ロボットグリッパーとエンドエフェクター：用途、利点、コスト分析

このガイドでは、エンドエフェクタについての包括的な理解を提供します。エンドエフェクタとは何か、どのように機能するか、アプリケーションに適したものを調達する方法です。

エンドエフェクタは、すべてのロボットアプリケーションの鍵です。エンドエフェクタは、ロボットが部品やコンポーネントと相互作用できるようにするデバイスです。このため、これらはロボットが目的のアプリケーションを実行できるようにするための重要な要素です。この記事を読むことで、エンドエフェクターとは何か、およびタスクに適切なエンドエフェクターを選択する方法をより確実に理解できるようになります。この記事のトピック：

• エンドエフェクタとは何ですか？
• エンドエフェクタは何に使用されますか？
• エンドエフェクタに関する既知の課題はありますか？
• エンドエフェクタをどこから調達しますか？
• エンドエフェクタの費用はいくらですか？

エンドエフェクタとは何ですか？

エンドエフェクタは、環境内のパーツまたはコンポーネントと相互作用するロボットの一部です。 「エンドオブアームツーリング」または「マニピュレータ」と呼ばれることもあります。エンドエフェクタは、ロボットの腕の端にあります。さまざまなタイプのアプリケーション用のエンドエフェクタには多くのタイプがあります。エンドエフェクタの例は次のとおりです。

• メカニカルグリッパー
• 空気圧グリッパー
• 吸盤
• 溶接トーチ
• 磁気グリッパー
• レーザー
• ビジョンシステム

エンドエフェクタは何に使用されますか？

エンドエフェクタは、ロボットが提案されたタスクを実行するために使用するデバイスです。多くの場合、エンドエフェクタは、パーツを操作するために使用される一種のグリッパーです。たとえば、パレタイジングロボットは、エンドエフェクタを使用してボックスをピックアップして移動します。これらのエンドエフェクタは、通常、機械式/空気圧式グリッパーまたは吸盤システムのいずれかです。ただし、すべてのアプリケーションでロボットが部品を操作する必要があるわけではありません。溶接アプリケーションでは、ロボットの腕の端に溶接トーチが取り付けられています。適切なエンドエフェクタにより、このロボットは溶接作業を実行できます。

すべてのロボットソリューションにはエンドエフェクタが必要です。エンドエフェクタがなければ、ロボットはまったく役に立たないでしょう！エンドエフェクタは、ロボットがそのタスクを適切に実行するために重要です。エンドエフェクタの一般的なアプリケーションには、次のものがあります。

• グリッパーとサクションカップ
  • マテリアルハンドリング
  • ピックアンドプレース
  • アセンブリ
  • 並べ替え
• 溶接トーチとレーザー
  • 溶接
• ビジョンシステム
  • 検査
  • 計測学
  • バーコードスキャンと光学式文字認識

特定のソリューションは、選択するエンドエフェクターに最大の影響を及ぼします。たとえば、部品分類アプリケーションのロボットソリューションを検討しているとします。高速で低ペイロードのアプリケーションであるため、すでにデルタロボットを選択しています。鉄と非鉄の部品をどのように分離できますか？パーツにピックアップできるエッジがある場合は、確かにメカニカルグリッパーを使用できます。しかし、より良い解決策は電磁グリッパーかもしれません。これらは、適切なエンドエフェクタを選択する際に必要な考慮事項の種類です。

エンドエフェクタに関する既知の課題はありますか？

エンドエフェクタは設計プロセスの非常に重要なコンポーネントであるため、エンドエフェクタには確かに課題があります。これらの課題を理解することは、将来の潜在的な頭痛を回避するのに役立ちます。一般的な課題は次のとおりです。

