NACHITECHNICALREPORT
Robots21B3

Vol.

Sep/2010■ 新商品・適用事例紹介
敏捷にして柔軟、4軸パレタイジングロボット「プレストLP130／180」
ロボット事業4-axes palletizing robot is flexible and agile"Presto LP130/180"〈キーワード〉パレタイジングロボット・4軸構成・省スペース・
高速パレタイズ・物流工程

ロボット事業部／開発部

高田 昌幸
Masayuki TAKATA

敏捷にして柔軟、4軸パレタイジングロボット「プレストLP130／180」

要旨

パレタイジングロボット プレストLP130／180 は、ロボットによる自動化が進んでいる、自動車や電機・多様化する商品の搬送、頻繁なワークの切り替えな電子分野に比べ、物流分野では設置スペースやスフレキシブルに対応すどの複雑な作業要求に対し、ピード、複雑なシステムへの対応などを理由に自動るロボットである。

化が進まず、人手作業が一般的である。

本ロボットは、130ｋｇと180ｋｇ可搬の2モデルをこの物流分野では専用機を用いた搬送が従来、準備し、大きな動作範囲とコンパクトボディーにより主流であったが、昨今は、よりフレキシブルでコスト多種多様なワーク搬送作業に対応する。また最大パフォーマンスに優れたロボットを用いたシステムの1,800袋／時間の高速処理能力も有している。

その需要は増加している。
構築が望まれ、パレタイズ専用機能により、従来煩わしかった動作

これまで、ＮＡＣＨＩは、 ST-Fシリーズ を用い、パプログラムの作成が誰にでも簡単に行なえるようにさ
レタイズ用途でもご好評をいただいているが、今回、シミュレーションソフト AX on Desk にした。また、らなるシステム構成への対応力強化のためフレキシより、パソコン上でシステム検討やプログラム作成をブルな対応が可能な プレストLP130／180 を開行なうことができる。

発した。 プレストLP130 と プレストLP180 は、Abstract
Presto LP130/180, a palletizing robot is arobot who can respond flexibly to the transportof diverse products and demand of complicatedprocesses that require frequent changeovers.
Two models of the palletizing robots aredeveloped. One is a robot with a carrying
capacity of 130 kg and the other is with 180 kg.
With wide movement ranges and compact bodies, both robots can handle various processes
associated with the part transport and possessa high-speed processing ability up to 1800 bags
per hour.
By having an exclusive palletizing function,
it made much easier for everyone to program
the robot movements as this programming wastroublesome in the past. Additionally, the simulation software, AX on Desk enables users
to simulate the situations using a computerand make a program.
1

1. はじめにロボット本体の大きさ、動作範囲は共通で、可搬質量および各軸の最高速度などが異なるロボットである。
その外観図を図１に、本体仕様を巻末の表1に示す。

図1

外観図（LP130／180共通）

2.「プレスト LP130／180」の特長※1

プレストLP130／180 は、パレタイズ作業に特化

同時に、最大積荷高さは2,840mmであり、国際アームの旋回、上下、前後動作を行なう主するため、コンテナの最大高さ2,585mm以上の積荷高さを有軸3軸に手首回転1軸を加えた4軸構造とした。また、している。

手首の姿勢を一定に保つリンク機構も備えている。

また、広い動作範囲でありながら、旋回動作時のアームを軽量化し、高剛性に設計したことで高速ロボット干渉領域を示すフレーム干渉半径は560mm、性能を実現した。また、広い搬送動作範囲を確保し、アーム干渉半径は1,100mmと小さく、周辺機器類とこれまで汎用ロボットで対応できなかった用途にも適システム全体の省スペース接近した設置が可能であり、用が可能となる。

化が可能である。
1,600,415

さらに使いやすいパレタイズ機能を標準で装備し、R1

高度で多様なニーズ、アプリケーションにも簡単に対応でき、搬送作業の自動化に貢献できるロボットである。

製品搬入

35,8

R2

□1,100のパレットサイズで、最大6パレットの配置が可能。

3.14rad1,6001）広い動作範囲とコンパクトなボディー
210

図2に プレストLP130／180 の動作範囲を示す。

R3,

3.14rad1,100と広い動作範囲
最大リーチ3,210mm、旋回±180°

1,100を有しており、1,100mm×1,100mmのパレットサイズ（図3参照）で、最大6パレットの配置が可能である。

パレット
1,600

図3POINT A

大きな動作範囲

3,210

LOCUS
（POINT A）
1,100

R1,101
アーム干渉半径Arm interference radius

1,245
3.14

1,100

2,840

3,168rad

1,100

1,245

1,034

894

10,2R33.14rad

R560
フレーム干渉半径
Max interference radius

1,101
アーム干渉半径Arm interference radius

図2
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動作範囲図（LP130／180共通）
2

敏捷にして柔軟、4軸パレタイジングロボット「プレストLP130／180」

2）高速パレタイジング
軽量かつ高剛性に設計されたロボット本体に加え、

00

2,0

最新のモータードライブ技術で、LP130（ 図4に示す動作で60kg可搬時）では1,800袋／時間の搬送が（図5参照）可能となった。
このような、高速処理能力を有していながらも、振動抑制などの制御技術により、非常に滑らかな動作を実現している。

