ロボットポジショナー選定ガイド：種類・軸数・ペイロードで最適な一台を選ぶ

ロボットポジショナーが必要かもしれない。でも、どれが最適？

軸数、ペイロード、構成が多種多様なポジショナーの中から、自社アプリケーションに適したものをどう見極めるか？

ロボットポジショナーの概要 — 何であるか、何を知るべきかをまとめました。

自社アプリケーションに適した産業用ロボットを選ぶだけでも大変です。おそらくベストな一台を見つけるまで、到達距離、ペイロード、ブランドなどで数十機種を比較検討したはずです。

すべての決定が終わったと思って自動化を始めようとしたら、新たな決断が迫ります：ロボットポジショナーは必要か？

経験豊富なロボットインテグレーターと仕事をしているなら、彼らに任せたくなるかもしれません。彼らの専門知識は正しい選択を助けてくれます。しかし、あなた自身がロボットポジショナーの内情を理解しておくことも依然として重要です。

正しく使えば、ポジショナーはロボットアームの能力を大幅に拡張できます。わずかな知識で、ロボットアプリケーションから最大の成果を引き出せます。

この記事は、ロボットポジショナーの総合ガイドとして、情報に基づいた決定ができるだけの情報を提供します。

ロボットポジショナーとは？

ロボットポジショナー（ワークピースポジショナーとも呼ばれる）は、1軸以上のプログラマブルメカニズムで、産業用ロボットと協調動作し、ロボットの能力を拡張します。ワークピースをポジショナーに搭載し、ロボットとは独立して制御できるため、柔軟性が向上します。

ワークピースポジショナーは、サイズ、タイプ、構成が多岐にわたります。最もシンプルな単軸ターンテーブルから、複数のプログラマブル軸を組み合わせた複雑なカスタマイズ品まであります。

ワークピースポジショナーの基本目的は、ロボットのワークスペースを拡張することです。これは、ロボット自体をリニアトラック、カーブトラック、ガントリークレーンに搭載する他の補助軸と似ています。しかし、これらの補助軸とは異なり、動くのはロボットではなくワークピースです。オフラインプログラミングで補助軸を使うガイドについては、前回の記事を参照してください。

あなたのアプリケーションはロボットポジショナーに適していますか？

ポジショナーを検討する際、最初に判断すべきはアプリケーションの適合性です。多くのロボットアプリケーションは追加自由度（DoF）を必要とせず、ロボット単体で完結します。

考え始める良い出発点は、「このアプリケーションで、ロボットのワークスペースによって制限を受けているか？」と自問することです。

そうなら、ポジショナー（または他の補助軸）が有益か検討する価値があります。

ポジショナーが日常的に使われる最も一般的な用途は、ロボット溶接とロボットマシニングです。これらのタスクでは、ロボット自体の6自由度すべてをツールの精密位置決めに使います。ワークピースに異なる姿勢でアプローチする余地がほとんどありません。その結果、複雑な形状の部品を溶接・マシニングする際、ポジショナーが必要になることがよくあります。

その他の一般的なタスクには、塗装、コーティング、検査があります。

ロボットポジショナーを使う3つのあまり知られていないメリット

ロボットのワークスペース拡張はポジショナー採用の強力な理由ですが、他にも少しわかりにくいメリットがあります：

1. 並行プロセス — 一部のポジショナーは、反対側に複数のワークピースを搭載可能。これにより、複数ロボットで2つ以上のオペレーションを同時実行できます（ABBの事例参照）。
2. 設置面積の縮小 — 直感に反しますが、ポジショナーはワークピースをベンチに並べる他の補助軸方式と比べて、ロボットセルの床面積を削減できる場合があります。
3. 高荷重容量 — 巨大で重いワークピースを扱えるポジショナーも存在。どんなタスクでも、荷重をこなせるポジショナーが見つかる可能性が高いです。

ロボットポジショナーの代表的な5タイプ

ロボットポジショナーには多くのタイプがありますが、最も一般的なものを紹介します：

1. ターンテーブル

最も基本的なポジショナー。床や作業台に設置し、ワークピースを垂直軸周りに1軸のみ回転させます。ロボットフライス加工でよく使われます（RoboDKのProtolabプロジェクトで使用されていますが、動画ではターンテーブルは動いていません）。

2. 単軸ポジショナー

ターンテーブルは単軸回転ポジショナーの一種ですが、単軸ポジショナーはほぼあらゆる向きで存在します。最も一般的は、ワークピースを水平軸周りに回転させるもので、旋盤のような動きです。

3. ヘッドストックとテールストック

ワークピースが長すぎたり重すぎたりで単一ポジショナーでは無理な場合、一般的なアプローチは2つの単軸ポジショナーを組み合わせ、ワークピースの両端に固定することです（ヘッドストックとテールストックと呼ばれます）。制御は同期されるため、単一ポジショナーと同様にプログラミングしやすいです。

4. 多軸ポジショナー

ここから複雑になります。ほぼあらゆる構成と向きのポジショナーが見つかります。最もシンプルなのは同一ポジショナー上に2つのプログラマブル軸を持つもの、最も複雑なのは必要に応じてほぼ無制限に軸をカスタマイズできるものです。

5. 3軸（観覧車型）ポジショナー

多軸ポジショナーの非常に一般的なタイプが「観覧車型」です。3つのプログラマブル軸が独立して動作します。正しく動作させるには両側に同重量のワークピースを載せてバランスを取る必要があり、通常は同タイプのワークピース2個を使用します。

あなたに最適なロボットポジショナーの選び方

最適なポジショナーは、アプリケーションのニーズによります。

以下のような質問を検討してください：

• ロボットとポジショナーを設置するスペースはどれくらいか？
• ワークピースの形状は？
• ワークピースが単一ポジショナーには大きすぎたり重すぎたりしないか？
• どのスタイルのポジショナーが最も合理的か？
• ポジショナーに必要なペイロードは？

最適なポジショナータイプが決まったら、様々なロボットポジショナーメーカーを見て適切なモデルを探します。

RoboDKにはすでにABBとKUKAの多くのポジショナーがロボットライブラリに含まれています。しかし、他にもポジショナープロバイダーがおり、リクエストがあれば喜んでRoboDKに統合します。

独自のポジショナーを作成し、ロボットと同期させることも可能です。RoboDKソフトウェアでは、外部軸の動きを好みの設定に従って最適化することもできます。

どのタスクならロボットポジショナーが役立つと思いますか？ 下のコメント欄、またはLinkedIn、Twitter、Facebook、Instagram、RoboDKフォーラムで議論に参加してください。