NACHITECHNICALREPORT

Robots34B3Vol.

October/2018■ 新商品・適用事例紹介

超小型・軽量ロボット

ロボット事業「MZ01」The Extremely Compact
and Lightweight Robot "MZ01"〈キーワード〉小型ロボット・軽量・コンパクト・クリーン対応
高速動作・配線内蔵

ロボット開発部／マニピュレータ開発室

谷端 雅臣

Masaomi Tanibata

超小型・軽量ロボット「MZ01」

要旨

超小型ロボット「MZ01」は、軽量化と最新のモー1. 超小型ロボット開発の狙いション技術により、クラストップレベルの動作性能を実現している。

ものづくりの現場では、品質向上、省人化・無人化

また、ロボットの駆動モーター、配線を全てアームにによるコスト低減をねらいとしたロボット化のニーズが内蔵した密閉構造を採用し、クリーンルーム内での一段と高まっている。とくに、中国をはじめとした適用を可能とする、クリーン度クラス５を実現した。

新興国では、人件費の高騰、労働人口の減少やさらに、標準で豊富なアプリケーション信号線・少子高齢化がすすむなかで、各種加工・小物搬送・配管をロボットアーム内に準備しているため、多様な組 立・箱詰・梱包などの人手作業に対応する小型アプリケーションに対応しやすい設計とした。

ロボットの需要が、ますます拡大している。
これまでNACHIは、MZ07の市場投入により、小型ロボット分野へ市場を拡大し、MZ04の開発により、市場競争力、対応力強化を図ってきた。今回、Abstract“MZ01”is a extremely compact robot that
achieves the performance of the top-revel movementin the class with light-weight design and the latest
motion technology.
In addition, it features an enclosed structure
equipped with a built-in drive motor and all
cables routed through the arm and achievescleanliness class 5, which makes it possible toapply in a clean room.
Moreover, the design supports various
applications since the piping and plenty, standard
signal lines for various software applications arebuilt in the arm.

1

小 型ロボット分 野でのさらなる市 場 獲 得のため、超小型ロボット「MZ01」を開発した。
ここでは、「MZ01」の特長について紹介する。

2.「MZ01」の概要
1）外観と仕様

表1 「MZ01」の基本仕様
項目

仕様

ロボット型式MZ01-01

高速性を表現するとともに、小型ロボットならではの構造

関節形

自由度

6

親しみやすさをデザインのポイントとした。

駆動方式

ACサーボ方式

ロボットの外観を図1に、基本仕様を表1に示す。
「MZ01」の開発に当たっては、MZシリーズとしてのまた、MZシリーズの特長として、アーム形状は第1軸±170 deg

左右対称とするとともに、ロボット用ケーブルおよび第2軸−90 ～ ＋85 deg

第3軸−50 ～ ＋90 deg

第4軸±145 deg

第5軸±125 deg

アプリケーション用のケーブル・チューブは全てアーム内に内蔵することで、洗 練された外 観とともに、最大動作範囲ユーザーの利便性を高めている。

最大速度

図1 「MZ01」の外観

第6軸±360 deg

第1軸

5.59 rad/s

第2軸

5.59 rad/s

第3軸

6.54 rad/s

第4軸

10.47 rad/s

第5軸

10.47 rad/s

第6軸

10.47 rad/s

可搬質量

手首部

1kg

手首許容
静負荷
トルク

第4軸0.9N・m

手首許容最大慣性モーメント*1

第5軸

0.9N・m

第6軸

0.78N・m

第4軸

0.008kg・m2

第5軸0.008kg・m2

第6軸

0.006kg・m2

位置繰り返し精度*2±0.02mm

最大リーチ

350mm

エアー配管

外径φ4 ／内径φ2.5×2本

アプリケーション信号線

12芯（0.2 sq/AWG 24）

設置方法

床置／天吊

クリーン度*3

ISO 14644-1 CLASS 5 準拠

本体質量10kg［1 rad］＝180/π［°］, ［1 N･m］＝1/9.8［kgf･m］*1：手首許容最大慣性モーメントは、手首負荷条件により異なりますので、注意してください。
*2：「JIS B 8432」に準拠しています。
*3：クリーン度を確保する場合は、ダウンフローのあるクリーンルーム内に設置してください。

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超小型・軽量ロボット「MZ01」

3.「MZ01」の特長
1）コンパクトなボディ「MZ01」は、従来小型ロボットMZ07、MZ04と比較し、さらにコンパクトなボディを実現した。
（図2）
これにより、コンパクトなシステムの構築を可能とするほか、従来機では1台しか配置できないような
作 業 者一人のスペースに2台設 置 することも可能となり、生産性向上に貢献する。
また、1kg可搬ロボットとしては世界最小を実現した。
473
360335625

720

231

MZ01

MZ04

MZ07

図2 シリーズ機との外観比較

2）6軸垂直多関節ロボット
ならではの自由度

170°

107

小型ロボットを使用している電気・電子分野では、スカラ型ロボットやパラレルリンク型ロボットによる、170°小型部品のハンドリング作業がロボットのメインの仕事であった。しかし、6軸垂直多関節ロボット「MZ01」
では、従来のようなハンドリング作業に加え、組立作業などの複雑な作業も可能となる。