2,000

また、処理能力の増強にも対応できるよう、130kg可搬タイプに加え180kg可搬タイプ、同時に2つのワークを把持できるダブルハンド装置をラインナップしてい400る。多種多様なワークやハンド装置への対応も可能となり、様々なパレタイジングシステムに対応できる。

3）アプリケーション配線・配管

図4

処理能力の基準動作

内径φ8のエアー用配管を2系統と、入出力信号ハンド装置に対応可能である。

処理能力（袋／時間）

26芯を標準で準備した。ダブルハンドなどの様々な

1,900
1,800
1,700
1,600
1,500
1,400
1,300
1,200
1,100
1,000
40

LP180
LP130

6080
100 120 140160
バンド装置を含む搬送質量（kg）

図5

3

処理能力

1802003. 使い易いパレタイズ機能
1）豊富なパレタイズパターン

パレタイジング作業では、搬送される製品の様々な形状や大きさから、豊富な種類のパレタイズパター

パレタイズパターンは、74種類の基本パターンをンが求められるが、種類が豊富になれば教示作業登録している。さらに、基本パターンを選択した上で、は複雑になってしまう。

ワーク毎に回転、順序の変更が可能であり、用途にあわせた様々なパレタイズパターンを選択できる。

NACHIは、誰にでも簡単に分かりやすく教示作

パターン例を図6に示す。

業ができ、かつ最適な動作となるパレタイズ専用機能を準備した。
コラムパターン

Yp

789789456456231231Xp

55Yp

1221B33416563Yp

Xp

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図6

NACHI TECHNICAL REPORT

ピンホイールパターン

インタロックパターン

2Xp

Yp

8 7
216 14Yp

1Xp

3 4

11 12
9 10

15 13
34
1 2

5 7
6 8Xp

パレタイズパターン例

4敏捷にして柔軟、4軸パレタイジングロボット「プレストLP130／180」

2）作業プログラムの自動生成機能

作業プログラムの自動生成機能 では、
エアカット

ワーク寸法の入力と積み付けパターンを選択し、姿勢などの動作ポイントやI／Oなどのファンクション、ワークの つかみ位置 と 放し位置 の2ポイントを速 度・位 置 精 度 の教 示が自動 生 成されるため、教示するだけで、最適な動作プログラムを生成するシステム立ち上げまでの時間教示作業が容易となり、（図7参照）ことができる。

が短縮できる。

1.ワーク寸法の入力

3.作業プログラム自動生成
1ポイント目記録

L ：幅
W： 奥行きH ： 高さ2ポイント目記録

ワークつかみ位置
ワーク放し位置

上記2ポイント記録後、作業プログラム自動生成を実行

2.面、段数パターン入力
・パターン設定・順序／回転・隙間情報

・段毎に面パターンを指定

・位置・速度・I／O・精度
全て自動生成4.自動運転

図7 自動運転までのフロー

3）重ね置き防止機能
重ね置き防止機能 とは、段ボールなどの箱物干渉の恐れありのパレタイズでの干渉による箱を潰しながらのワークそれに伴うワーク変形による荷崩れの押し込みや、を防ぐ機能である。

箱物

ワーク配置に対して、あらゆる
図8に示すように、ワーク方向から自由にアプローチさせることができ、3干渉しない4同士の干渉を回避できる。

5

また、ワーク毎に指定することができるため、
どのよ

2187X

6アプローチ方向

うな複雑なパターンにも対応できる。
箱物

図85方向指定可能
Y■方向指定アプローチ
アプローチ方向（8方向）をワーク毎に指定することにより干渉を防止

重ね置き防止機能（箱物）

4）ワーク高さ補正機能
袋物のパレタイジング作業では、箱物とは違い、理想高さ
4段目

実物高さ

3段目

4段目

図9を例とすると、4段目のワークの理想高さに対し、2段目

3段目

実際は自重による圧縮で低くなる。補正無しでは、1段目

積み重ねることで自重により下段のワークが圧縮され、厚みが変化していくことがある。

理想高さでハンドがワークを離すことになり、ワークが落下してしまうため、ワークの荷崩れや、衝撃による袋の破損などの不具合を生じる恐れがある。
この厚み変化を補正し、美しく、ワークに優しい

