直交ロボットとは？特徴や用途、メリットまとめ＋代表メーカー３選
低コストで柔軟な用途に対応可能な直交ロボットは、産業ロボットの中でも比較的導入がしやすい特徴を持ち、幅広い業種で導入されています。
「直交ロボットってなに？」「どのような導入事例があるの？」
本記事ではこのような方へ向けて、直交ロボットの構造や用途、メリットなどについてご紹介します。
実際の導入事例なども合わせてご紹介していますので、導入の検討にお役立てください。
もし、直交ロボットの導入に関して、
-
- 省力化、省人化してコストダウンしたい
- 生産性アップして売上を上げたい
- 人的ミスを減らして品質価値を高めたい
- どのメーカーの自動化設備を使えば効率的かわからない
という場合は、お気軽にFAプロダクツまでお問い合わせください。
関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。
目次
１．直交ロボットの構造や用途
ここでは直交ロボットとはどのようなロボットで、どのような用途に使われているのかをご紹介します。早速、見ていきましょう。
（1）直交ロボット＝直交する複数のスライド軸で構成されるロボット
直交ロボットとは産業ロボットの一種で、2〜3の直交するスライド軸で構成されており、英語では「Cartesian coordinate robot」「ORTHOGONAL ROBOT」と表現されます。
スライド軸上を動くため、ガントリーロボットとも呼ばれています。
直交ロボットの特徴は、非常にシンプルな構造である点。そのため、生産技術部門で自作する企業もあります。
状況に応じた設計変更も容易であるため、臨機応変なニーズに対応できる強みがあります。
（2）直交ロボットの使用用途
直交ロボットはさまざまな用途で使われています。ここでは2つご紹介します。
①製造業…組立・搬送工程が主用途
製造業のなかでも組立や搬送などの工程に使われています。
業務が単純な作業になりがちで、ロボットによる業務改善が進められているためです。
組立は作業者の熟練度によって作業効率にバラつきがありますし、搬送では重い荷物を運ぶ際に作業者への肉体的な負荷に繋がります。
このような作業における効率化、省人化を直交ロボットは得意としています。
上記は東芝機械の直交ロボットによる基板組み立ての動画です。
いくつかの直交ロボットにより、基板の組み立てをスムーズにしています。基板の組み立てのみならず、基板の搬送までしており、直交ロボットのみで作業を自動化していることが確認できます。
②食品分野…繊細な食品の運搬に
食品を扱う分野では、生産ラインが引かれていることが多く、単純作業はロボットが、食品の搬送は人が作業していました。
生産ラインでは人とロボットの分業体制が採用されていますが、ロボット技術が向上したことで従来、人がしていた作業もロボットが代替できるようになっています。
上記はロボットが豆腐を運ぶ動画です。
崩れやすく扱いが難しい豆腐を、特赦な加工を施したアームが正確に掴み、豆腐を移動しています。豆腐の移動をロボットが肩代わりできるため、他の食品にも利用が期待できますね。
２．直交ロボットのメリットおよびデメリット
ここでは直交ロボットのメリットおよびデメリットをご紹介します。
両方を理解しておくことで、それぞれの特徴を生かす使い方を検討できるかと思います。
（1）直交ロボットのメリット
直交ロボットのメリットは以下の3つです。
- ブレが少なく作業が高精度でできる
- 低価格で導入できる
- 他ロボットと組み合わせることが可能
それぞれ見ていきましょう。
①ブレが少なく作業が高精度でできる
メリット一つ目は、ブレが少なく作業が高精度なことです。
直線的な動きのみで複雑な動きができませんが、その分ブレが生じにくい構造になっています。多関節ロボットのように複雑な動きは、作業の幅が広がる一方、ブレも大きくなってしまいます。
そのため、高精度の作業が必要とされる業界や現場では、直交ロボットが多く導入されています。
②低価格で導入できる
メリット二つ目は、低価格で導入できることです。
仕組みがシンプルで製作しやすいためです。自作で制作している企業もありますし、自作するための部品も販売されています。
