ロボット部品向け樹脂材料 ロボット

NEDOロボット白書*では、ロボットは「センサー、知能・制御系、駆動系の3つの要素技術を有する、知能化した機械システム」と定義されており、役割に応じて「産業用ロボット」と「サービスロボット」に分類されます。

「産業用ロボット」とは、人間に代わって工場などで各種作業の自動化や効率化に用いられるロボットを指し、製造現場などでは、人との協働ロボット（コボット、cobots）の導入が進んでいます。

また、「サービスロボット」とは、医療介護・物流・配送・清掃・家事等の業務・サービス支援を行うものと定義されており、各種サービス業ではロボットが対人サービスを提供し始めています。

*参照：NEDOロボット白書2014 | NEDO

産業用ロボットとは、人間に代わって工場などで各種作業の自動化や効率化に用いられるロボットを指し、垂直多関節ロボット、水平多関節ロボット（スカラロボット）、パラレルリンクロボット、直行ロボット等があります。

現在最も多く使用されている産業用ロボットは垂直多関節ロボットであり、6つの関節で構成された6軸機構が主流になっています。関節の多さから複雑な動きができ、設置面積に対して動作範囲が広いことが特徴です。汎用性が高く、搬送、塗装・溶接、組み立て等幅広い工程で用いられています。

産業用ロボットは、「マニピュレーター」「コントローラー」「プログラミングペンダント」の3点で構成されています。

「マニピュレーター」はまさに腕であり、ロボットアームとも呼ばれます。「コントローラー」は、マニピュレーターを動かして制御し、「プログラミングペンダント」はマニピュレーターに動作を教える役割を持ちます。

マニピュレーター（ロボットアーム）は、骨格・皮膚に相当するアーム、目・触覚等に相当するセンサー、筋肉に相当するアクチュエーターおよびアクチュエーターを構成するモーター・減速機から構成されています。

これまで産業用ロボットを利用する際には、産業用ロボットを柵で囲い、人と作業空間を分ける必要がありましたが、2013年に施行されたISO/TS15066*の定める条件を満たせば、人間も産業用ロボットも同じスペースで作業が行えるようになりました。

こうした人との協働ロボットをcobotsと呼びます。人と協働する、小型なcobotsは急速に成長している分野です。

従来のロボットアーム部品は、高速・高精度を第一の品質要求としており、耐久性にも優れた金属材料で作られていました。しかし、金属は重量が重く、後加工を含めた製造コストも高いことが欠点です。ここで、製造コストを削減し、軽量化により製品の安全性を高めるために樹脂を利用することが考えられます。特に、小型な協働ロボットであるcobotsの製造に樹脂は最適です。

* ISO/TS15066は、人協働システムと作業環境の安全性に関する技術仕様書です。その他、ロボット本体の安全要求を規定した文書にISO10218があります。

サービスロボットとは、主にサービス業で使われている「人の役に立つロボット」の総称です。これから益々の導入・普及が期待されている分野のロボットです。

2014年にサービスロボットの国際安全規格ISO 13842が発行され、サービスロボットは「移動作業型」「人間装着型」「搭乗型」の3タイプに分類されました。

移動作業型のサービスロボットは、まさに移動するサービスロボットです。物流倉庫内で活躍しているAGV (Automated Guided Vehicle) や AMR (Autonomous Mobile Robot)、ラスト1マイルで注目されている自動配送ロボット、新型コロナウイルス感染症でニュースにも挙がった自動掃除・消毒ロボット、見回りロボット等が分類されます。

人間装着型のサービスロボットは、人間が装着し、使用者を物理的に支援することで、動作の補助や補強を行うロボットです。いわゆる、アシストスーツが分類され、高齢化社会対応や労働者の身体的負荷の低減等を目的に普及しつつあります。

搭乗型のサービスロボットは、パーソナルモビリティの一環として使用されるロボットです。自動運転技術も含めた、開発・実証実験が進んでいます。

サービスロボットは人と協働することから、軽量化、形状の自由度アップが求められます。また、量産時の製造台数も増えていくことから製造コスト低減も重要になります。