1. HOME
  2. お役立ち情報
  3. ロボットに関する記事
  4. 水平多関節ロボットとは?特徴やメリット・デメリット+工場3選

FA業界の方へ耳寄りな情報を「おしえてJSS」by日本サポートシステム株式会社

お問い合わせ

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
設計から製造なら 日本サポートシステム株式会社

日本唯一の画像処理検証ラボ、AIラボによる画像処理
水平多関節ロボット
ロボットに関する記事

水平多関節ロボットとは?特徴やメリット・デメリット+工場3選

水平多関節ロボット

労働力不足による問題解決や生産性の向上を見込んで、年々増え続けている産業ロボット。
いまでは産業ロボットは、生産する立場から欠かせないものとなっています。

今回は、産業ロボットの中でも、低コストでさまざまな場面で導入可能な「水平多関節ロボット」について解説します。
省人化や生産性の向上を考えている方は、ぜひ参考にしてください。

また、水平多関節ロボットをラインに追加して、
・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
・どのメーカーのロボットを使えば効率的かわからない
場合は、関東最大級のロボットSIer、日本サポートシステムまでお問い合わせください。
水平多関節ロボットの導入が得意な技術者が、最適なご提案をさせていただきます。

1.水平多関節ロボット(スカラロボット)とは?

水平多関節ロボット

別名でスカラロボットとも呼び、スカラは、「Selective Compliance Assembly Robot Arm(SCARA)」の略。
水平多関節ロボットについて、特徴からメリット・デメリットなどを解説します。

(1)水平多関節ロボットの特徴・構造

水平多関節ロボットは、平面3自由度の位置決めと先端部の上下運動による4軸構成となっている産業ロボット。

名前の通り、水平方向の動きの特化されたロボットで、先端部は上下に動く関節となっています。先端部が必ず水平方向に移動するのも特徴。組立や基盤への部品配置などの作業に向いており、部品を押し込む動作を実現しやすいです。

水平に高速移動して位置を決め、上下に動く先端部が押し込みなどの動作をします。
下記は、水平多関節ロボットが実際に作業している動画です。

 

(2)水平多関節ロボットのメリットは低コストで高速搬送できる

水平多関節ロボットのメリットは、

  • 高速での搬送が可能
  • 他の産業ロボットと比べて低コスト
  • 設置時の占有面積が小さい
  • 構造がシンプルなため管理や操作が比較的簡単

といったことがあげられます。

垂直多関節ロボットと比べて、動かせる動作に制限はありますが、占有面積が小さく、高速で操作が可能です。
また、いまでは小型の作業から重量物の搬送もできます。

何と言っても、他のロボットと比べて、構造がわかりやすいので、「低コスト」「管理が楽」「操作しやすい」といったことがメリット。

(3)水平多関節ロボットのデメリットはより高度な作業が苦手なこと

水平多関節ロボットのデメリットとしては、

  • より精度の高い位置を決める作業は苦手。
  • 自由度の高い作業は難しい

といったことがあげられます。
パラレルリンクのように、精度が高く高速で作業することはできません。

また、垂直方向への動きは苦手なので、自由度の多さで言えば、垂直多関節ロボットには劣ってしまいます。
とは言っても、水平多関節ロボットは、さきほど言ったように特定の作業では十分使えます。

どのような用途で使いたいかによって、デメリットは問題になりません。

2.水平多関節ロボットの導入事例を紹介!

水平多関節ロボットのイメージ

実際に、水平多関節ロボットを導入した事例を紹介します。
どの産業ロボットを導入しても言えることですが、数年以内にはコストを回収している。

引用:ロボット導入実証事業 事例紹介ハンドブック2017 

(1)水平多関節ロボットの導入実例①食品工場で労働生産性が10.2倍UP

とある食品工場では、少量多品種生産による「生産品のバラつき」や「労働作業の省人化」が問題とされていた。

そこで、水平多関節ロボットの導入したところ以下のような成果が得られました。

導入前 導入後
生産数 6000個/日 15000個/日 
不良率 1% 0.1%
人数 6人 2人
(480万円=10万円×4名×12ヶ月)の人件費に相当
労働生産性 10倍
利益増 1080万円/年

上記を見てわかるように、問題だった製品のバラつきは、不良率1%→0.1%と大幅に改善。また、生産数の増加・人件費の削減に成功して、大幅な生産性向上が実現できています。

水平多関節ロボットの導入により、年間で約1080万円あたりの利益増加を見込んでいます。

(2)水平多関節ロボットの導入実例②化粧品工場では徹底した省人化で人員を半分以下に抑えることが実現できた

こちらは弊社グループ会社で導入した事例。化粧品の生産工場では、化粧品は頻繁に包装形状・デザインが変わるため、弊社の仕上・包装工程は殆どの作業を人手に頼っており、生産能力・品質保証力の不安定化が大きな課題となっていた。

導入前 導入後
生産数 12800個/日 23310個/日 
労働時間 6.75時間 6.75時間
人数 22人 6人
労働生産性 5倍

水平多関節ロボットを導入して、生産数は約2倍・労働人数は半分以下に抑えることに成功。

削減できた労働人数だけを見ても、年間で1920万円以上の効果が見込めます。(16人の人員削減から換算するだけでも、10万円×16名×12ヶ月=1920万円)

