NACHITECHNICALREPORT

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Vol.

October/2013■ 新商品・適用事例紹介

世界最速、軽量コンパクトロボット

ロボット事業「MZ07-CFD」

MZ07-CFD
The World’s Fastest Lightweight andCompact Robot〈キーワード〉小型ロボット・世界最速
軽量コンパクト・中空手首

ロボット事業部／開発部

小 坂 俊 介 Shunsuke Kosaka
杉 岡 和 実 Kazumi Sugioka

世界最速、軽量コンパクトロボット「MZ07-CFD」

要旨

小型ロボット“MZ07-CFD”は、軽量化と最新のモーション技術により、クラス最速の動作性能を実現した。

1. 小型ロボット開発の狙い
ものづくりの現場では、品質向上、省人化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標準アーム仕様とロングアーム仕様とともに、一段と高まっている。とくに、中国をはじめとした豊富なアプリケーション仕様と自由な設置 条 件

新興国では、人件費の高騰、労働人口の減少やにより、ユーザーの要求するあらゆるアプリケー

少子高齢化がすすむなかで、各種加工・小物搬ションに対応する。

送・組立・箱詰・梱包などの人手作業に対応する

また、手首部に中空構造を採用することにより、小型ロボットの需要が、ますます拡大している。

周辺設備との干渉リスク低減などを実現した。

これまでNACHIは、SRAシリーズをはじめとしMZ07の開発にあわせて、CFD制御装置も開た中～重可般クラスのロボットを中心としたライン

発し、従来のFD11制御装置に対して体積比17％アップであったが、今回、自動車、産業機械、電と大幅にサイズダウンした。

機・電子、食品、医薬品、化学など幅広い分野の自動化に対応していくため、小型ロボット“MZ07-

Abstract
MZ07-CFD is a small robot that achieves
the performance of the fastest movement in
the class with the light-weight design and thelatest motion technology.   It supports all kindsof applications that users request as MZ07
offers the various specifications for arm types,flexible installation and various applications.  Inaddition, use of the hollow structure for a wrist
to route cables and wires realizes reduction ofrisk in interference with peripheral equipment.
Nachi also developed the CFD controller
in addition to MZ07, making a robot size
substantially smaller by 17% in volume comparedto the existing FD11 controller.

1CFD”を開発し、市場に投入する。
ここでは、MZ07-CFDの特長について述べ、さらに、MZ07-CFDの適用アプリケーションの紹介を行なう。

2. MZ07-CFDの概要
1）外観と仕様表１ MZシリーズの基本仕様

ロボットの 外 観を図1に、基 本 仕 様 を 表1に項目仕様示す。MZ07のデザインは、その外観の美しさをロボット型式

MZ07-01 MZ07P-01 MZ07L-01 MZ07LP-01

重視してシンメトリックな形態とし、ロボット用配線およびアプリケーション用の配線・配管は全なっている。

自由度

関節形
65駆動方式
最大動作範囲てアーム内に内蔵することで、洗練された外観と構造

65AC サーボ方式

第1軸± 170°

第2軸－ 135 ～ 80°

第3軸－ 136 ～ 270°

第 4 軸 ± 190°－

第5軸

－ 139 ～ 270°
± 190°－± 120°

第6軸± 360°

最大速度

第1軸450°/s300°/s第2軸

380°/s280°/s

第3軸520°/s

第 4 軸 550°/s

360°/s－550°/s

第5軸550°/s

第6軸1000°/s

可搬質量 手首部

7 kg

第 4 軸 16.6 N・m

手首許容
静負荷 第 5 軸トルク第6軸－16.6 N・m

9.4 N・m－－0.15 kg・m2±0.02mm最大リーチ723mm

エアー配管

0.47 kg・m2

0.47 kg・m2

位置繰り返し精度※2±0.03mm
912mm
φ6×2

アプリケーション信号線

10 芯

設置方法 ※ 3

床置 / 壁掛 / 傾斜 / 天吊

本体質量

－

16.6 N・m

手首許容 第 4 軸 0.47 kg・m2
最大慣性
第5軸モーメント※1
第6軸

耐環境性 ※ 4－

IP67 相当（防塵・防滴）
30kg

32kg

1[rad] = 180/ π [°], 1[N･m] = 1/9.8[kgf･m]※ 1 手首許容慣性モーメントは、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。
（例：壁掛時※ 3 壁掛および傾斜設置時は動作範囲に制限がつきます。の第１軸動作範囲± 30°）
※ 4 有機溶剤、酸、アルカリ、塩素系、ガソリン系切削液などシール部材を劣化させる液体は使用できません。

