NACHITECHNICALREPORT

Robots31B2

Vol.

October/2016■ 新商品・適用事例紹介

ウィングスライサー型ロボット

ロボット事業「EZ03-CFDL」
The wing slicer robot"EZ03-CFDL"〈キーワード〉小型ロボット・水平多関節・中空手首
マルチコントローラー

ロボット開発部／マニピュレータ開発１部

小 坂 俊介Shunsuke Kosaka

ウィングスライサー型ロボット「 EZ03-CFDL 」

要旨

小 型ロボット「EZ03-CFDL」は、既 存 の水平

1. 小型ロボット開発の狙い多関節ロボットや垂直多関節ロボットとは異なる、独自の第1軸上下機 構を採用した、省スペースな組立・搬送ロボットである。
天吊りタイプは、動 作 範囲全域を使用可能なため、設備の大幅なコンパクト化を実現した。

ものづくりの現 場では、品質向上、少人化・無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一段と高まっている。とくに、中国をはじめとした新興国では、人件費の高騰、労働人口のまた、アーム先端に駆動部のないスリムなアーム減少や少子高齢 化がすすむなかで、各 種 加 工・は、先端部に大中空穴を確保することにより、ユー小物搬送・組立・箱詰・梱包などの人手作業に対応ザー利便性を高めた。

する小型ロボットの需要が、ますます拡大していく。

EZ03用に開発されたCFDL制 御 装置は、1台

これ までNACHIは、 垂 直 多 関 節 型 の 小 型の 制 御 装 置 で 最 大 4 台 のEZ03 が 制 御 可 能とロボットMZ07シリーズ、および、MZ04シリーズのなっている。

市場投入により、小型ロボット分野へ市場拡大を果たした。今回、さらなる分野拡大、対応力強化のために、ウィングスライサー型ロボット「EZ03-Abstract“EZ03-CFDL”is a small assembly andhandling robot which has the unique up-and-down
mechanism in the first axis different from theexisting SCARA robots and vertical articulatedrobots. A ceiling-mounted feature gives EZ03 afull range of mobility, realizing a substantial
reduction in size. In addition, the tip of the slim
arm is not equipped with a drive unit, but israther equipped with a built-in cabling feature,enhancing user-friendliness.
Newly-developed CFDL controller for
EZ03 is capable of controlling up to four EZ03
robots.

1

CFDL」を開発した。
ここでは、「EZ03-CFDL」の特長について述べ、さらに、「EZ03-CFDL」の適用アプリケーションの紹介を行なう。

2. EZ03の概要
1）外観と仕様

表1

ロボットの外観を図1に、基本仕様を表1に示す。

項目仕様

ロボット型式

EZは凹凸の少ないスッキリとした固定ベースと、スリムな可動アームから

EZ03ラインナップと基本仕様

EZ03V4-02-4525

EZ03V4-02-4515

構造EZ03F4-02-5525

水平多関節構成され、アーム部は、ロボット用ケー

自由度

4駆動方式

ACサーボ方式

ブルおよびアプリケーションケーブル・

最大リーチ
第1軸

チューブをすべてアーム内に収納することで、スリムでコンパクトな外 観となっている。

450mm
250mm

最大速度

第3軸

550mm

150mm

第2軸
最大動作範囲EZ03F4-02-5515

250mm

150mm

±170deg±180deg±145deg

第4軸±360deg

第5軸

−

第6軸

−

第1軸

1,400mm/s 1,200mm/s 1,400mm/s 1,200mm/s

第2軸7.85 rad/s

第3軸

12.7rad/s

第4軸

41.9 rad/s

第5軸

−

第6軸

−

可搬質量

手首部

定格2kg（最大3kg）

手首許容最大慣性モーメント*1

第4軸0.05kg・m2（定格 0.005kg・m2 ）

第5軸−

第6軸−

位置繰り返し精度 *2±0.014mm

エアー配管

φ6×2＋φ4×5

アプリケーション信号線

10芯

設置方法

天吊

耐環境性
本体質量

床置
IP2042kg

43kg

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。

図1

EZ03の外観

NACHI TECHNICAL REPORT

31B2

Vol.

