-purpose type)

　直交、SCARA、多関節、パラレルといった汎用ロボットをベースマシンとした設備開発の取り組みについてまとめてみました。汎用ロボットの特徴は製造する製品に対して、多機種、多世代に対応できる点です。

　I summarized the efforts to develop equipment based on general-purpose robots such as Cartesian coordinate, SCARA, Articulated, and Parallel link. The feature of general-purpose robots is that they can be compatible with multiple models and generations of products to be manufactured.

＜直交ロボット＞

　ハードディスク組立の例でみてみます。この組立工程の中にカバー(蓋)取り付け工程があります。主作業は7軸同時ネジ締めです。ハードディスク本体のケースとカバーの間にゴムパッキンを挟んだ状態でネジ締めを行い、トルクのばらつきは10％程度に抑えることを要求されていました。自動ネジ締め機7台をネジ締めのポジションに配置した一体型のハンドをロボット先端に取り付け、7つのネジを同時にピックアップしてネジ締めを行うまでの動作をさせました。ハンドの取り換えで、カバーネジ締めのほか媒体ネジ締め工程にも同じタイプのロボットを採用して、ハードディスク3機種、3～４世代に対応しました。

< Cartesian coordinate robots>

　Let's take the example of hard disk assembly. There is a cover (lid) attachment process in this assembly process. The main work is 7-axis simultaneous screw tightening. It was required to tighten the screws with the rubber packing sandwiched between the case and cover of the hard disk body, and to limit the torque variation to about 10%. An integrated hand with seven automatic screw tightening machines arranged in the screw tightening position was attached to the tip of the robot, and seven screws were picked up at the same time to perform screw tightening. By replacing the hand, in addition to the cover screw tightening, the same type of robot was adopted for the media screw tightening process, and it corresponds to 3 models of hard disks and 3 ~ 4 generations.

＜SCARAロボット＞

　同じく、ハードディスク組立工程の1つにヘッドユニットのロボットによる組み付け工程がありました。媒体をリードライトするヘッドユニットにはフレキシブルプリント板が一体となっていました。位置、姿勢がままならないこのユニットは、作業者が事前にフォーミング治具にセットし、位置、姿勢を強制します。治具はヘッドユニット10個を搭載することができ、そのままロボットに供給します。ロボットは強制されたヘッドユニットの形を崩すことなく把持できるグリップ(把持機構＋吸着機構)でピックアップし、組付けします。グリップの取り換えでハードディスク3機種、3～４世代に対応しました。

<SCARA Robot> 

　Similarly, one of the hard disk assembly processes was the robotic assembly process of the head unit. The head unit that reads and writes the media was integrated with a flexible printed plate. This unit, which is difficult to position and posture, is set in the forming jig in advance by the operator to force the position and posture. The jig can be mounted on 10 head units and supplied to the robot as it is. The robot picks up and assembles the forced head unit with a grip (gripping mechanism + adsorption mechanism) that can be grasped without losing its shape. By replacing the grip, 3 hard disk models and 3 ~ 4 generations are supported.

＜多関節ロボット＞

　球技用のボールを製造しているA社からの依頼で、ボールの表面に革を貼り付ける自動化にA社と共同で取り組んだことがあります。工程内には加熱加圧といった劣悪な作業環境がありその改善が自動化の目的です。Ａ社の設備部隊は、この劣悪な作業の改善と品質安定化のため、油圧による自動加圧機構の開発に着手、型の内面に革を自動で並べるためにF社製の多関節ロボットを採用しました。

　At the request of Company A, which manufactures balls for ball games, we worked together with Company A on the automation of sticking leather to the surface of balls. There is a poor working environment such as heating and pressurization in the process, and the purpose of automation is to improve it. In order to improve this poor work and stabilize the quality, the equipment unit of Company A started to develop a hydraulic automatic pressurization mechanism and adopted an articulated robot manufactured by Company F to automatically arrange the leather on the inner surface of the mold.

　製品品質に大きく影響する革を並べる作業は、斜め移動ができ高精度位置決めが要求されるため、F社製の多関節ロボットの特徴となっている機能性能を十分引き出すことができました。数年で１００台程度を導入するまでに至りました。専用ハンドを取り替えることで対象はサッカー、バレー、バスケットボール各2種程度に対応していました。

　Since the work of arranging leather, which greatly affects product quality, can be moved diagonally and requires high-precision positioning, we were able to sufficiently bring out the functional performance that is characteristic of Articulated Robots manufactured by Company F. Within a few years, we had introduced about 100 units. By replacing the dedicated hand, the target was compatible with about two types of soccer, volleyball, and basketball

＜パラレルリンクロボット＞

　多機能システムは、多品種少量生産やライン変動に柔軟に対応することを目的に開発したものです。パラレルリンクロボットを基軸にしたシステムで、対象とする組立作業は、SMTラインの後工程です。プリント基板に実装されたパーツへの絶縁シールの貼り付け作業、パーツに接着剤を塗布する作業や、導通チェック作業などを行います。

　The multi-function system was developed with the aim of flexibly responding to high-mix, low-volume production and line fluctuations. The system is based on a parallel link robot, and the target assembly work is the post-process of the SMT line. We apply insulation seals to parts mounted on printed circuit boards, apply adhesive to parts, and perform continuity checks.

　パーツの供給はロール供給とパレット供給が可能です。ワークの供給には2種類の組立パレットが備え付けられ、それをターンテーブルで入れ換えします。ハンドはシール吸着ハンド、保護キャップグリッパー、接着剤塗布用ディスペンサ、導通チェック用プロ―バなどがあり、自動ツール交換機能(ATC)も装備しています。ただし、ワークのロード、アンロードは作業者が行います。PC用、携帯用プリント基板に多世代にわたり対応しています。

　Part supply can be rolled or palletized. The workpiece is supplied with two types of assembly pallets that are replaced by turntables. Hands include seal adsorption hands, protective cap grippers, dispensers for adhesive application, probers for continuity checking, and automatic tool change (ATC). However, the worker loads and unloads the workpiece. It supports PC and portable printed circuit boards for multiple generations.

＜今後のベースマシンとしての汎用ロボット＞

　従来マニュアル中心であった組立の現場は、ロボットの導入が急速に進んでいます。ロボットは高速、高精度で24時間稼働できるといった、マニュアル作業ではできないアクチュエータとしての大きな機能があります。併せて、最近はロボットには組立作業に使う視覚センサー、力覚センサーや、ロボット自身をコントロールするための、モータ電流の検出センサー、位置、速度を検出するエンコーダーなど、さまざまなセンシング機能が搭載されています。ここでセンシングされた情報(データ)は、人手を介すことなくものづくり全体に活用することができます。4Mを管理する製造部門、品質管理部門はもとより製品の開発設計部門へのフィードフォアード、フィードバックにも活用できると思います。

<General-purpose robot as a base machine for the future> 

　In the assembly field, which has been based on manuals in the past, the introduction of robots is progressing rapidly. Robots can operate 24 hours a day at high speed and high accuracy, which is a major function as an actuator that cannot be performed manually. In addition, robots are equipped with various sensing functions such as vision sensors used for assembly work, force sensors, motor current detection sensors to control the robot itself, and encoders that detect position and speed. The information (data) sensed here can be utilized throughout manufacturing without human intervention. In addition to the manufacturing and quality control departments that manage 4M, I think it can be used for feed-forward and feedback to product development and design departments.