図1 ＭＺ０７の外観

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3. MZ07の特長
1）高速性
190.5

高速化を実現するために、以下の方策を行なった。

160・ロボットの軽量化

A4用紙サイズ4ー∅11・最新モーション技術の採用

（図2）

160

軽量化を行ない、30kgの軽量ロボットを実現した。

189.5

ロボットの軽量化に当ってはCAEを活用して

図3

MZ07据付けベース寸法

170°

CAEの活用事例
221.4

110.7

73

340

5045

また、高速化への対応として、モーターの性能

170°

ーム 径
フレ 渉半
干 50
R1

図2345

1,249

術を採用した。

330を最大限に引き出すための、最新のモーション技

2）コンパクトで広い動作範囲
A4サイズよりもコンパクトな設置面積でありながら、7kg可搬クラストップの最大リーチを実現した。省スペースと広い動作範囲により、新規設備へのロボット導入や、既存設備のロボット置き換えを容易とした。
（図3、図4）3495723165228

図4 MZ07動作範囲6183）スマートなケーブル引き回し

4）豊富なオプション仕様と自由な設置条件

MZ07で は手 首 軸 の 第5軸と第6軸 部 に中 空7種類のハンドを標準オプションとするとともに、構 造を採 用した。ロボットアームから手首先 端

視覚、力センサ仕様などのアプリケーションを用途のハンドまでの配 線・配 管を、手首中空 部を使に応じて選択可能とした。

用して引き回すことにより、周 辺 設 備との 干 渉

また、通常の床置設置の他に、天吊り、壁掛リスクを大 幅に低 減 することが 可 能となる。まけ、傾斜設置にも対応して、ユーザーの要求に応た、手首高速動作時にも配線・配管の挙動が安じて、人手作業に変わるあらゆるニーズに対応可定して、配 線・配管の長 寿 命化が期 待できる。

能とした。
（ 図7）

（図5、図6）

図5

床置き

天吊り

動作範囲制限あり動作範囲制限あり

壁掛け

傾斜

中空手首による加工機への進入

図7

図6

自由な設置条件

従来手首構造による加工機への進入

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世界最速、軽量コンパクトロボット「MZ07-CFD」

5）アプリケーション事例
ローディング

加工機上にMZ07を設置
加工済みワークを取り出して素材を投入

研磨

ベルトグラインダーによる研磨作業

シーリング

シール剤塗布5検査（視覚）

カメラを搭載、ワークの穴位置を検査（視覚仕様）

ピッキング

コンテナで供給されるワークを取り出し、ラインに供給（視覚センサ仕様）

バリ取り

穴加工エッジ部分のバリ取り作業

箱詰め

コンベアより流れてきたワークを出荷梱包用の段ボール箱へ箱詰め（パレタイズ機能）

組立

ギアボックスの組立（力センサ仕様）

4. CFD制御装置

5. 制御装置の小型化

CFD制御装置はMZロボット専用に開発したロCFD制御装置はパワートランジスタや強電部品ボット制御装置である。FD制御装置をベースに小のサイズダウンや発熱の低減により、FD11制御装型ロボット制御に特化し、基本性能および機能は置と比 較して体 積比17%と大幅にサイズダウンしFD制御装置と同等としながらも小型化を実現した。
（ 図10）横幅はわずか369mmであり、図9のよた。また、容易にロボットの導入できるよう、CFDうにロボット設置架台の中に収 納可能となってい専用にFDonDesk Light、ミニティーチペンダントる。また、縦置き設置も可能である。などを開発した。
図8にCFD制御装置の外 観、表2にCFD制御装置とFD制御装置の仕様比較を示す。

図9
図8

制御装置レイアウト例

CFD制御装置
055

17％

049

FD11制御装置
173590体積比580

CFD制御装置
369

図10

サイズ比較

CFD制御装置は小型化したが、演算性能や安全性能はFD11と同等であり、高速制御、高精度軌跡制御、二重化安全回路といった基本
機 能はロボットの性 能を最 大限に引き出すことができる。

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世界最速、軽量コンパクトロボット「MZ07-CFD」

6. 豊富な便利機能
FD11制御装置を踏襲し、ソフトウェアPLC、FDonDeskは制御装置と同じ再生エンジンを使

画 面 カスタマイズ 機 能、 各 種 フィールドバス

い、高精度のサイクルタイムシミュレーションができ（DeviceNet, EtherNet/IP, CC-Link など ）、るパソコンソフトウェアである。今回CFD対応と同