(3)水平多関節ロボットの導入実例③熟練した技術が必要な作業もロボットで効率化

食品をひとつひとつ人が作業している食品工場。

食品が機械で認識するのは難しいと考えていたようですが、食品の認識方法を工夫することで問題は解決しました。
しかし、現場が狭かったので、垂直多関節ロボットの導入も難しい…そこで占有面積が小さい水平多関節ロボットを導入。

導入前 導入後
生産数 3600個/時 4800個/時 
労働時間 3.6時間 1時間
労働生産性 2人 1人
(269万円/年=313万円/年×0.86人)の人件費に相当
労働生産性 9.6倍
利益 180万円/年

1日に数時間しか稼働しないラインでも、水平多関節ロボットを導入することで、上記の成果が得られます。

また、過酷な作業を従業員にさせることが無くなったことも大きなメリット。
人間が身体的にキツイ作業はロボットに展開したほうが、長期的に見ると賢い選択と言えます。

(4)水平多関節ロボットの導入実例④長年問題だった労働力不足の問題を一気に解決

次の導入事例は、食料品製造の工場。

少量多品種の食品が多く、ほとんどが手作業で加工しないといけない製品が多かったため、以前から生産性の向上が大きな課題となっていました。
また、別事業に要する人員の増加と工場従業員の高齢化、慢性的な労働力不足も改善すべき問題です。作業には、技術が必要だったため、簡単に人員を追加できないのも原因。

導入前 導入後
生産数 8400個/日 7000個/日 
労働時間 7時間 7時間
人数 3人 1人
(360万円=15万円×2
名×12ヶ月)の人件費に相当
労働生産性 2.5倍
利益増 500万円/年

水平多関節ロボットのを導入した結果として、作業者にかかる負担は大幅に削減され、さらに熟練度が不要になった事、又作業人員による生産量のバラツキも無くなり、安定した生産が行えるように。

1日の生産数は、まだ導入したばかりで改善の余地はあるものの、生産数のバラつきや熟練した技術が必要でなくなったことや必要作業員を減らせたおかげで、問題だった労働力不足を改善することに成功しています。

3.水平多関節ロボットが向いている作業は「搬送」「組立」「チェック」

水平多関節ロボットが向いている作業

水平多関節ロボットが向いている作業は、

  • 搬送
  • 組立
  • 選定チェック
  • 現場の占有面積が限られている

といった場合です。

上記のような作業で、生産数の増加や人員削減をしたい場合は、水平多関節ロボットが向いています。
「ロボットにこの作業はできない」と決めつけないで、一度ロボット導入のプロに現場を見て、判断してもらうのが一番です。

4.水平多関節ロボット導入に役立つおすすめのメーカー3選

水平多関節ロボットを導入することで、労働生産性の向上が期待できます。
いざ、ロボットを導入しようと思っても、「なにから始めればいいかわからないから、話が進まない」という状況では、もったいないです。

そこで、ロボット導入におすすめのメーカーを厳選して3社紹介します。
紹介するメーカーは、産業ロボットに精通しているので、生産ラインの自動化に関することでわからないことがあれば、とにかく問い合わせてみるのが一番です。

ぜひ、参考にしていただければと思います。

(1)水平多関節ロボット導入に役立つおすすめのメーカー①日本サポートシステム株式会社

【特徴】
日本サポートシステムは年間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】
茨城県稲敷郡阿見町阿見字阿見原4666-1777
TEL:029-840-2777(代表)
FAX:029-840-2770(代表)・2771(設計)
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)水平多関節ロボット導入に役立つおすすめのメーカー②ヤナギハラメカックス

FA・ロボットシステムインテグレーション事業・機械部品加工事業・OEM・ODM事業 (受託製造)を行うメーカーです。
●一貫生産体制でご要望(QCD)にお応えする装置を提供します。
●多様な分野の部品加工、装置製作に対応します。
●経験、技能を持ったスタッフが皆様のご要望にお応えします。
●充実の工場、製造設備があります。

電話番号:0548-32-1133
静岡県榛原郡吉田町住吉1541番地

https://www.yaskawa.co.jp/

(3)水平多関節ロボット導入に役立つおすすめのメーカー③株式会社オフィス エフエイ・コム

業種・業態問わず、FA業界のリーディングカンパニーとして、企画構想から制作加工、製造組立、導入、工事の立ち合いまで…オートメーション化における全行程をワンストップで行っています。
その規模も1億円規模のラインビルディングから、1,000万円以下の単体装置実装まで…幅広い領域を担当。メーカーの国内外問わず、最先端機器を扱っています。

電話番号:0285-41-1140
栃木県小山市楢木293-21 小山南工業団地内

http://www.office-fa.com/

4.水平多関節ロボット導入のご相談は日本サポートシステム

水平多関節ロボットは、もっとも導入されている垂直多関節ロボットに比べて、自由度は低いですが、低コストで占有面積も小さいので、さまざまな場面に応用できます。
低コストなため、まずは水平多関節ロボットでコストあたりの利益を確認して、水平展開していけるのもメリットです。

まずは、「必要な現場に設置ができるのか」「どれくらいのコストが必要で利益が見込めるのか」といったお悩みがある方は、日本サポートシステムまでお気軽にお問い合わせください。

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

029-840-2777 営業時間:平日9:00-18:00

本社:茨城県稲敷郡阿見町阿見字阿見原4666-1777、相模原事業所:神奈川県相模原市中央区上溝1880番2 SIC3-317

お役立ち情報