ただ、そもそも垂直多関節ロボットとはどんな機械を指し、どの種類が自社に適しているかなど、わからない方も多いでしょう。
本記事では、そもそも垂直多関節ロボットの基本情報や製品の選び方を整理しつつ、おすすめのメーカーの特徴や強みも比較します。
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垂直多関節ロボットとは？ 特徴や活用例などを解説
垂直多関節ロボットとは、複数の回転軸を持ち、主に垂直方向に伸びたアーム構造を持つ産業用ロボットです。多関節ロボットの中でも代表的な形態とされ、部品の組み立て・加工・溶接・塗装など幅広い作業に対応できる柔軟性があります。現在では、6軸構成の垂直多関節ロボットが一般的に幅広く使用されてるメジャーなモデルです。ただ、必要な作業範囲や精度、設置スペースによって、4軸や5軸、さらには7軸の機種などバリエーションが存在します。
また、現在では自動車や電子部品など高度な生産体制を求められる現場だけでなく、食品や医薬品といった衛生面に配慮が必要な現場でも導入例が増えています。
垂直多関節ロボットのメリットは、人手不足解消や生産効率向上、安全性の向上などです。一方で、導入コストや操作教育の負担、メンテナンスの難易度などのデメリットも存在するため、作業環境と導入目的に合わせて選定しましょう。
垂直多関節ロボットの基本情報がわかったところで、次章では、垂直多関節ロボットの種類を解説していきます。
各種類の特徴やメリット・デメリットを解説するので、自社にあった種類はどれかを確認しましょう。
垂直多関節ロボットを4種類に分けて解説
垂直多関節ロボットは、作業軸の数や用途などによっていくつかの種類に分類されます。本章では主要な4種類について、それぞれの特徴やメリット・デメリットを解説します。4軸垂直多関節ロボット
4軸垂直多関節ロボットは、他種類の垂直多関節ロボットと比べて簡易な構成で動作範囲が限られます。また、4軸垂直多関節ロボットは比較的低コストで導入でき、組立や軽量物の搬送用途などに使われることが多いです。4軸垂直多関節ロボットのメリット
- 構造がシンプルでメンテナンスしやすい
- 導入時のコストを比較的抑えやすい
- 小さなスペースにも設置しやすい
4軸垂直多関節ロボットのデメリット
- 回転軸数が少ないため動作の自由度が低い
- 重荷重の作業には対応しにくい
- 複雑な動作や高精度を求められる工程には不向き
5軸垂直多関節ロボット
5軸垂直多関節ロボットは、4軸に比べてアームの可動範囲が広がり、複雑な動作が可能になります。そして、6軸よりもコストや制御の複雑さを抑えられる点が特徴です。5軸垂直多関節ロボットのメリット
- 4軸よりも自由度が高く、複雑な工程に対応しやすい
- 6軸ほど構造が複雑でないためコストや保守負担が比較的低め
- 限られた設置スペースにも柔軟に対応できるモデルが多い
5軸垂直多関節ロボットのデメリット
- 6軸に比べると動作範囲や姿勢制御の自由度がやや劣る
- 4軸よりも導入コストが高くなる場合は多い
6軸垂直多関節ロボット
6軸垂直多関節ロボットは、垂直多関節ロボットの代表的なタイプで、最も多くの生産現場で導入されています。人間の腕に近い動作範囲を持ち、さまざまな姿勢をとることができるため、溶接・塗装・組立・搬送など幅広いタスクに対応可能です。6軸垂直多関節ロボットのメリット
- 多軸構造により高度な動作や多角度での作業が可能
- 用途の幅が広く、自動車や家電、食品などさまざまな業界で活躍
- 多くのメーカーから豊富なラインアップが提供されており、ノウハウも蓄積されている
6軸垂直多関節ロボットのデメリット
- 導入コストが比較的高い
- プログラミングや操作の習熟に時間がかかる場合がある
- メンテナンス箇所が多く、保守の手間がかかりやすい
7軸垂直多関節ロボット
7軸垂直多関節ロボットは、6軸よりさらに1軸増えた構造を持つため、より高度な姿勢制御が可能になります。アームの取り回しがさらに柔軟になり、狭いスペースや障害物が多い生産ラインでも効率よく動作できる点が特徴です。7軸垂直多関節ロボットのメリット
- 6軸以上に高度な位置決めが可能で、柔軟な動作範囲を確保できる