2

ウィングスライサー型ロボット「 EZ03-CFDL 」

3. EZ03の特長
1）独自の軸構成

2）天吊型による全方位アクセス

一 般的なスカラーロボットは、アーム先端 部にEZ03の天吊タイプは、アームを折りたたむこと上下軸が配置され、その駆動機構もアーム上に搭載

で、動作範囲の中央部も動作が可能なため、最大されており、大きな上下ストロークを確保するためリーチを示す動作範囲円筒内の全域が動作可能領には、可動アーム部が縦長の大きな形状になる。

域となる。デッドスペースがなく、設備の省スペース化

一方、EZ03は上下軸を第１軸として本体ベース部のメリットがある。
（図3）分に配置し、アーム全体が上下する独自の軸構成とすることで、コンパクトな先端アーム実現した。
また、EZ03は、各関節を駆動するためのモーターをすべてロボット本体部に集中して配置しており、

図4 に示 すレイアウト例では、床 置きタイプのスカラーロボットを使った作業セルと比べて、天吊り
EZ03 で 構 成したセ ルで は、40％省スペース化される。

先端アーム部分には駆動用モーターがない。そのため、高さを最小限に抑えた、スリムで軽量な旋回アーム構造となり、機敏で高速な動作を実現した。

アクセスできない
デッドスペース

全方位アクセス可能

一般的なスカラーロボットの動作範囲

EZ03の動作範囲（図2）

アーム全体が上下

図3 EZ03動作範囲の特長

一般的なスカラーロボットのレイアウト

図2EZ03のレイアウト

EZ03の軸構成

断面積0.8ｍ240％削減

図4 レイアウト事例の比較

30.5ｍ2

3）サイクルタイムの短縮
全方向アクセスのもう一つのメリットは、サイクル

4）スリムな先端アーム
上下軸が先端にある一 般的なスカラーロボット
では、駆動用のモーターやボールねじが先端アームタイムの短縮である。
一般的なスカラーロボットでは、動作範囲の反対側へ移動する際に、デッドスペースを避けて大回りしなければならない場合がある。に配置され、大きな先端アームを有する。
とくに、先端のボールねじは、上下ストロークの大きなロボットほど長くなるため、先端アームの高さ

一方、EZ03の場合は、動作範囲中央部を通過はストロークに比例し、コンパクトなアームでは、小さして反対側へのアクセスができるため、最短の動作な上下ストロークしか確保できないというデメリット

経路で搬送、姿勢変更が可能となり、サイクルタイムがある。
（図7）
EZ03は上下軸を第１軸に配置することで、長いが大きく短縮される。
図4に示すレイアウトで、2つのパレットからコンベア上下ストロークを確保しながら、先端アーム部は高さへ部品を搬送する動作を比較した事例を図5、図6を抑えた、スリムでコンパクトな形状となっている。に示す。ここでは、各ロボットが部品を①→②へ、それにより、一般的なスカラーロボットではアクセス③→④へ搬送する動作を繰り返すものとする。

できない、狭い間口への進入も可能となっている。

図5に示す一般的なスカラーロボットのパレット配置、動作経路に対して、図6に示すEZ03の場合は、動作経路の全行程長は約40％短縮され、その分の（図8）広い開口が必要サイクルタイム短縮を見込むことができる。

全行程長 3,400mm

大きな先端アーム
図7
図5

一般的なスカラーの動作経路

一般的なスカラーロボットの進入間口

狭い開口にも進入可能

全行程長 2,000mm

コンパクトな先端アーム
図6

EZ03の動作経路

NACHI TECHNICAL REPORT

31B2Vol.

