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装置に関する記事

ジャイロセンサとは?製造における用途や開発メーカ3社を紹介

ジャイロセンサという言葉を聞いたことがある人は多いでしょう。ゲーム機やスマートフォンに使われており、日常生活で無くてはならない部品のひとつです。
また、近年製造業でもジャイロセンサを活用する動きが活発化しています。

この記事では、ジャイロセンサの特徴や製造業での活用の仕方について解説します。
また開発メーカも紹介していきますのでご覧ください。

もし、ジャイロセンサのコンサルティングを受けて、

  • 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、お気軽に株式会社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。

1.ジャイロセンサとは何か

ジャイロセンサとは別名「角速度センサ」とも呼ばれ、角速度を検出するセンサです。
※角速度とは、物体が回転している速度のことを言います。これは物体の角度が単位時価あたりどれだけ変化したかを検知し、電気信号で出力するセンサです。

身近なところでは、スマートフォンを縦横の向きを検知して自動で画面を切り替えたり、ゲーム機のコントローラの傾きを検知して視点を変えたりするのに使用しています。

ジャイロセンサは大きく3種類に分類でき、それぞれの特徴は以下の通りです。

以下では種類を詳しく解説します。

(1)振動式

振動式ジャイロセンサは、角速度センサのなかで最も普及しているセンサです。
回転している駒の慣性力を検出したり、素子の転向力を検出して角速度を計測しています。

小型で安価なためスマホやゲーム機などに搭載されており、どの方向に置かれているかを検出しています。
スマホの場合、横に向けると画面も横に向くのがジャイロセンサの機能です。

(2)流体式

流体式ジャイロセンサは、振動式より高精度で信頼性が高い特徴のセンサです。
センサ内に封入された気体の偏りを検出して角速度を計測しています。

可動部が無いため、温度変化の影響を受けにくいという特徴があります。
温度変化に強いため、カーナビなどに広く使われています。

(3)光学式

光学式ジャイロセンサは、ジャイロセンサの中でもっとも精度の高いセンサです。
光の時間差を利用して周波数や光強度を検出し、角速度を計測しています。

地球の自転よりも小さい角速度を計測でき、設計の自由度が高い特徴があります。
おもに航空機や船舶など、精度の高い位置検出が必要なところで使用するセンサです。

2.製造におけるジャイロセンサの用途

この章でジャイロセンサは製造業のどのような市場で活躍しているかを紹介します。

ジャイロセンサは、製造業では「ロボット」と「安全」の検出で活躍しています。
「ロボット」ではおもに高精度の位置決めが必要な箇所にジャイロセンサが活躍しています。
「安全」では人の安全に関わるところでジャイロセンサが活躍しています。

(1)ロボットの使用例

ロボットにジャイロセンサを組み込むと以下3つのメリットがあります。

  1. サーボモータ特有の振動を抑える
  2. タクトタイムの向上
  3. 高速かつ高精度停止が可能

ロボットで使用されているサーボモータには、特有の振動があります。
従来ではこの振動を抑えられませんでした。
しかしジャイロセンサを搭載すれば振動を検知・抑制できます。
従来のロボットより高精度な停止が可能です。

また振動を抑えたことで、搬送負荷を軽減し高速動作できます。これによりタクトタイムを向上できます。

産業用ロボットシステムの導入に関して詳しく知りたい方は、以下の記事もご覧ください。

(2)安全での使用例

作業員の安否確認にも、ジャイロセンサが活躍しています。

作業員に、携帯型のジャイロセンサをセットした作業服を着用してもらって作業をしてもらうことで、ジャイロセンサが長時間動かなければ倒れている可能性が高いと判断して、離れた場所でも警報を発してくれます。
熱中症対策や酸欠対策にも有効で、昼夜問わず1人作業でも安否確認で安全性が向上します。