低価格で利用でき、多少規模を拡大してもそこまでコストがかさまないため、自分の好きなようにカスタマイズしやすい点が特徴です。そのためトータルで見ても安価に直交ロボットの導入が可能です。
③他ロボットとの組み合わせ
メリット三つ目は、他ロボットと組み合わせ可能なことです。
直交ロボットは直線的な動きに強く、直交ロボットのみで使われることは少ないためです。直線的な動きは直交ロボットが担い、その後の細かい繊細な作業は垂直多関節ロボットが担うなど多い傾向にあります。
また直交ロボットと単軸ロボットを組み合わせることで、二つのロボットを一つのコントローラーで制御することもできます。
（2）直交ロボットのデメリット
直交ロボットのデメリットは以下の2つです。
- 複雑な動きが苦手なこと
- 作業範囲に対し、設置面積が大きいこと
順にご紹介します。
①複雑な動きが苦手なこと
デメリット一つ目は、複雑な動きが苦手なことです。
直交ロボットは他の産業ロボットとは異なり、直線的な動きしかできません。作業内容としては単純な作業を得意としており、複雑な動きなどは他の多関節ロボットや協働ロボットの方が得意としています。
直交ロボットは直線的な動きしかできませんが。その一方誤作動が生じづらく、人身事故が低いロボットと言われています。安全を優先したい方は直交ロボットの導入が良いかもしれません。
②作業範囲に対し、設置面積が大きい
デメリット二つ目は、作業範囲に対し、設置面積が大きいことです。
直交ロボットは関節を自由に動かすことができないため、部品を折りたためません。また直線的に動く構造上、どうしても他のロボットよりも大きくなり、設置面積を大きく取る必要があります。
ある程度の設置面積を事前に用意しておいた方が良いでしょう。
３．直交ロボットの具体的な導入事例3選
ここでは直交ロボットの具体的な導入事例を3つご紹介します。
- 出荷作業の効率化を実現
- 他ロボットを組み合わせることで作業を自動化
- 搬送作業の省人化に成功
（1）出荷作業の効率化を実現
参照：経済産業省『ロボット導入実証事業 事例紹介ハンドブック2018』
株式会社別川製作所が、板金のバラシ・仕分けの工程を自動化した事例です。導入ロボットのメーカーは安川電機です。
直交ロボット導入前後での効果は以下の通りです。
| 改善前 | 改善後 | |
| 労働生産性 | 1倍 | 1.4倍 |
| 人数 | 3人 | 1人 |
| 労働時間 | 8時間 | 2時間 |
| 生産量 | 160個 | 230個 |
| その他の効果 | 労働環境・作業環境の改善 | |
株式会社別川製作所は、盤を製作するメーカーです。受注生産をしており、変種変量生産で作業を自動化できずにいました。
特に板金バラシ・仕分けは最大117kgもの板金を取り扱うため非常に危険と隣り合わせの作業で自動化を強く進めました。
そこで多関節ロボット、直交ロボットを組み合わせて作業工程に導入することで現場作業者の負担を軽減し労働生産性を1.4倍に向上させました。
（2）他ロボットを組み合わせることで作業を自動化
参照：経済産業省『ロボット導入実証事業 事例紹介ハンドブック2018』
ギフハイテック株式会社が、商品の組み立て搬送するロボットを導入した例です。ロボットのメーカーはヤマハ発動機です。
直交ロボット導入前後での効果は以下の通りです。
| 改善前 | 改善後 | |
| 労働生産性 | 1倍 | 5倍 |
| 人数 | 10人 | 2人 |
| 労働時間 | 8時間/人 | 8時間/人 |
| 生産量 | 1300個 | 1300個 |
| その他の効果 | 省スペース化 | |
ギフハイテック株式会社では自動車部品の製造をしています。従来は組み立て検査の工程をロボットで自動化していましたが、組み立てに必要な製品の移動は人がしていました。
垂直多関節ロボットおよび位置精度に優れている直交ロボットを導入することで省人化・品質の安定を実現しています。労働生産性も従来の5倍に向上しています。
（3）搬送作業の省人化に成功
参照：経済産業省『ロボット導入実証事業 事例紹介ハンドブック2018』
カンダコーポレーション株式会社が搬送作業の省人化に成功した事例です。導入ロボットのメーカーはヤマハ発動機です。
直交ロボット導入前後での効果は以下の通りです。
| 改善前 | 改善後 | |
| 労働生産性 | 1倍 | 1.4倍 |