- ワークや設備レイアウトに合わせた最適な経路設定がしやすい
- 工程全体の自動化を推進しやすく、高度化した生産ラインへの対応力が高い
7軸垂直多関節ロボットのデメリット
- 6軸よりも構造が複雑で、本体価格や保守コストが高くなる
- 制御プログラムが複雑化しやすく、オペレーターには高いスキルが求められる
- 機種によっては設置スペースや動作領域の確保が課題になることもある
以上が4種類の垂直多関節ロボットの解説になります。自社に適した種類の目星はつけられたでしょうか？
目星がついて実際に問い合わせをしたい方や直接話を聞きながら考えたい方は、以下のボタンからお問い合わせください。担当者におつなぎいたします。
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JET-Globalに問い合わせる次章では、垂直多関節ロボットの選び方を徹底解説するので、まだ自社に適した製品がわからない方はぜひご一読ください。
垂直多関節ロボットの選び方を解説
本章では垂直多関節ロボットの選び方を解説します。本章をよく読み、自社に適した垂直多関節ロボットを選べるようにしましょう。ワーク重量に合う可搬範囲であるか
垂直多関節ロボットを選定する際には、ワーク重量に合った可搬範囲を正確に評価し、適切に選ぶことが重要です。可搬範囲はワークそのものの重量だけでなく、先端ツールの重量や、ロボットが動作する際の姿勢などに依って左右されます。仮に、ワーク重量に適さない可搬範囲の垂直多関節ロボットを導入してしまうと、ロボットが過負荷状態に陥り、故障や不具合が発生し、生産スケジュールの遅延や製品の品質低下を招く可能性があります。
適切なワーク重量に合う可搬範囲の垂直多関節ロボットを選ぶことで、故障を防ぎ安定した生産体制を維持するだけでなく、結果としてメンテナンス頻度やコストの削減にもつながるでしょう。
また、多品種のワークを頻繁に扱う現場や、限られたスペースでロボットを運用する場合は、適切な可搬範囲を選定することが、生産ラインの柔軟性と効率性を確保する上で重要なため、より慎重な選定が求められます。
要求タクトと精度に合わせた速度・加速度設定が可能か
垂直多関節ロボットを選定する際には、要求されるタクトタイムと精度に応じた速度や加速度の設定が可能かを確認しましょう。速度や精度は、コントローラの性能、エンドエフェクタの設計などによって変化します。速度や精度の設定が適切でない場合、パーツの位置ずれやタクトの遅延が生じ、生産性が低下する恐れがあります。
また、速度と精度を適切にする必要がある理由は、品質とタクトタイムの両立が可能になるだけでなく、無駄な負荷を回避できるためです。ロボットの性能を最大限に引き出しながらも、機器への過剰な負担を避けることが、費用対効果の向上につながるでしょう。
特に、高速ラインでの運用や高精度が求められる組立工程など、厳しい条件下では、この観点が大切です。
ロボットの可動域・設置形態を周辺設備や安全柵との干渉も含め検討する
垂直多関節ロボットを選定する際には、ロボットの可動域や設置形態を周辺設備や安全柵との干渉を考慮しながら検討しましょう。干渉や設置形態に問題がある場合、ロボットが周辺設備に接触するリスクが高まり、装置の破損や動作停止といった事態が発生します。また、安全柵の配置が不適切だと、作業者の安全が確保されず、重大な事故につながる恐れがあります。
そのため、事前にロボットを現場に導入した際のシミュレーションを行い、機会と従業員の安全を確保しましょう。
また適切なシミュレーションを行うことで、安全性の向上に加え、点検やメンテナンスがしやすいレイアウトを構築でき、長期的な運用コストの削減にもつながります。
特に、スペースが限られる工場や既存の設備が密集している環境では、干渉のリスクを最小限に抑えるための慎重な計画が必要です。
以上が、垂直多関節ロボットの選び方です。各ポイントを慎重に検討し、自社に適した製品を選びましょう。
次章では、おすすめの垂直多関節ロボットメーカー5社を紹介します。それぞれの特徴を比較したうえでの各メーカーの強みを解説するので、ぜひご覧ください。
おすすめの垂直多関節ロボットメーカー5社を比較