図8EZ03の進入間口

4

ウィングスライサー型ロボット「 EZ03-CFDL 」

5）スマートなケーブル引き回し
EZ03は、ハンドに使用するエア配管および信号

EZ03は、設備に合わせた最適なアームを選択

線を、先端アーム上のコネクタまでロボット本体にできるよう、天吊り仕様と床置き仕様のそれぞれ内蔵しており、配線やフレキが露出しないスッキリとに、250mmと150mmの上下ストロークをラインナップした外観となっている。

した。

さらに、MZシリーズと同様に手首軸（J4軸部）にさらに、4軸仕様の先端に手首2軸を追加した、中空構造を採用し、先端部にφ36mmの大中空径6軸仕様（EZ02シリーズ）を準備した。
（ 図12）このを確保した。

EZ6軸仕様は、垂直6軸多関節ロボットとは異なり、ロボットアームから手首先端のハンドまでのケー限られた動 作エリア内で、素早く、ダイレクトにブルやチューブを、手首中空部を使用して引き回すツール姿 勢を自在に変えることができる。これにことにより、周辺設備との干渉リスクを大幅に低減

より、従来の水平多関節ではできなかった、斜めすることが可能となる。また、手首高速動作時にもの挿入やワークの向きを変えての組立・搬送などをケーブルやチューブの挙動が安定するため、長寿実現し、生産設備の多機能化や、ワークの多様化命化が期待できる。
（図9、図10、図11）に対応することが可能となる。

図956）豊富なラインナップ

一般的スカラーのケーブル引き回し

図11EZ03床置き仕様

図10

図126軸仕様の軸構成

EZ03のケーブル引き回し

7）マルチコントローラー CFDL

表2EZ03は、専用の 制 御 装 置CF DLにより制 御項目仕様

制御装置型式CFDL1
CFDL2
CFDL4-0000-0000-0000（１台仕様）（2台仕様）（4台仕様）

対象アーム

EZシリーズ専用される。CFDLは、MZシリーズ用のCFD制御装置と同等のサイズで、複数台制御に対応した、マルチコントローラーである。CFDLの外観を図13に、基本仕様を表2に示す。

CFDL基本仕様

最大制御軸数

6軸ロボットのモーター駆 動用アンプが制 御 装 置外部軸非対応に内蔵されている従来の制御装置では、複数台最大制御アーム数ロボットを使用する場 合には、ロボット台数分の対応モーター制御装置を据付ける必要があり、大きなスペースが必要となる。一方、EZ03はアンプをロボット本体側に内蔵することで、1台の小型制御装置で、最大4台までの制御を可能とした。
（図14）

４アーム

17bit アブソリュートエンコーダ

安全機能

PLd カテゴリ3（ISO10218に準拠）

ティーチペンダント

オプション

操作SW

非常停止、モードSW

ワイヤーハーネス

2, 5, 10, 15, 20m

外形

台設置時に煩雑になりがちなI／Oケーブルなどのなり、設備のメンテナンス性も向上する。

２アーム
ACサーボモーター

対応エンコーダ

これにより、設備の省スペース化とともに、複数通信線を１ヶ所にまとめて処理することが可能と

１アーム

W:369mm
D:490mm
H:186mm

W:369mm
D:560mm
H:263mm

保護構造

IP20

一次電源電圧

単相/3相 AC200-230V

周囲温度

0 ～40℃（50/60Hz）

周囲湿度

20～ 85％（結露なきこと）

図13 CFDLコントローラ外観

最大4台の制御が可能

図14

NACHI TECHNICAL REPORT

31B2Vol.

CFDL４によるマルチ制御

64. まとめ
今回、新たに開発したウィングスライサー型ロボット
EZ03について、独自の機 構 がもたらす 特 長を、一般的なスカラーロボットと比較しながら紹介した。
NACHIは、これまで、MZシリーズで小型ロボット分野での実績とラインナップの拡充を図ってきた。
今回市場投入したEZ03により、さらに幅広い顧客のニーズに応えられる商品構成とした。今後も製造現場の自動化・効率化に貢献できる、魅力ある商品の開発にとり組んでいく。

NACHI TECHNICAL REPORT

Vol.31B2

October / 2016〈発行〉2016 年 10 月 12 日
株式会社 不二越 技術開発本部
富山市不二越本町 1-1-1 〒 930-8511
Tel.076-423-5118 Fax.076-493-5213