生産に関する過去の記事:生産ラインの見える化とは?メリットや事例・活用方法を紹介を参照ください。

3.ジャイロセンサの開発メーカと製品特徴

ここからはジャイロセンサを独自で開発しているメーカと、代表的な製品の特徴をお伝えしていきます。どのようなメーカや製品特徴があるのかの参考にご覧ください。

(1)セイコーエプソン株式会社

引用:セイコーエプソン株式会社

【特徴】
一般向けではプリンタやプロジェクタなどの映像機器を販売している企業です。
産業用機器の独自開発で販売しており、国内のみならず世界中に拠点があります。
充実したサポートを受けられるのが魅力の企業です。

【所在地】
長野県諏訪市大和三丁目3番5号
https://corporate.epson/ja/

【製品】
セイコーエプソン社ではジャイロセンサを搭載した産業用ロボット「GXシリーズ」を紹介します。

①GXシリーズ

GXシリーズには以下2つの特徴があります。

  • スカラロボット
  • Gシリーズより高速・高精度

従来のスカラロボットにジャイロセンサを搭載したのが「GXシリーズ」です。
ジャイロセンサ搭載でGシリーズより約16%も高速になっており、振動抑制で高精度搬送が可能です。

(2)新東工業株式会社

引用:新東工業株式会社

【特徴】
自動車業界から医療業界まで幅広い分野で活躍している企業です。
国内外に多くの拠点があるためサポート面でも安心できます。
幅広い業界で培ったノウハウを活かした製品が多いのが魅力の企業です。

【所在地】
〒450-6424
愛知県名古屋市中村区名駅3丁目28番12号 大名古屋ビル24階

【製品】
新東工業社のジャイロセンサは、ロボットに取り付ける6軸力覚センサ「ZYXer」を紹介します。

①ZYXer

 

ZYXerには以下3つの特徴があります。

  • H7嵌合も楽々挿入
  • ギアの位相も位置合わせできる
  • 幅広いラインナップ

通常のロボットでは修正できない±0.02のズレも補正し、H7嵌合も確実に挿入できます。
分解能は1/4000の高分解能で、ギアの位相も速やかに合わせることが可能です。
またZYXerシリーズは定格容量別で11種類もあり、500~9000Nまでの許容量から選択できます。

(3)ミネベアミツミ株式会社

引用:ミネベアミツミ株式会社

【特徴】
医療業界から自動車業界まで幅広い業界で活躍している企業です。
とくに超小型のベアリングは世界でもトップシェアを誇る技術力のあるメーカです。
豊富な知識があり、技術力も高いことから世界でも有名な企業のひとつです。

【所在地】
〒389-0293
長野県北佐久郡御代田町大字御代田4106-73

【製品】
ミネベアミツミ社のジャイロセンサは「小型6軸力覚センサー」を紹介します。

①小型6軸力覚センサー

小型6軸力覚センサーには以下2つの特徴があります。

  • 世界最小サイズ
  • 人が作業する感覚をデータ化できる

サイズは外径9.6mm高さ9mmと超小型で、重さは3gと超軽量です。

また専用ソフトと組み合わせて使用すれば、人の感覚で作業していることをデータ化できます。
例えば人がスイッチを押したとき、どのくらいの力で押しているのかを本センサでは数値化することが可能です。

4.ジャイロセンサに関するご相談は株式会社FAプロダクツ

ジャイロセンサにはさまざまな種類があり、製造業での活用ケースはまだ多くないため導入に悩むケースは少なくありません。せっかく導入してもうまく使いこなせていない……ということも、しばしば見られます。

初めて導入する場合は、自社に適した装置を開発できるメーカに相談するのもひとつです。日本サポートシステムでは、豊富な実績をもとに最適なスクリューフィーダ導入のお手伝いができますので、ぜひご検討ください。

【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。

また、同社の「画処ラボ」では、画像処理を用いた外観検査装置の導入に特化し、ご相談を受け付けています。従来は目視での官能検査に頼らざるを得なかった工程の自動化をご検討の際などにご活用ください。

業界最大級の画像処理検証施設を開設!

「画処ラボ」ではルールベースやAIの画像処理を専門エンジニアが検証。ご相談から装置制作まで一貫対応します。

【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)

関東最大級のロボットシステムインテグレーター 装置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

つくば工場:茨城県土浦市卸町2-13-3、相模原工場:神奈川県相模原市中央区上溝1880番2 SIC3-317

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