5053 54

R3

LOCUS（POINT A）

46

165

R110（フレーム干渉半径）

20151
75.5 75.5500

範囲を確保した。
（図３）165

また、想定される作業エリアに対し、十分な動作

5170

POINT A

7595.5350

図3 「MZ01」動作範囲
3309

3）軽量で簡単に持ち運び可能

6）充実の標準アプリケーション配線・配管「MZ01」は、本体質量がわずか10kgで、人が持ち「MZ01」は、標準でアーム上まで表3に示す配線・運べる軽さを実現した。これにより、クレーンなどを配管を標準装備している。各種アプリケーションで使用せずに搬送、据付が可能となった。
（表2）

要望される配線・配管を標準対応することができ、ロボット本体外側の配線・配管の引き回しは不要

表2シリーズ機の本体質量となり、ユーザーの利便性を高めている。

機種

本体質量

また、標 準オプションとして、アーム上に設 置

MZ0110kg

MZ0426kg

するソレノイドバルブ（最 大2連）を準 備しており、MZ0730kg

ユーザーの要望に幅広く対応できる。
（図5）
表3

アプリケーション仕様（標準装備）

種類

4）クリーン対応
MZシリーズの主要ユーザーは電気・電子分野である。この分野において、クリーンルーム内に適用

アプリケーション
信号線
エアー配管仕様
12芯（ソレノイドバルブオプション選択時7 〜 9芯）（0.2 sq/AWG 24）
外径φ4 ／内径φ2.5×2本しやすいように、標準でクリーン度（ISO クラス5相当）を確保した。

5）余裕の手首トルク「MZ01」は超コンパクトな小型ロボットにもかかわらず、大きな手首トルク（定格負荷1kg）を実現した。
（図4）
これにより、様々なハンド、アプリケーションへの第6軸回転中心からの距離［mm］
Distance from J6 rotation center［mm］適用が可能となる。
標準仕様
1.0kg

0.75kg0.5kg

15010050

ソレノイドバルブ仕様
50

100150

フランジ面からの距離［mm］
Distarce from Mounting flange
［mm］

図5

アプリケーション接続部

46

図4 「MZ01」手首トルクマップ

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4超小型・軽量ロボット「MZ01」7）PCツール「MZ01」の主要ユーザーである電気・電子分野の市場の要求に応えるため、次のようなPCツールを開発している。
①OpenNR-IF②FD on DeskⅡ③FD-ST Easy
各ツールについて、簡単に紹介する。
①OpenNR-IF
ロボットをPCから制御するソフトウエアツールを作成するためのAPI（アプリケーションプログラミングインターフェース）である。
PCとCFD制 御 装 置をイーサネットケーブルで接続して、パソコンからロボット制御するためのアプリ
ケーションを、本製品を利用して作成することができる。
図6に「OpenNR-IF」のイメージ図を示す。

イーサネットケーブル
外部機器
カメラ、JoyStick
etc.

PC

ロボット制御装置「OpenNR-IF」で作成したソフト

C++、LabVIEWなどで作成

NACHI_COMMIF_INFO info;
ZeroMemory(&info,sizeof(NACHI_COMMIF_INFO));
info.lKind = NR_DATA_XML;
CHAR chXmlIpAddr[20];ZeroMemory(chXmlIpAddr, 20);
strcpy_s(chXmlIpAddr, 20, IP_ADD);
info.pcAddrs = chXmlIpAddr;
info.lPortNo = 9876;
int nXmlOpenId = NR_Open(&info);・・

図6 「OpenNR-IF」イメージ

5

③FD-ST Easy

②FD on DeskⅡ
プログラミング作成ソフトであり、ロボット言語のプログラミング作成に特化したPCソフトである。
従来の「FD on Desk」ではバーチャルFDの実機に高性能な描画エンジンを搭載しており、3Dを使用したオフラインティーチングの機能を得意とした、オフラインティーチングソフトである。

近い操作が主体であったが、プログラミングエディタを3Dオブジェクトのマウス操作で直感的な操作が導入することによって、PCツールとしてのメリットを可能。ロボットをマウスで手動運転でき、平面／活かせるようになった。
（図7）

並進／回転移動が選択的に操作できる。
（図8、図9）図7 「FD on DeskⅡ」表示例

図8

図9

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オペレートハンドル（各軸）

オペレートハンドル（直交座標）

6

4. さらなるニーズへの対応
今 回 新 たにM Zシリーズに 加 わった「M Z01」について、従来機との比較を中心に特長を紹介した。
今後は、「MZ01」をベースとして、ロングアーム対応など小型MZシリーズのラインナップを拡充し、また、小型制御装置CFDのさらなる小型化を図り、様々なカスタマーのニーズに応えることのできる魅力ある商品を開発していく。

参考文献
１）小坂俊介・杉岡和実：世界最速、軽量コンパクトロボット「MZ07－CFD」
NACHI TECHNICAL REPORT Vol.26 B2 Oct（2013）２）小坂俊介：小型・超速ロボット「MZ04」NACHI TECHNICAL REPORT Vol.29 B3 June（ 2015）３）石井淳史：ロボットPCツールの紹介
NACHI TECHNICAL REPORT Vol.33 B3 May（ 2018）

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Vol.34B3October / 2018〈発行〉2018 年 10 月 15 日
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