| 人数 | 7人 | 5人 |
| 労働時間 | 8時間 | 8時間 |
| 生産量 | 3,000個 | 3,000個 |
| その他の効果 | 不要物(ビニール)の削減 | |
カンダコーポレーション株式会社では物流業のかたわら、銀行の現金センター業務を請け負っていました。小売店で使用される釣り銭を包装する業務です。
大量生産を納期までに仕上げる必要があったため、多関節ロボットで自動化に踏み切っています。
しかし多関節ロボットは関節部の疲労による故障が相次ぎ、故障リスクが低い直交ロボットの導入をしています。
直交ロボットを導入したことで故障リスクが低減でき、かつ複雑な動きをなくし、労働生産性が1.4倍に向上しています。
４．直交ロボットにおすすめのメーカー+ロボットSIer3選
ここでは協働ロボットにオススメのメーカを3つご紹介します。
- 株式会社FAプロダクツ
- 株式会社アイエイアイ
- ヤマハ発動機株式会社
それぞれ見ていきましょう。
①株式会社FAプロダクツ
【特徴】
FAプロダクツは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。
また、お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。
【ポンチ絵とお見積りのサンプル】
テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。
【所在地】
茨城県土浦市卸町2丁目13-3
TEL.050-1743-0310(代表)
FAX.050-3156-2692（代表）
https://jss1.jp/
【営業品目】
- 産業用ロボット
- 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
- 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
- 治具の設計・製作
【実績】
ＮＭ社（電子部品の製造販売）、ＨＳ製作所（情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売）、ＴＴ社（ショッピングセンターなどリテール事業）、ＳＭ社（自動制御機器の製造・販売）、ＯＲ社（自動車安全システムの製造販売）
②株式会社アイエイアイ
株式会社アイエイアイは、小型産業用ロボットを扱うメーカーです。
IAIという略称で親しまれています。自動車や食品、化粧品、機械などを手掛ける直交ロボットを多く開発しており、直交ロボット・単軸ロボット分野においていずれも世界トップシェアを誇っています。
【所在地】
〒424-0103静岡県静岡市清水区尾羽577-1
TEL:054-364-5301(代表)
http://www.iai-robot.co.jp/
【営業品目】
- 小型産業用ロボットの開発・設計・製造・販売
- 農業技術の開発
③ヤマハ発動機株式会社
ヤマハ発動機株式会社は、オートバイに関する機器を製造しているメーカーで、産業用ロボットも手がけています。
直交ロボットの取り扱いに関しては2軸から6軸までのラインナップがあり、幅広い作業に対応できます。
ヤマハの特徴としては迅速な対応です。注文からおよそ10日間での納品を心がけています。
【所在地】
〒438-8501 静岡県磐田市新貝2500
TEL 0538-32-1115
https://global.yamaha-motor.com/
【営業品目】
- サーフェスマウンター
- 産業用ロボット
- 半導体製造装置
- 産業用無人ヘリコプター
など
５．直交ロボット導入のご相談はFAプロダクツへ
本記事では、直交ロボットについてご紹介しました。
直交ロボットは関節が少なく直線的な動きしかできませんが、その分、故障や人身事故のリスクが低いというメリットがあります。また、ブレが少ないため、高精度な作業も可能です。
コストも低く、導入しやすいロボットであるため、一度導入をご検討されてはいかがでしょうか。
直交ロボット導入の際は、お気軽に株式会社FAプロダクツにご相談ください。
関東最大級のロボットシステムインテグレーター ロボットシステムの設計から製造ならお任せください
050-1743-0310 営業時間：平日9:00-18:00