本章では、当編集部が厳選した垂直多関節ロボットのおすすめメーカー5社の特徴を比較して、それぞれの強みを解説します。ファナック
ファナックの基本情報
| メーカー名 | ファナック / FANUC |
|---|---|
| 創業年or設立年 | 1972年 |
| 本拠地 | 山梨県南都留郡忍野村忍草3580 |
| 概要 | 産業用ロボットおよび工場自動化設備メーカー |
ファナック（FANUC）は、1972年に山梨県南都留郡忍野村で設立された産業用ロボットおよび工場自動化設備メーカーです。
また、ファナックは特に高い信頼性と生涯保守サービスに強みを持ち、国内外で高い評価を受けています。
ファナックは、LR Mate 200iDという垂直多関節ロボットを製造しています。このモデルの特徴は、高速動作・高精度と多様な用途への適応性です。他メーカーの垂直多関節ロボットメーカーと比較しても、これらの特性が際立っており、多くの産業分野で導入されています。
具体的には、自動車製造業、食品加工業、電気・電子加工業などの業界において活用されています。
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安川電機
安川電機の基本情報
| メーカー名 | 安川電機 / Yaskawa Electric |
|---|---|
| 創業年or設立年 | 1915年 |
| 本拠地 | 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 |
| 概要 | 産業用ロボット、サーボモータ、 インバータの製造販売 |
安川電機（Yaskawa Electric）は、1915年に福岡県北九州市で創業された産業用ロボット、サーボモータ、インバータなどの製造販売を行うメーカーです。
同社はサーボモータを中心とした高精度制御技術に特化し、その優れた技術力で産業界から信頼を得ています。
安川電機が製造する垂直多関節ロボットは、MOTOMAN-GP25です。MOTOMAN-GP25は、他メーカーの製品と比較して、高い可搬重量と広いリーチ、さらに高精度な動作を兼ね備えています。
導入実績としては、自動車製造業、半導体製造、食品加工業などがあります。
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川崎重工業
川崎重工業の基本情報
| メーカー名 | 川崎重工業 / Kawasaki Heavy Industries |
|---|---|
| 創業年or設立年 | 1896年 |
| 本拠地 | 東京都港区海岸1丁目14番5号 神戸市中央区東川崎町1丁目1番3号 |
| 概要 | 多岐にわたる輸送機器、産業用ロボット、 エネルギー関連機器の製造 |
川崎重工業（Kawasaki Heavy Industries）は、1896年に創業され、東京都港区と神戸市中央区に本拠地を置く、多岐にわたる輸送機器、産業用ロボット、エネルギー関連機器を製造するメーカーです。
同社は、各部門の技術を統合して新たな価値を創出する能力に強みを持っており、幅広い分野でその技術力を発揮しています。
川崎重工業の垂直多関節ロボット「MXPシリーズ」は、高い動作性能と広い動作範囲を備えています。また、軽量化と最新の制振制御により、他メーカーと比較して高速かつ安定した動作を実現している点が特徴です。
この「MXPシリーズ」も、食品・飲料、電機・電子、航空宇宙、物流、機械・金属加工などの多様な業界で導入されています。
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三菱電機
三菱電機の基本情報
| メーカー名 | 三菱電機 / Mitsubishi Electric |
|---|---|
| 創業年or設立年 | 1921年 |
| 本拠地 | 東京都千代田区丸の内2-7-3 東京ビル |
| 概要 | 総合電機メーカー （産業用ロボット、FAシステム、家電製品など） |
三菱電機（Mitsubishi Electric）は、1921年に設立された東京都千代田区に本拠地を置く総合電機メーカーです。