2段目
1段目

自重による圧縮■補正方法（2パターン）
1.全体の高さ方向ずれ量から等分補正
2.段毎に補正量を指定

図9 ワーク高さ補正機能（袋物）

正確なパレタイジング作業を行なうための機能が ワー
バーチャルロボット

ク高さ補正機能 である。

5）AX on Deskや周辺装置との連携
シミュレーションソフト AX on Desk により、パソオフライン教示
干渉検知機能コン上でプログラム作成や積み付け状態・ハンド装置（図10）の干渉チェックが可能である。

ティーチペンダント

また、AX制御装置と同一のモーションエンジンを使用しているため、高精度のタクト検証もできる。他※2

インターフェイスパネルにもＰＬＣプログラムの編集、干渉IOパネルデザイン、各種パラメータの設定など、すべての設定が AX on Desk で可能であり、事前のシステム検討が容易に行なえる。

図10

AX制御装置はソフトウェアPLC（国際標準規格

AX on desk

IEC1131に対応）を内蔵しており、周辺装置の制御も可能である。周辺装置のプログラミングもAX制御装置のティーチペンダントで行なうことができるので、上位のコントローラ
従来コントローラ

別置制御装置不要

外部に特別なPLC設備を設ける必要が無く、コスト

AXコントローラ

ソフトウェアPLCで周辺機器の制御が可能

パフォーマンスの優れたシステム構成が実現できる。
（図11）6）電子マニュアルによる簡単保守
制御装置内の電子マニュアルにより、ロボットのトラブルシュート、制御装置の保守手順や操作説明をビジュアルで分かりやすく支援する。

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図11

内蔵PLC

コンベア制御盤などの周辺機器

6

4. 適用事例

安全柵

パレット2

コンベア2

図12は、ワーク質量60kg、ハンド質量40kgで、製品搬入

2行3列を1段として5段積上げるパレタイズレイアウト

LP130／180例である。パレタイズコンベアを2列設置し、片方のパレットの入れ替え時に反対側で作業することで待コンベア1機時間を短縮している。

空パレット搬入

この場合について AX on Desk を用いて検証

図12した結果、処理能力は約1,000袋／時間である。
事前検証を有効に利用し、様々なシステム構成にＬＰの持つ高速処理能力を無駄なく発揮対応でき、できる。

5.いろいろな分野で生産性向上に貢献

本ロボットは物 流 工 程における多 種 多 様な搬送 物にフレキシブルに対 応できるロボットであり、物流工程の生産性向上に大きく貢献できる。
これまでＮＡＣＨＩロボットは、溶接・ハンドリング用 途でご好 評をいただいているが、そこで培った技術を機械加工や組立、パレタイズなど幅広い分野に活かし、複雑で多様な作業に対応できるロボットを開発し、商品ラインナップの充実を図っていく。そして、高度なシステムエンジニアリング力でＮＡＣＨＩロボットによる柔軟で効率のよい自動化システムを提供し、生産性と品質の向上を推進する。

パレット1

表1
項 目
ロボット型式
構造自由度
最大リーチ
最J1 旋回
大腕
J2 前後
動
作
J3 上下
範囲 手首 J4 回転
J1 旋回
腕 J2 前後
J3 上下
手首 J4 回転
最大可搬 手首部
第1アーム※1）
質量 上負荷最大速度

手首許容最大慣性 J4モーメント

回転

積荷取り出し適用事例

基本仕様一覧
仕様

LP130−01

LP180−01
関節型
43,210mm±3.14rad＋0.71〜−1.65rad＋0.30〜−2.04rad±6.28rad2.27rad／s
2.01rad／s
2.01rad／s
1.75rad／s
2.01rad／s
1.83rad／s
6.98rad／s
6.28rad／s
130kg
180kg
最大25kg250kgm±0.3mm±0.4mm
位置繰り返し精度※2）−101.3〜690kPa
使用空気圧力2−φ12×8（手首部まで）
エアー配管
アプリケーション用信号線 20芯（手首部まで）、6芯（第1アームまで）
設 周囲温度
0〜45℃
置
20〜85％RH（結露無きこと）
条 周囲湿度0.5G以下件 振動値
床置ロボットタイプ
1,150kg
本体質量1［rad］＝180／π［°］※1）取り付け場所、手首負荷質量により変化します。
※2）JIS B 8432に準拠しています。

用語解説※1 パレタイズ
品物（ワーク）を順序よく並べること。また、積み上げたワークを逆に順に積み降ろす作業のことを デパレタイズ と言う。
※2 PLC
プログラマブルロジックコントローラ 。従来は別置きでロボット制御装置と周辺装置との仲介役として使用。ソフトウェアＰＬＣは、それをロボット制御装置のソフトウェア内に組み込んだもの。

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September / 2010

〈発269kgm行〉 2010年9月10日
株式会社 不二越 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