FDonDeskなどの使いやすく便利な機能が満載時に制御装置との通信機能を開発した。ティーチである。 これらの機 能によりロボットの導入がペンダントの画面をパソコンから操作できる機能、容易になる。例えば、図11のように高機能TP、FDonDeskで作成したプログラムを制御装置に転ソフトウェアPLC、フィールドバスを使用して外送できる機能などをサポートした。

部 機器もロボット制御装置で一元制御すること

また、CFD対 応 に 際してFDonDesk Lightをが可能である。これは便利なだけでなく、制御新たにラインアップした。
（ 図12）FDonDesk Light

用PLCが不要、省配線など、ユーザーにコストはCFD制 御 装 置に付 属され 無 償 で 利用できるメリットを提供することができる。

簡易バージョンである。FDonDesk Lightでも当然通信機能や高精度サイクルタイムシミュレーションが可能である。

図12

図117装置構成

FDonDesk Light

7. 選べるティーチペンダント
CFD制御装置のティーチペンダント（以下、TP）は3つの選択肢がある。FD11制御装置で用いられている高機能ティーチペンダント、機能が限定されるが超小型、軽量のミニティーチペンダント、TPレスで使用するTP短絡プラグが用意されている。
図13に高機能ティーチペンダントとミニティーチペ
ンダントの外観を示す。高機能ティーチペンダン
トは640×480画素の表示画面で、タッチパネル操作が可能である。視覚センサのカメラ画面を表示したり、画面をカスタマイズして独自の操作パネルとしても使用できる。ミニペンダントは重量400gと軽量であり、簡単な操作、保守に利用できる。
FDonDesk Lightと併用すれば高機能TPと同等の操作も可能である。TP短絡プラグは1台のTPを複数の制御装置で使いまわす場合にTPの替わりに取り付ける。これらのTPは電源を入れた状態で抜き差しが可能であり、用途に応じて使い分けることができる。

図13

高機能TPとミニTP

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8. 豊富なアプリケーション
様々なアプリケーションに対応できるようオプションで視覚センサNV-Proや力センサを搭載することができる。これらのセンサを用いることにより、バラ積み部品のハンドリング、圧入、ならい組立、バリ取り、研磨作業といったアプリケーションに対応することが可能となる。図14、図15に視覚センサの応用例とティーチペンダントにカメラ画像を表示した例を示す。視覚センサ、力センサ機能の詳細については本誌の「ロボット新機能の紹介」に解説されているので、ここでは説明を省略する。

図14 視覚センサ応用例

図159

高機能TPに表示されたカメラ画像

表2制御装置基本仕様

CFD制御装置

FD11制御装置

適用マニピュレータ

MZ専用

全機種
4 ～ 700kg可搬ロボットまで対応

標準制御軸数6軸←

最大制御軸数（軸追加）

7軸（１軸追加）

8軸（2軸追加）

適用モーター /エンコーダ

ACサーボ/17bitアブソ

←

安全性能

PLd カテゴリ3←

教示方式

ティーチングプレイバック
ロボット言語←プログラム選択数

9,999種←

メモリ容量

256Mバイト（2,560,000ステップ相当）←

ティーチペンダント

高機能TP ／ミニTP選択
3ポジションイネーブルSW、非常停止釦付き
高機能TPはカラーグラフィック、タッチパネル

高機能TP

ソフトウェアPLC

あり IEC1131準拠←操作SW

非常停止、モード選択（運転準備、起動、停止はTP操作）

非常停止、モード選択、運転準備、起動、停止

専用I/O

外部非常停止、セーフティプラグ、外部イネーブル、保護停止←

ネットワークEthernet←

フィールドバス

DeviceNet, EtherNet/IP, CC-Link,PROFIBUS, PROFINETに対応

←

記憶方式

フラッシュメモリ←

外部記憶装置USBメモリ←オプションスロット

PCI 2スロット

PCI 3スロット

外形寸法

369（W）×490（D）×173（H）

580（W）×550（D）×590（H）

電源仕様

3相200-230V / 単相200-230V

3相200-220V

保護等級

IP20IP45

周囲温度0 ～ 40℃

0 ～ 45℃

周囲湿度

20 ～ 85%（結露なきこと）←DeviceNetおよびEtherNet/IPはODVA（Open DeviceNet Vender Association, Inc.）の登録商標です。
CC-LinkはCC-Link協会（CC-Link Partner Association : CLPA）の登録商標です。
PROFIBUSおよびPROFINETはPROFIBUS & PROFINET Internationalの登録商標です。

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