同社は、産業用ロボットやFA（ファクトリーオートメーション）システム、家電製品など、幅広い分野で製品を提供しています。特に、制御技術とFAシステムの総合力に優れ、多様なニーズに応える技術力が評価されています。
三菱電機が開発する垂直多関節ロボット「RV-FRシリーズ」は、高速動作と高精度動作に強みを持つ製品です。他社製品と比較しても、これらの性能が際立っており、スムーズな動作と高い精度が要求される作業に適しています。
「RV-FRシリーズ」は、特に自動車製造業や食品加工業で活用されています。
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デンソーウェーブ
デンソーウェーブの基本情報
| メーカー名 | デンソーウェーブ / DENSO WAVE |
|---|---|
| 創業年or設立年 | 1976年 |
| 本拠地 | 愛知県知多郡阿久比町大字草木字芳池1番 |
| 概要 | 産業用ロボット、自動認識装置、制御機器、 IoTソリューションの開発・製造・販売 |
デンソーウェーブ（DENSO WAVE）は、1976年に設立され、愛知県知多郡に本拠地を構える産業用ロボット、自動認識装置、制御機器、IoTソリューションの開発・製造・販売を行う企業です。
同社は、QRコードの開発を手掛けた先進技術力を有する点で業界から高い評価を得ています。
デンソーウェーブが提供する垂直多関節ロボットには、「VMシリーズ」と「VLシリーズ」です。これらは、他社製品と比較して高い防塵防滴性を誇ります。また、多様なセンサーやデバイスを装着できる柔軟性も兼ね備えています。
「VMシリーズ」および「VLシリーズ」は、搬送、組立、包装、検査などの様々な作業に活用されています。
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以上が、JET編集部がおすすめする垂直多関節ロボットメーカーの比較結果です。
次章では、垂直多関節ロボットの構造を解説します。ご興味ある方はご一読ください。
垂直多関節ロボットの構造を解説
垂直多関節ロボット（Vertical Articulated Robot）は、複数の回転軸（関節）を縦方向に有し、各関節を独立して制御できる構造を持ちます。具体的には、ロボットベース（ロボットの土台部分）から上方向に1軸目の回転関節を備え、順番に2軸目、3軸目といった形で腕部が連結されています。各関節はサーボモータなどを用いて制御され、上下方向や前後方向など多様な動きが可能です。
アーム構造としては、ロボットベース近くのアームは重量物の支持を想定した堅牢な設計となり、末端に向かうほど軽量化されたパーツが使われるケースが一般的です。 また、腕の先端には、ハンド（グリッパ）やツールを取り付けるエンドエフェクタが装着され、溶接や組立、塗装など、多様な作業を行えます。
次章では、垂直多関節ロボットと水平多関節ロボットの違い説明します。
自社に必要なロボットを改めて確認しましょう。
垂直多関節ロボットと水平多関節ロボットの違いは何？
垂直多関節ロボットは複数の関節が縦方向に重なる構造のため、上下方向の動きや複雑な角度の操作に強みがあります。一方で、水平多関節ロボット（Horizontal Articulated Robot）は、一般的に「SCARA（Selective Compliance Assembly Robot Arm）」とも呼ばれ、主にXY平面の動きに特化した構造です。最大の違いは、可動範囲と自由度（DoF）です。垂直多関節ロボットは6軸以上の構成が多く、腕をひねったり、傾斜したりといった複雑な動作を実現できます。 対してSCARAロボットなどの水平多関節は、上下の動きは比較的限定的ですが、水平方向の反復動作や高速移載に優れています。
また、用途に関しても違いが明確です。垂直多関節ロボットは、多様な方向から作業しなければならない工程（例えば自動車の車体組立）に適している一方で、水平多関節ロボットは、高速搬送、ピック＆プレース、電子部品の実装などに向いています。
このように、垂直多関節ロボットと水平多関節ロボットは構造や可動範囲、用途に違いがあり、導入検討にあたっては生産ラインの特性や製造工程の要件を考慮したうえで選定することが重要です。
