工場などで活躍している「産業用ロボット」は、人の代わりに物を運んだり、組み立てたり、塗装したりといった作業を自動で行うロボットです。自動車工場や電化製品の組立ライン、食品を箱に詰める工程など、さまざまな場面で見かけることができます。
ロボットが作業をすることで、人間が行うよりも速く、正確に、しかも休まずに動けるため、工場の生産性が大きく向上します。これは製品をたくさん作りたいときや、正確さがとても重要なときに特に役立ちます。
さらに、ロボットは高温や有害な物質があるような危険な環境でも活躍できます。
重たい物を何回も持ち上げたり、細かい作業を何時間も続けたりといった大変な仕事を、代わりにやってくれるのです。
こうした点からも、ロボットは人の安全や働きやすさにも大きく貢献しています。
この記事では、産業用ロボットがどのように作られていて、どうやって動いているのか、そして実際にどんな場所で使われているのかを、わかりやすく解説していきます。
「ロボットってなんだか難しそう…」と思っている人でも大丈夫！身近な例を使いながら、楽しく学べる内容になっています。
ロボット工学に興味がある人、将来こうした分野で働いてみたいと思っている人にとって、最初の一歩となるような情報をお届けします。
産業ロボットってなに？
産業ロボットは、あらかじめ決められたプログラム通りに動く機械です。
人間の腕のような「アーム（マニピュレータ）」が付いていて、いろいろな作業ができます。
たとえば、部品をつかんで別の場所に置いたり、ネジをしめたり、塗料をきれいに吹きかけたりします。動きはコンピューターで細かく制御されていて、同じ作業を何度でも正確にこなすことができます。
工場では、人手不足を解消したり、長時間作業の負担を軽くしたり、ミスを減らして製品の品質を安定させたりするために使われています。
夜間や休日も動かすことができるため、生産量を増やしたいときにも大きな助けになります。
また、重い物を持ち上げたり、高温や有害な環境で作業するような危険な場所にもロボットが活躍しており、人の安全を守る役割も果たしています。
ロボットのパーツはどうなってる？
産業ロボットは、大きく分けて5つの部分からできています。
- マニピュレータ（アーム）：
人間の腕のような部分で、物を動かす役目をします。 - モーターと減速機（動かす力）：
アームを動かすためのエンジンのようなもので、モーターの力を減速機でちょうどよく調整します。 - エンコーダ（位置を測るセンサー）：
関節の角度や位置を正確に測るためのセンサーです。ロボットの動きがズレないように、モーターの動きを細かくチェックします。 - コントローラー（頭脳）：
動きの命令を出すコンピューターです。どの方向にどう動かすかを計算して、モーターに指示を出します。 - エンドエフェクタ（手）：
物をつかむ「手」の部分で、グリッパや吸盤、ドリルなど作業に合わせていろいろ取り替えられます。
ロボットはどうやって動いているの？
ロボットが動く仕組みは、以下のようになっています：
- プログラムで動きの順番を決める
- コントローラーがその命令を理解して、どの関節をどれだけ動かすかを計算
- モーターが動いてアームが動く
- エンコーダ(センサー)が今の状態をチェックして、ズレていれば修正
このようにして、ロボットは正確に動くことができるのです。
どうやってロボットに動きを教えるの？
ロボットに「こう動いてね」と教えることを「ティーチング」といいます。
- ティーチングペンダントという専用のリモコンを使って、人がロボットを動かしながら「この位置」「この角度」と記録します。
- また、最近ではコンピューター上でロボットの動きをシミュレーションしてプログラムを作る方法もあります（これを「オフラインティーチング」といいます）。
ロボットの動き方には、
- PTP制御：ある点から別の点へすばやく移動する動き（たとえば部品を運ぶとき）
- CP制御：決められた道をなめらかに移動する動き（たとえば塗装や溶接）
という2つのパターンがあります。
ロボットの種類はいろいろあるよ
工場では、作業に合わせていろいろなタイプのロボットが使われています。
- 垂直多関節ロボット：
人間の腕のように複雑に動けるロボット。組み立てや溶接などに使われます。 - スカラロボット：
横に動くのが得意なロボットで、小さな部品の組立などに使われます。 - パラレルリンクロボット：
速くて軽いものを素早くつかむのが得意。食品や薬の箱詰めに使われます。 - 直交ロボット：
縦・横・上下の3方向にまっすぐ動くロボット。重いものを運んだり、大きな動きが必要な場面で使われます。
カメラやAIでさらにかしこく
最近のロボットにはカメラやAI（人工知能）も組み合わされています。
- カメラで物の位置や向きを見たり、間違いを見つけたりします。
- 力を感じるセンサーで、ぶつからないように動いたり、ちょうどいい力でつかんだりもできます。
- AIがあると、環境に合わせて自分で動きを変えたり、うまくいかなかった時に学んだりすることもできます。
これからのロボットはどうなる？
ロボットはこれからもっと進化していきます。
- 人といっしょに安全に働ける「協働ロボット」がもっと広まる
- AIで動き方を自分で考えられるロボットが出てくる
- 複数のロボットがチームで動いて仕事を分担するようになる
ロボットがもっと身近になり、いろんな仕事で活躍する時代が近づいています。
コメント