• 右エンドエフェクタの選択
• エンドエフェクター制御
• メンテナンス

右端のエフェクターの選択

ロボットが適切に動作できるようにするには、右エンドエフェクタを選択することが重要です。間違ったタイプのツールを選択すると、運用効率の低下からタスクを正常に実行できなくなるまで、さまざまな悪影響が生じる可能性があります。たとえば、溶接用途に機械式グリッパーを使用できないことは明らかです。しかし、機械式グリッパーと吸盤システムはどうですか？この決定は、多くの場合、部品の形状、サイズ、および複雑さに帰着します。インテグレータとサプライヤは、アプリケーションの概念実証を設計できる場合があります。この概念実証テストには、最適な選択を決定するためのさまざまなエンドオブアームツールの使用を含める必要があります。

エンドエフェクタのタイプに加えて、エンドエフェクタを選択する際のより詳細な考慮事項があります。それぞれがいくつかのモデルと独自の仕様を持つ異なるバージョンを持つエンドエフェクタの多くの異なるメーカーがあります。これらの仕様は、アプリケーションとグリッパーのタイプに基づいて慎重に検討する必要があります。

• グリップ/吸引力
• グリッパーストローク
• 精度
• 重量
• サイズ
• トーチスタイル

エンドエフェクタ制御

エンドエフェクタをどのように制御するかは、ロボットシステムを設計する際のもう1つの考慮事項です。エンドエフェクターは、動作するために電気的または電気的および流体力のいずれかを必要とします。エンドエフェクタの制御に関連する課題が存在する可能性があります。たとえば、ロボットの近くで利用可能な加圧空気のない空気圧を必要とし、このインフラストラクチャを追加する計画がないエンドエフェクタを選択することは賢明ではありません。電気を必要とするエンドエフェクタが異なれば、必要な電力も異なります。これらの要件を事前に理解し、エンドエフェクタを操作するための適切な制御システムがあることを確認することが重要です。すべてのエンドエフェクタがロボットシステムまたは既存のインフラストラクチャと互換性があるわけではありません。

メンテナンス

施設内のすべての機器と同様に、エンドエフェクタには定期的なメンテナンスが必要です。投資を最大限に活用するには、メーカーが推奨するメンテナンススケジュールを順守することが重要です。このスケジュールに従わないと、エンドエフェクタの故障につながる可能性があり、他の機器に損傷を与える可能性があります。エンドエフェクタの一般的なメンテナンスタスクは次のとおりです。

• クリーニング
• 給脂
• シールの交換
• スプリングとベアリングの交換
• 漏れのチェック

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エンドエフェクタの供給元はどこですか？

エンドエフェクターは、ロボットメーカー、サードパーティコンポーネントメーカー、および一部のインテグレーターや専門店によって製造されています。これは、エンドエフェクターを調達するために利用できるリソースの幅広い選択肢があることを意味します。ほとんどのサプライヤは、どのタイプのエンドエフェクタがアプリケーションで機能するかを理解するのに役立ちます。単純なアプリケーションの場合、メーカー提供のエンドエフェクタの1つを使用すると非常に便利なことがよくあります。ただし、一部の特別なアプリケーションでは、サードパーティのサプライヤまたはインテグレータに連絡する必要がある場合があります。

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エンドエフェクタのコストは？

エンドエフェクタのコストは、エンドエフェクタの種類と複雑さによって大きく異なります。小さな空気圧グリッパーまたは小さな吸盤システムは、わずか数百米ドルである可能性があります。より複雑または特殊なグリッパーまたは大規模なシステムは、数千ドルになる可能性があります。強力な電磁石、溶接システム、またはハイエンドビジョンシステムは、数万ドル（USD）になる可能性があります。自動化プロジェクトのROIケースを作成するときは、エンドエフェクタのコストを考慮する必要があります。この要素を無視すると、ROIの計算が大幅に変わる可能性があります。

コストのかかるエンドエフェクターを備えたプロジェクトは、それでもあなたにとって正味のプラスの投資になることができますか？これに答えるには、まず、自動化するプロセスの実際のコストを理解する必要があります。投資計算ツールを使用すると、直面しているコストの概要と、自動化によって得られる利益を把握できます。